干细胞治疗眼部疾病

干细胞是什么？

干细胞是指具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的细胞群体。干细胞的种类多种多样，目前能应用到视网膜色素变性研究的干细胞主要是胚胎干细胞（embryonic stem cell，ESC）和人工诱导的多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPS，IPSC）。

1、胚胎干细胞ESC

胚胎干细胞来源于胚胎组织，是迄今为止分化能力最全面的干细胞。理论上，除了发育成完整的个体外，胚胎干细胞可以分化为200多种细胞类型中的任何一种。然而，从人类胎儿中获得干细胞，在伦理上存在极大的争议，不少国家和地区法律不允许这样的行为。因此科学家试图通过新的手段获得具有全能性类似胚胎干细胞功能的细胞。

2、人工诱导的多能干细胞iPS

为了突破干细胞在临床应用的来源问题，2006年日本科学家山中伸弥（Yamanaka，S）发现，人工将四种特定的细胞转录因子导入小鼠的成纤维细胞，再加入胚胎干细胞的培养基中培养，可以使得成纤维细胞表现出和干细胞类似的形态和功能。这一类经人工导入转录因子而诱导产生的干细胞被称为诱导性多能干细胞。随着iPS研究的深入，目前几乎可以从人体的任何细胞产生干细胞，而无需使用胚胎。

3、其它干细胞

其它可应用到眼部疾病的干细胞还有视网膜祖细胞、人神经祖细胞、间充质干细胞和嗅鞘细胞。

目前有三个途经：静脉注射、玻璃体腔移植、视网膜下移植。

现代治疗视网膜下移植方式居多干细胞不光可以分化成光感受器细胞，也可以分化成脂肪细胞、骨细胞等。如果干细胞分化不受控，那么移植入人体组织内，就很可能是一个灾难。而人神经祖细胞的好处就是分化更严格可控，视网膜祖细胞就严格分化为视网膜光感受器细胞、视锥细胞和视杆细胞。

注射入眼球内后有两方面作用，一方面释放生长因子，阻止现有视锥和视杆细胞的进一步损伤，一方面可以整合到患者的视网膜内，并分化成视锥和视杆细胞。

左图是正常视网膜，绿色为视杆细胞，红色为视锥细胞。右图是视网膜色素变性患者的视网膜，可见受损的视锥和视杆细胞。来源是同种异体的视网膜祖细胞，也就是说提取自人类，但并非患者自身。接受同种异体的细胞来源，即为移植。移植最常见的就是排斥反应。但是幸运的是：眼睛是人类的免疫豁免器官，并不会产生排斥，移植后也不需要服用抗排斥药物。采用玻璃体单次注射的方式，历时3分钟。无痛苦，门诊治疗，无需住院。

下图为示意图。黑点为干细胞，注射入玻璃体腔的干细胞可以释放分子，修复视网膜。

干细胞靶向移植技术

干细胞技术与基因疗法相比的优势

目前成熟的基因疗法，都是针对单基因改变的疾病如Leber先天性黑曚2型患者（LCA2）。但视网膜色素变性常常涉及多基因改变，且损伤退变的细胞在基因治疗后可能无法再生及修复。干细胞治疗却不受多基因变异限制。随着视网膜移植技术的进一步完善，移植入视网膜色素变性病人眼内的干细胞，可以发挥很多职能。

移植后干细胞的职能

1、干细胞具有诱导分化成视网膜各类细胞的潜能，可能替代已变性的细胞；

2、其分泌的细胞因子为周围细胞提供营养，并上调抗凋亡基因，延缓视网膜凋亡。

3、同时干细胞能够保护视网膜血管及促进神经突触行程。

4、移植的干细胞较视网膜组织具有更好的可塑性及移行能力，有助于损伤视网膜的修复。保存或者恢复视力是干细胞治疗期望达到的效果。

但其实干细胞治疗是需要基因技术辅助的，另外干细胞联合基因技术，还可以制作视网膜色素的疾病模型、进行药物研究和病理学及遗传研究。

如上图所示，从视网膜色素变性患者身上提取细胞，培育人工诱导多能干细胞（iPSC），并定向诱导成为视网膜色素上皮细胞（RPE）或光感受器细胞（photorecepter），通过基因片段的编辑，即敲出异常基因，再重新自体移植体内，即干细胞治疗。而从健康人身上提取的iPSC，定向诱导成的RPE和光感受器细胞，通过基因片段的编辑，可以人为制造出基因突变的视网膜色素变性患者的病理模型（Disease modeling）。一个忠实的病理模型的作用太多了，可以研究发病机制、可以在模型上进行药物试验，探究各种治疗手段的确切作用等等。

最新临床试验数据

2017年11月的眼科创新峰会上，发表了它为期12个月的临床1/2a期试验结果。

试验一共纳入28位受试者，分为两组，每位受试者都会在视力更差的一只眼内接受干细胞的注射，然后比较治疗眼和非治疗眼之间的差别。其中一组接受低剂量（50万细胞）注射，另一组接受高剂量（300万细胞）注射。

结果是低剂量组的注射眼比非注射眼会在视力量表中多看到一个字母，高剂量组的注射眼比非注射眼多看到9个字母。（受试前，注射眼都是视力弱于非注射眼的）受试者的光感、色彩辨别力、阅读能力、行动力都得到了改善，而且没有一位受试者出现副作用。试验结束后，为了进一步研究，28名中的22名患者都接受了另一只眼的治疗。受试者从试验前读书、写字、看清亲人都很困难，视物不清，自觉眼前有雾，加入试验后17个月后有了很大的改善，可以清楚的看到家人的表情等。这段视频在CIRM网站上可以看到。

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