角膜上皮干细胞移植给患者带来光明

　　从健康眼睛里取一点正常的角膜上皮干细胞，在细胞培养箱里培养3—4周时间，然后再植入患者眼中，就有可能为一些严重角膜上皮干细胞缺乏的失明患者带来光明。

　　日前，这项来自厦门大学眼科研究所的“组织工程角膜上皮的基础研究和临床应用”项目，摘得了2018年度厦门市科学技术奖的“桂冠”。该项目在国内首次注册基于羊膜载体组织工程角膜上皮的临床实验，并应用于严重角膜上皮干细胞缺乏患者的治疗，获得了良好的临床效果。

　　供给“种子”与“土壤”，恢复角膜微环境  

　　眼睛是心灵的窗户，而角膜则可以称得上是眼睛的窗户。角膜之所以维持透明，它表面的上皮细胞功不可没。我们人类的角膜上皮细胞不断生长，不断更新，而维持这种更新的源泉就是角膜上皮干细胞。

　　很多眼科疾病都可以破坏角膜上皮干细胞，比如化学伤、热烧伤、严重的感染、药物过敏，甚至一些遗传性疾病。角膜上皮干细胞缺乏的患者可发生持续性角膜上皮缺损、慢性炎症、角膜溃疡、角膜上皮结膜化和新生血管侵入，造成患者严重视力障碍甚至失明。

　　据不完全统计，我国至少有100余万严重角膜上皮干细胞缺乏患者，而且每年新增患者约10万人，其中绝大部分为青壮年劳动者。严重角膜上皮干细胞缺乏导致的失明，不但严重影响患者的生存质量，更给家庭和社会带来沉重负担。

　　厦门大学眼科研究所李炜教授介绍，角膜上皮干细胞就像“种子”，而干细胞所处的微环境就像提供“种子”营养的“土壤”。对于这一类患者，若单纯的进行角膜移植，则可能因为缺乏健康的“土壤”和持续繁衍更新的“种子”，最终会发生排斥反应或角膜上皮持续不愈合而导致手术失败。因此，角膜上皮干细胞移植是这一类患者复明的必由之路。

　　目前，角膜上皮干细胞移植分为自体和异体干细胞移植。该项目团队采用自主研发的新型羊膜载体扩增培养角膜上皮干细胞，长成与正常角膜上皮类似的上皮植片，然后将植片连同羊膜载体一起移植进入患者眼球表面。“这就同时提供了健康的‘种子’和‘土壤’，若两者成功存活，就可以恢复角膜正常的微环境，保持‘种子’细胞长久的活性，维持角膜上皮的健康状态，也为后续角膜移植提供了良好的基础。”李炜说。

　　“组织工程角膜上皮的构建是一个复杂的系统工程，目前世界上只有包括厦门大学眼科研究所在内的少数几个团队开展这项技术。”李炜表示，组织工程角膜上皮移植的难点在于角膜上皮干细胞在体外状态维持困难，体外扩增效率和质量不高，没有标准化的组织工程角膜上皮构建方法，因此使其临床推广应用受到了限制。

　　进入临床实验，大规模应用指日可待

　　在973计划项目等国家级基金资助下，该项目组历时10余年，针对组织工程角膜上皮构建技术开展了系统的研究。

　　据了解，该团队首先从基础研究入手，深入探讨角膜上皮干细胞调控的分子机制，系统提出了角膜上皮干细胞微环境的新理论，模拟体内角膜缘微环境进行体外角膜上皮干细胞的扩增培养。

　　“体外扩增效率和质量不高将导致干细胞植片质量差，手术成功率低。”李炜说，研究团队发现了调控角膜上皮干细胞增殖与分化的新机制，通过加入小分子调节剂提高了角膜上皮体外扩增的效率，同时，对体外扩增的体系进行了全面改进，构建了多种基于羊膜的新载体，使得构建的组织工程角膜上皮具有更好的组织结构和光学性能。

　　李炜告诉记者，缺乏标准化的构建方法将导致植片质量参差不齐，无法产业化大量生产。为此，研究团队还自主设计制造了高效的组织工程角膜上皮生物反应器，该培养系统的应用使角膜上皮干细胞培养的操作更加简单，容易标准化，有利于培养结果的质量控制，是目前较为理想的角膜上皮干细胞培养系统。

　　“除此之外，团队还改进了组织工程角膜上皮移植的手术方式，建立了基于组织工程角膜上皮的眼表面重建治疗体系，这进一步提高了治疗效果。”李炜指出，这也是目前我国唯一采用自主构建的组织工程角膜上皮进行国际注册的组织工程角膜上皮移植临床研究，并首次在国内建立体外扩增角膜干细胞的标准化方法。

　　目前，该项目研究进入了临床实验阶段，已实施了30多例严重角膜干细胞缺乏患者的组织工程角膜上皮移植手术，大部分患者成功复明，获得了良好的治疗效果。该项目的落地准备工作正在紧密实施中。