干細胞療法成為治療失明的新途徑

ps：眨眼會損害眼睛表面，但您每分鐘眨眼約 12 次。幸好您的眼睛有干細胞來修復損傷！

視覺可以說是我們最重要的感覺。我們依靠它輕松地在周圍環境中導航。視力喪失會對一個人的生活產生巨大影響，但許多導致失明的疾病目前很難或無法治療。研究人員現在正在使用干細胞技術探索治療視力喪失的可能新方法。

大多數導致視力喪失的疾病的治療都很困難或尚不可能。

眼睛中的特殊細胞具有特定的功能，可以聚焦光線并將看到的東西轉化為發送到大腦的信號。眼睛含有幾種類型的干細胞，它們不斷地替換磨損或損壞的特殊細胞。

Holoclar?是目前唯一獲得臨床批準的眼部干細胞療法。這種治療通過將實驗室培養的角膜緣干細胞移植到缺乏這些細胞的眼睛區域，使角膜受損（眼睛最外層的透明部分）的患者恢復視力。

關于眼睛

眼睛是負責我們觀察周圍世界能力的器官。它能夠檢測來自周圍環境的光，并將檢測到的信息傳輸到大腦。它是一個非常復雜的器官，由多個專門的部件組成，與電子相機沒有什么不同。組件或組織由多種類型的細胞組成，每種細胞都有特定的工作要做，以使組織能夠發揮專門的作用。

眼睛的主要部分是：

角膜	眼睛前部的透明“窗口”允許光線進入。
鏡片	通過聚焦進入眼睛的光線，就像相機中的鏡頭一樣。
視網膜	負責看東西的眼睛后部的電路。它是眼睛中最復雜的組成部分，由具有特定作用的幾種不同類型的細胞組成。這些包括感光細胞，它檢測進入眼睛的光并產生電信號。
視神經	連接眼睛和大腦的生物線。它負責將視網膜中產生的電信號傳輸到大腦。然后大腦解釋這個信號，為我們提供我們環境的圖片。視神經與視網膜密切相關。
視網膜色素上皮	位于視網膜下方的一片黑色細胞。該表支持視網膜并具有許多重要作用，包括處理營養素。

當這些組件中的一個或多個損壞和/或停止正常工作時，就會出現眼部疾病。不同的疾病發展取決于哪些組件不起作用。處理這些問題的難點在于，與照相機的電子部件不同，眼睛的新生物部件不容易獲得。這就是干細胞技術可能有用的地方。干細胞可以作為新的、健康的特化細胞的來源，并可能提供一種替換眼睛中受損細胞的方法。有幾種類型的干細胞可以以不同的方式使用，這取決于要治療的特定疾病。那么目前的研究重點是什么？

干細胞移植技術修復角膜

構成角膜（眼睛的窗口部分）的細胞會因眨眼和暴露于外界而不斷受損。為了修復這種損傷，我們在角膜邊緣有少量干細胞，稱為角膜緣干細胞。他們負責制造新的角膜細胞來替換受損的角膜細胞。如果這些干細胞因受傷或疾病而丟失，角膜就無法再修復。這會影響光線進入眼睛的能力，導致視力嚴重下降。

經過多年的潛心研究，科學家們現在已經開發出一種技術，可以從足夠健康的供體眼睛或雙側病變的幸存角膜緣區域收集角膜緣干細胞，在實驗室中將其擴增至足夠數量并移植到受損的眼睛中。臨床試驗表明，從健康眼睛移植角膜緣干細胞可以修復角膜并永久恢復視力。為了避免免疫排斥，這種治療只有在患者有健康的角膜緣部分可以從中收集角膜緣干細胞時才有效。?

目前，這是唯一一種經臨床試驗證明有效的眼部干細胞治療方法。

2015年，歐盟委員會授權（在歐洲藥品管理局批準后）將一種包含角膜緣干細胞的先進治療醫療產品 (ATMP) 銷售給醫療保健提供者。這是臨床試驗成功后發生的臨床翻譯過程的最后一步。該療法稱為Holoclar?，基于二十多年的卓越研究，由上皮干細胞生物學領域的國際知名科學家團隊進行。

它由一家名為Holostem Terapie Avanzate Srl的意大利大學衍生公司根據歐洲立法在GMP（良好生產規范）認證的設施中生產，并由Chiesi Farmaceutici Spa商業化在雙眼角膜損傷嚴重（雙側角膜緣缺損）的情況下，由于沒有殘留的角膜緣干細胞可供培養，這種治療方法將不起作用。為了應對這一挑戰，研究人員目前正在研究使用不同方法的可能性——使用胚胎干細胞或誘導多能干細胞 (iPS) 或口腔粘膜干細胞——在實驗室中制造新的角膜緣干細胞。這可以消除收集角膜緣干細胞的復雜手術的需要，并為需要新細胞的患者提供理論上無窮無盡的大量角膜緣干細胞來源。希望將來這種方法能為患者所用。

開發治療視網膜疾病的方法

替代視網膜色素上皮細胞

視網膜色素上皮 (RPE) 細胞有許多重要的工作，包括照顧鄰近的視網膜。如果這些細胞由于損傷或疾病而停止正常工作，那么視網膜的某些部分就會死亡。由于視網膜是負責檢測光線的眼睛組成部分，因此會導致失明。RPE細胞會在多種疾病中受損，例如：年齡相關性黃斑變性 (AMD)、色素性視網膜炎和Leber氏先天性神經病。

治療這些疾病的一種方法是用移植的健康細胞替換受損的RPE細胞。不幸的是，不可能從捐贈者那里獲取健康的RPE細胞，因此有必要尋找其他細胞來源進行移植。

科學家們最近在實驗室中從胚胎干細胞和iPS細胞中制備出了新的RPE細胞。一家名為Advanced Cell Technologies的干細胞生物技術公司已經在針對 Stargardt黃斑營養不良患者和受AMD影響的患者的I/II期臨床試驗中測試了胚胎干細胞衍生的RPE細胞的安全性。

2014年發表的試驗結果, 證明了安全性并顯示了移植的RPE細胞的植入。然而，一些參與者經歷了免疫抑制和移植程序本身的不良副作用。有趣的是，盡管這不是該試驗的終點，但一些患者也報告視力有所改善。

英國目前正在進行第二個I/II期試驗，該試驗探索使用源自人類胚胎干細胞的RPE治療濕性AMD患者。第一位患者于2015年9月接受了移植手術。這項工作由Pete Coffey教授領導，正在進行中，作為倫敦治療失明項目的一部分正在Moorfields眼科醫院進行。?

最后，日本研究員Masayo Takahashi博士正在日本領導一項臨床試驗，將iPS細胞制成的RPE細胞移植到濕性AMD患者體內。由于日本的監管變化以及對試驗中使用的iPS細胞產品突變的擔憂，該試驗被擱置了幾個月。審判于2016年6月重新開始，許多人都在等待結果。

在世界范圍內，還有?其他幾項使用多能干細胞的I期或I/II期臨床試驗涉及少數參與者。這些試驗主要檢查在干性和濕性AMD和Stargardt黃斑變性中使用由多能干細胞開發的RPE的安全性，但在某些情況下也檢查其有效性。

更換受損的RPE細胞僅對仍具有至少部分視網膜工作的患者有效，因此具有一定程度的視力（即處于疾病的早期階段）。這是因為RPE細胞本身并不負責“看”，而是負責支持“看”的視網膜。當視網膜開始退化時，由于 RPE 細胞不能正常工作，這些類型的疾病就會喪失視力。因此，RPE細胞需要及時更換，以支持仍在工作的視網膜。希望新的RPE細胞移植能夠永久性地阻止進一步的視力喪失，并且在某些情況下甚至可以在某種程度上改善視力。

更換視網膜細胞

在許多視力喪失的情況下，我們經常發現問題出在視網膜回路故障上。當電路中特定的、專門的細胞停止正常工作或死亡時，會發生不同的疾病。盡管視網膜比眼睛的其他組成部分更復雜，但希望如果能找到新的視網膜細胞來源，我們或許能夠替換受損或垂死的細胞來修復視網膜。此外，這種方法還可能有助于修復對視神經造成的損傷。

同樣，科學家們轉向干細胞技術來提供替代細胞的來源。現在有幾項研究報告說，胚胎干細胞和iPS細胞都可以在實驗室中轉化為不同類型的視網膜細胞。在眼睛中，一種稱為Müller細胞的細胞存在于視網膜中，已知它在某些物種（例如斑馬魚）中充當干細胞。有人提出，這種細胞也可以作為人類的干細胞，在這種情況下，它可以為修復視網膜提供另一種視網膜細胞來源。

與RPE細胞移植不同，直接修復視網膜可以讓已經失去視力的患者在一定程度上恢復視力。這給患有晚期年齡相關性黃斑變性等疾病的患者帶來了希望，視網膜中的光敏感光細胞已經丟失。此類研究還可能為患有色素性視網膜炎和青光眼等視網膜疾病的人提供新的治療方法。然而，盡管有令人鼓舞的證據，但此類研究還處于起步階段。目前還沒有計劃使用這種方法進行患者臨床試驗，因為首先仍需要進行大量的進一步研究。

干細胞移植治療視網膜疾病的未來展望

干細胞技術在改善視力障礙患者的生活方面具有巨大潛力。目前正在進行多項研究，以開發治療和/或預防視力喪失的新療法。這項研究的核心是加深我們對不同類型干細胞行為方式的理解，以及如何最好地利用它們在眼睛中的潛力。需要量身定制的方法，具體取決于患者遇到的特定問題。干細胞不是一站式的通用療法，但它們確實具有生產可用于修復眼睛的新生物成分的令人興奮的潛力。

參考資料：

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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