龚岚教授:干细胞在角膜缘干细胞功能缺陷治疗中的应用研究

  • 2023-11-21 18:46:00
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编者按:角膜缘干细胞功能缺陷 (Limbal Stem Cell Deficiency,LSCD)是由各种原发性(先天性无虹膜等)或获得性(化学伤等)因素影响,导致角膜缘上皮干细胞数量或功能不足,主要表现为持续性角膜上皮缺损、角膜结膜化、新生血管、慢性炎症等。LSCD的治疗是角膜病领域的热议话题之一,《国际眼科时讯》有幸邀请到复旦大学附属眼耳鼻喉科医院龚岚教授就此话题分享宝贵临床经验,龚岚教授谈到,治疗LSCD的核心思路是重建角膜缘干细胞功能,单纯穿透性角膜移植(PKP)对LSCD患者无效;临床上通过全角膜缘移植和自体单纯角膜缘上皮干细胞移植改善LSCD患者角膜缘干细胞功能,但也存在移植排斥率高、供体材料短缺等问题,目前LSCD的治疗仍是较为棘手的临床难题。


全角膜缘移植治疗LSCD病例分享

全角膜缘移植是切除浅层角膜缘组织,保留深部角膜缘作为植床,分离供体角膜缘浅层组织作植片缝合固定于植床上,以达到改善LSCD患者角膜缘上皮干细胞功能的目的;对于伴有严重基质瘢痕的患者,待干细胞重建眼表后仍需二次复明性角膜移植恢复角膜透明度。

病例1

女,62岁,左眼碱烧伤30年、角膜移植术后10年,诊断为“左眼角膜移植排斥状态(PKP术后);左眼角膜化学伤”。术前视力为光感,行全角膜缘移植术,术后半年行二次穿透性角膜移植术,术后裸眼视力达0.15。

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图1. 左眼全角膜缘术前(视力:光感)


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图2. 左眼全角膜缘移植术后半年


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图3. 左眼穿透性角膜移植术后7月(裸眼视力:0.15)


病例2

男,32岁,左眼工业醋酸溅入1年,诊断为“左眼LSCD”,行全角膜缘移植术。术前视力为眼前手动,术后6月裸眼视力达0.6。

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图4. 左眼全角膜缘移植术前(视力:眼前手动)


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图5. 左眼全角膜缘移植术后6月(裸眼视力:0.6)


单纯自体角膜缘上皮移植治疗LSCD病例分享

全角膜缘移植能够改善LSCD患者角膜缘干细胞功能,促进干细胞眼表重建,但仍存在供体材料短缺、移植排斥率高的问题。单纯自体角膜缘上皮移植(Simple limbal epithelial transplantation ,SLET)是通过将对侧健眼的少量角膜缘组织分离剪碎,置于患眼干细胞功能缺陷的角膜缘处并进行羊膜覆盖,通过对侧眼健康的角膜缘上皮干细胞的增殖分化改善患眼角膜缘功能,以达到眼表重建的目的。SLET具有操作简单、经济压力低、供体需求少、排斥反应低等优点,但仅适用于单眼LSCD患者,且部分患者对健侧眼手术风险仍存在顾虑。

病例3

男,51岁,双眼烧碱溅入2年余,诊断为“双眼眼球化学性灼伤;左眼LSCD”,右眼(供体眼)伤后1天经羊膜移植治疗后眼表状态良好,左眼(受体眼)先行SLET术,SLET术后5月行左眼phaco+IOL植入术,白内障术后裸眼视力达0.2。

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图6. 右眼(供体眼)SLET术前


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图7. 左眼(受体眼)SLET术前


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图8. 左眼(受体眼)SLET术后


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 图9. 左眼(受体眼)phaco+IOL术后(裸眼视力:0.2)


体外培养角膜缘上皮干细胞移植治疗LSCD的研究进展

体外培养角膜缘上皮细胞移植(cultured limbal epithelial cell transplantation,CLET)是目前几种LSCD的主流治疗技术中最接近生理状态的。临床研究数据表明,CLET可有效诱导LSCD患者角膜上皮细胞的长期再生。相较于传统的角膜缘组织移植,CLET具有所需供体组织少、移植排斥反应低等特点。供体组织既可以来源于自体健眼,也可以来自异体,为单眼以及双眼LSCD的患者提供了更好的治疗选择。体外培养角膜缘上皮干细胞(Limbal epithelial stem cells,LESCs)是CLET唯一种子细胞来源,目前已有大量研究致力于改良LESCs的体外培养方法。但是由于技术手段的限制,目前所有的培养方法均无法获得纯净的LESCs。更重要的是,由于体外培养使LESC脱离了赖以生存的干细胞龛微环境,因此LESCs难以在体外维持干性而导致其在培养所得细胞中占比少。但是研究表明,CLET所移植的细胞中功能性LESCs的数量和百分比是促进角膜上皮再生的关键,直接决定了CLET治疗的成功率。因此如何优化LESCs的体外培养条件,增加培养体系中功能性LESCs含量并在体外维持其干性,是目前的研究重点与难点。

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图10. LESCs移植


结膜下注射间充质干细胞应用于LSCD的研究进展

间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSC)是干细胞家族的重要成员,属于成体干细胞。来源于发育早期的中胚层和外胚层。MSC最初在1968年由Friedenstein骨髓中发现,因其具有多向分化潜能、造血支持和促进干细胞植入、免疫调控和自我复制等特点而日益受到人们的关注。如MSC在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。

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图11. MSC



通过结膜下注射MSC,诱导LSCD患者角膜缘细胞的长期再生,恢复角膜缘干细胞功能以改善眼表状态,有望成为治疗LSCD的新方法。与全角膜缘移植和SLET相比,结膜下注射MSC具有操作简单、创伤小,无角膜供体需求、免疫原性低等优点,但对于角膜缘上皮干细胞功能和数量严重受损的晚期LSCD患者改善程度有限,更适用于LSCD的早期阶段。目前已有学者初步探索了MSC用于LSCD的有效性和安全性。在一项16例的单臂临床试验中,他们通过结膜下注射骨髓来源MSC治疗重度(Dua分级4-6级)角膜烧伤,结果表明绝大多数的患者上皮均能完全修复,31.3%的患者视力获得提高,没有发生穿孔。

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图12. 骨髓来源MSC结膜下注射治疗重度角膜烧伤(Liang L, Luo X, Zhang J, et al. Safety and feasibility of subconjunctival injection of mesenchymal stem cells for acute severe ocular burns: A single-arm study. Ocul Surf. 2021)


小结

√SLET和CLET均是安全有效的角膜缘上皮干细胞移植技术,是角膜供体短缺现状下LSCD治疗的首选;

√对于伴有严重基质瘢痕的LSCD患者,单纯干细胞移植无法恢复角膜透明度,需干细胞重建眼表后进行二次复明性角膜移植术;

√结膜下注射间MSC有望成为治疗LSCD的新方法,需要更多临床试验的尝试。


专家简介

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龚 岚

主任医师 教授

博士生导师


复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科副主任、眼表疾病专科主任

复旦大学附属眼耳鼻喉科医院药物临床试验机构办公室主任

上海市优秀技术带头人

中华医学会眼科分会专家会员

中华医师协会眼科分会角膜学组委员

中华医师协会中西医结合分会眼科学专业委员会委员

海峡两岸医药卫生交流协会眼科学分会泪液和眼表疾病专业组委员

上海市医学会眼科专科分会角膜学组副组长


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2 comments

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条评论

  • Linda Gareth
    2015年3月6日, 下午2:51

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