Science子刊封面:干细胞疗法呼之欲出,可显著改善视力
学术经纬 · 2018/04/16
年龄相关性黄斑变性(age related macular degeneration, AMD)可以说是中老年人的视力“杀手”。在美国,它是年过65岁的老人失明的第一大原因。随着世界范围内社会老龄化趋势的上升,它的发病率也在不断升高。AMD分为干性和湿性两种,其中干性AMD是由于视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium, RPE)退化和死亡,导致感光细胞的功能失常和死亡。


▲这项研究发表在了《Science Translational Medicine》的封面上(图片来源:《Science Translational Medicine》)

本文转载自“学术经纬”。

处于视网膜中心黄斑位置的感光细胞尤其敏感,这导致老年人的中心视力逐渐下降,使阅读、书写、开车和识别面孔变得困难。目前,这一疾病被认为会给视力带来不可逆转的损害。

但近期在《Science Translational Medicine》发表的一项最新研究给患者们带来了希望。在这项研究中,南加州大学(University of Southern California)的研究人员与加州其它研究所、公司和医院联合开发出一种利用干细胞制成的RPE移植体。临床1/2a期试验结果表明,这种移植体不但能够阻止病情的进一步恶化,而且给有些患者的视力带来了显著改善。

因为导致视力退化的根本原因是RPE细胞的死亡,因此,如何替代已经死亡的RPE细胞就成为治疗干性AMD的关键问题。在这方面,人类胚胎干细胞分化而成的RPE细胞(human embryonic stem cell-derived RPE, hESC-RPE)似乎是理想的选择。将hESC细胞分化成RPE的细胞培养工艺已经日趋成熟,而且有试验表明将hESC-RPE细胞注射到视网膜下可以在干性AMD患者中恢复部分RPE结构。


▲由干细胞分化而成的RPE细胞(图片来源:USC Roski Eye Institute)

但是这一策略也有它自身的缺陷,因为游离的hESC-RPE细胞无法被整合到视网膜的指定位置,这导致视网膜中RPE丧失的区域可能没有hESC-RPE细胞生长,而其它本来正常的区域却因为hESC-RPE的生长而色素量超高。

南加州大学的研究人员设计的RPE移植体解决了这个问题。这种移植体让hESC-RPE细胞在人工合成的骨架上生长成为一个单细胞层,这个单细胞层的结构和视网膜中RPE的组织结构相同。而且人工骨架可以帮助维持单细胞层的结构,让它们不会打卷或者蜷缩成一团。移植体通过手术可以被放置在视网膜中RPE细胞消失的区域,从而帮助恢复特定区域的视力。


▲研究人员设计的RPE移植体(图片来源:《Science Translational Medicine》)

在临床1/2a期试验中,四名晚期干性AMD患者接受了移植手术。首先需要确认的是手术和移植体的安全性。对患者长达一年的追踪检查结果表明所有接受手术的患者都没有出现严重的副作用。移植体被植入视网膜中后也没有移动它的位置,而且有证据表明它们整合到了视网膜中,这是移植体能够改善视力的前提。那么它对患者的视觉能力有没有改善呢?

对患者视觉能力的检测表明,在四名接受移植体的患者中,一名患者的中央视力有显著提高,同时有两名患者原先RPE细胞缺失的区域在得到移植体后视觉功能得到了恢复。所有接受治疗的患者的视力都没有进一步恶化。

“我们的目标是通过移植健康的RPE细胞让视网膜中残余的感光细胞重新焕发青春,并且防止这些细胞的进一步丢失,”加州大学圣塔芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara)的生物医药教授Dennis Clegg博士说:“最终,我们希望能够在疾病的更早阶段进行移植手术,从而在一开始就防止患者丢失感光细胞。”

参考资料:

[1] Researchers test stem cell-based retinal implant for common cause of vision loss

[2] Treating vision loss

[3] A bioengineered retinal pigment epithelial monolayer for advanced, dry age-related macular degeneration

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  • A bioengineered retinal pigment epithelial monolayer for advanced, dry age-related macular degeneration

    Retinal pigment epithelium (RPE) dysfunction and loss are a hallmark of non-neovascular age-related macular degeneration (NNAMD). Without the RPE, a majority of overlying photoreceptors ultimately degenerate, leading to severe, progressive vision loss. Clinical and histological studies suggest that RPE replacement strategies may delay disease progression or restore vision. A prospective, interventional, U.S. Food and Drug Administration–cleared, phase 1/2a study is being conducted to assess the safety and efficacy of a composite subretinal implant in subjects with advanced NNAMD. The composite implant, termed the California Project to Cure Blindness–Retinal Pigment Epithelium 1 (CPCB-RPE1), consists of a polarized monolayer of human embryonic stem cell–derived RPE (hESC-RPE) on an ultrathin, synthetic parylene substrate designed to mimic Bruch’s membrane. We report an interim analysis of the phase 1 cohort consisting of five subjects. Four of five subjects enrolled in the study successfully received the composite implant. In all implanted subjects, optical coherence tomography imaging showed changes consistent with hESC-RPE and host photoreceptor integration. None of the implanted eyes showed progression of vision loss, one eye improved by 17 letters and two eyes demonstrated improved fixation. The concurrent structural and functional findings suggest that CPCB-RPE1 may improve visual function, at least in the short term, in some patients with severe vision loss from advanced NNAMD.

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