干细胞疗法成为治疗失明的新途径

ps：眨眼会损害眼睛表面，但您每分钟眨眼约 12 次。幸好您的眼睛有干细胞来修复损伤！

视觉可以说是我们最重要的感觉。我们依靠它轻松地在周围环境中导航。视力丧失会对一个人的生活产生巨大影响，但许多导致失明的疾病目前很难或无法治疗。研究人员现在正在使用干细胞技术探索治疗视力丧失的可能新方法。

大多数导致视力丧失的疾病的治疗都很困难或尚不可能。

眼睛中的特殊细胞具有特定的功能，可以聚焦光线并将看到的东西转化为发送到大脑的信号。眼睛含有几种类型的干细胞，它们不断地替换磨损或损坏的特殊细胞。

Holoclar®是目前唯一获得临床批准的眼部干细胞疗法。这种治疗通过将实验室培养的角膜缘干细胞移植到缺乏这些细胞的眼睛区域，使角膜受损（眼睛最外层的透明部分）的患者恢复视力。

关于眼睛

眼睛是负责我们观察周围世界能力的器官。它能够检测来自周围环境的光，并将检测到的信息传输到大脑。它是一个非常复杂的器官，由多个专门的部件组成，与电子相机没有什么不同。组件或组织由多种类型的细胞组成，每种细胞都有特定的工作要做，以使组织能够发挥专门的作用。

眼睛的主要部分是：

角膜	眼睛前部的透明“窗口”允许光线进入。
镜片	通过聚焦进入眼睛的光线，就像相机中的镜头一样。
视网膜	负责看东西的眼睛后部的电路。它是眼睛中最复杂的组成部分，由具有特定作用的几种不同类型的细胞组成。这些包括感光细胞，它检测进入眼睛的光并产生电信号。
视神经	连接眼睛和大脑的生物线。它负责将视网膜中产生的电信号传输到大脑。然后大脑解释这个信号，为我们提供我们环境的图片。视神经与视网膜密切相关。
视网膜色素上皮	位于视网膜下方的一片黑色细胞。该表支持视网膜并具有许多重要作用，包括处理营养素。

当这些组件中的一个或多个损坏和/或停止正常工作时，就会出现眼部疾病。不同的疾病发展取决于哪些组件不起作用。处理这些问题的难点在于，与照相机的电子部件不同，眼睛的新生物部件不容易获得。这就是干细胞技术可能有用的地方。干细胞可以作为新的、健康的特化细胞的来源，并可能提供一种替换眼睛中受损细胞的方法。有几种类型的干细胞可以以不同的方式使用，这取决于要治疗的特定疾病。那么目前的研究重点是什么？

干细胞移植技术修复角膜

构成角膜（眼睛的窗口部分）的细胞会因眨眼和暴露于外界而不断受损。为了修复这种损伤，我们在角膜边缘有少量干细胞，称为角膜缘干细胞。他们负责制造新的角膜细胞来替换受损的角膜细胞。如果这些干细胞因受伤或疾病而丢失，角膜就无法再修复。这会影响光线进入眼睛的能力，导致视力严重下降。

经过多年的潜心研究，科学家们现在已经开发出一种技术，可以从足够健康的供体眼睛或双侧病变的幸存角膜缘区域收集角膜缘干细胞，在实验室中将其扩增至足够数量并移植到受损的眼睛中。临床试验表明，从健康眼睛移植角膜缘干细胞可以修复角膜并永久恢复视力。为了避免免疫排斥，这种治疗只有在患者有健康的角膜缘部分可以从中收集角膜缘干细胞时才有效。 

目前，这是唯一一种经临床试验证明有效的眼部干细胞治疗方法。

2015年，欧盟委员会授权（在欧洲药品管理局批准后）将一种包含角膜缘干细胞的先进治疗医疗产品 (ATMP) 销售给医疗保健提供者。这是临床试验成功后发生的临床翻译过程的最后一步。该疗法称为Holoclar®，基于二十多年的卓越研究，由上皮干细胞生物学领域的国际知名科学家团队进行。

它由一家名为Holostem Terapie Avanzate Srl的意大利大学衍生公司根据欧洲立法在GMP（良好生产规范）认证的设施中生产，并由Chiesi Farmaceutici Spa商业化在双眼角膜损伤严重（双侧角膜缘缺损）的情况下，由于没有残留的角膜缘干细胞可供培养，这种治疗方法将不起作用。为了应对这一挑战，研究人员目前正在研究使用不同方法的可能性——使用胚胎干细胞或诱导多能干细胞 (iPS) 或口腔粘膜干细胞——在实验室中制造新的角膜缘干细胞。这可以消除收集角膜缘干细胞的复杂手术的需要，并为需要新细胞的患者提供理论上无穷无尽的大量角膜缘干细胞来源。希望将来这种方法能为患者所用。

开发治疗视网膜疾病的方法

替代视网膜色素上皮细胞

视网膜色素上皮 (RPE) 细胞有许多重要的工作，包括照顾邻近的视网膜。如果这些细胞由于损伤或疾病而停止正常工作，那么视网膜的某些部分就会死亡。由于视网膜是负责检测光线的眼睛组成部分，因此会导致失明。RPE细胞会在多种疾病中受损，例如：年龄相关性黄斑变性 (AMD)、色素性视网膜炎和Leber氏先天性神经病。

治疗这些疾病的一种方法是用移植的健康细胞替换受损的RPE细胞。不幸的是，不可能从捐赠者那里获取健康的RPE细胞，因此有必要寻找其他细胞来源进行移植。

科学家们最近在实验室中从胚胎干细胞和iPS细胞中制备出了新的RPE细胞。一家名为Advanced Cell Technologies的干细胞生物技术公司已经在针对 Stargardt黄斑营养不良患者和受AMD影响的患者的I/II期临床试验中测试了胚胎干细胞衍生的RPE细胞的安全性。

2014年发表的试验结果, 证明了安全性并显示了移植的RPE细胞的植入。然而，一些参与者经历了免疫抑制和移植程序本身的不良副作用。有趣的是，尽管这不是该试验的终点，但一些患者也报告视力有所改善。

英国目前正在进行第二个I/II期试验，该试验探索使用源自人类胚胎干细胞的RPE治疗湿性AMD患者。第一位患者于2015年9月接受了移植手术。这项工作由Pete Coffey教授领导，正在进行中，作为伦敦治疗失明项目的一部分正在Moorfields眼科医院进行。 

最后，日本研究员Masayo Takahashi博士正在日本领导一项临床试验，将iPS细胞制成的RPE细胞移植到湿性AMD患者体内。由于日本的监管变化以及对试验中使用的iPS细胞产品突变的担忧，该试验被搁置了几个月。审判于2016年6月重新开始，许多人都在等待结果。

在世界范围内，还有 其他几项使用多能干细胞的I期或I/II期临床试验涉及少数参与者。这些试验主要检查在干性和湿性AMD和Stargardt黄斑变性中使用由多能干细胞开发的RPE的安全性，但在某些情况下也检查其有效性。

更换受损的RPE细胞仅对仍具有至少部分视网膜工作的患者有效，因此具有一定程度的视力（即处于疾病的早期阶段）。这是因为RPE细胞本身并不负责“看”，而是负责支持“看”的视网膜。当视网膜开始退化时，由于 RPE 细胞不能正常工作，这些类型的疾病就会丧失视力。因此，RPE细胞需要及时更换，以支持仍在工作的视网膜。希望新的RPE细胞移植能够永久性地阻止进一步的视力丧失，并且在某些情况下甚至可以在某种程度上改善视力。

更换视网膜细胞

在许多视力丧失的情况下，我们经常发现问题出在视网膜回路故障上。当电路中特定的、专门的细胞停止正常工作或死亡时，会发生不同的疾病。尽管视网膜比眼睛的其他组成部分更复杂，但希望如果能找到新的视网膜细胞来源，我们或许能够替换受损或垂死的细胞来修复视网膜。此外，这种方法还可能有助于修复对视神经造成的损伤。

同样，科学家们转向干细胞技术来提供替代细胞的来源。现在有几项研究报告说，胚胎干细胞和iPS细胞都可以在实验室中转化为不同类型的视网膜细胞。在眼睛中，一种称为Müller细胞的细胞存在于视网膜中，已知它在某些物种（例如斑马鱼）中充当干细胞。有人提出，这种细胞也可以作为人类的干细胞，在这种情况下，它可以为修复视网膜提供另一种视网膜细胞来源。

与RPE细胞移植不同，直接修复视网膜可以让已经失去视力的患者在一定程度上恢复视力。这给患有晚期年龄相关性黄斑变性等疾病的患者带来了希望，视网膜中的光敏感光细胞已经丢失。此类研究还可能为患有色素性视网膜炎和青光眼等视网膜疾病的人提供新的治疗方法。然而，尽管有令人鼓舞的证据，但此类研究还处于起步阶段。目前还没有计划使用这种方法进行患者临床试验，因为首先仍需要进行大量的进一步研究。

干细胞移植治疗视网膜疾病的未来展望

干细胞技术在改善视力障碍患者的生活方面具有巨大潜力。目前正在进行多项研究，以开发治疗和/或预防视力丧失的新疗法。这项研究的核心是加深我们对不同类型干细胞行为方式的理解，以及如何最好地利用它们在眼睛中的潜力。需要量身定制的方法，具体取决于患者遇到的特定问题。干细胞不是一站式的通用疗法，但它们确实具有生产可用于修复眼睛的新生物成分的令人兴奋的潜力。

参考资料：

This factsheet was created by G. Astrid Limb and Silke Becker. Fact sheet reviewed by Pete Coffey and Matt Smart with input on information about repair of the cornea from Michele de Luca.

Images of limbal epithelial stem cells and picture showing the use of embryonic/iPS cells by Dr Hannah Levis and Dr Amanda Carr, respectively, UCL Institute of Ophthalmology. All other images from the laboratory of Astrid Limb.

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