JMT日本干细胞中心-什么是使用干细胞的角膜移植？ 解释说明使用iPS细胞的移植手术！

　　这篇文章的概述

　　· 2019年8月底进行了世界首例由iPS细胞制成的角膜细胞移植手术

　　· 以SEAM法这一新的培养方法成功诱导角膜细胞

　　· 现在在考虑冷冻储存通过SEAM法诱导分化的细胞并根据需要从冷冻状态复活使用的方法。

　　角膜是与视力障碍和失明有关的重要组织。

　　此次解释说明使用干细胞的角膜治疗。

　　目录

　　1.日本移植iPS细胞来源角膜细胞

　　2.日本角膜移植的问题点

　　3.日本使用iPS细胞的角膜移植

　　1.日本移植iPS细胞来源角膜细胞

　　2019年8月底，大阪大学医学部脑神经感觉器外科学眼科学教授西田幸二召开新闻发布会，就世界首例由iPS细胞制成的角膜细胞移植手术进行了说明。这种再生疗法是经过13年的基础研究以巩固该研究立足点而最终进行的手术。

　　患者是40多岁的女性，由于角膜上皮干细胞疲软导致双眼几乎没有视力。移植到左眼的角膜会起作用，视力恢复到可以阅读报纸和书籍的状态。

　　今后，计划在1年内确认安全性和有效性，再重复手术病例。在这一点上，我们计划进行4个病例，如果能够确认安全性和有效性，就可以进入临床试验阶段，以评估是否适合作为保险医疗。

　　该研究小组的目标是最早在2024年之前发展成为一种通用治疗药物。

　　角膜具有将光线引入眼睛的作用，位于构成眼球的组织、器官中最接近外界的部分。此外，还具有折射光和用晶状体聚焦的功能。角膜表面总是覆盖着液体，也就是眼泪，从而防止干燥和细菌侵入。

　　接受移植手术患者的角膜缘干细胞缺损是角膜缘受到伤害，角膜上皮干细胞消失的疾病。结膜的上皮部分侵入角膜内，角膜表面被带血管的结膜组织覆盖。角膜在没有血管的情况下确保了渗透性，从眼泪中等吸收所需物质。这就是为什么隐形眼镜的透氧性受到重视。

　　被结膜组织覆盖的角膜引起眼球粘连、角膜混浊，导致视力障碍、失明的严重结果。在这种情况下，角膜移植是必要的，但到目前为止，角膜移植存在各种障碍和问题。

　　2.日本角膜移植存在的问题

　　角膜移植中使用的角膜需要接受捐献者的捐献。但是，并不是任何人的角膜都可以用于移植。已经确定了捐献者的合格标准，以下人群基本上无法成为角膜捐献者。

　　· 原因不明的死亡…因不明原因死亡而消失的人，即使生前表示出器官移植的意愿，也不能成为角膜的捐献者。

　　· 全身性活动性感染…如果有病毒、细菌等可能感染全身的传染病的话，不能成为捐赠者。

　　此外，如果是HIV抗体等阳性、眼内恶性肿瘤、白血病、严重急性呼吸综合征等，也不能成为捐献者。

　　此外，如果患有或疑似克雅氏病的话，也不能成为捐赠者。由于克雅氏病没有检查方法，所以如果疑似感染的话，就不能成为捐赠者，但具体来说，在有感染可能性的国家停留一定时间的人不能成为捐赠者。

　　举个例子，如果1980年到2004年之间在英国停留1个月以上(1980年到1996年之间的1个月)或6个月以上(1997年到2004年之间停留6个月以上)，不可以成为捐赠者。

　　器官移植的捐赠者并不多。此外，成为捐献者有各种限制。角膜移植的情况下，日本国内每年大约需要2万个角膜，但每年移植的数量仅为1500例。因此，实际情况是，移植的角膜总是处于不足状态，非常多的患者处于等待手术顺序的待机状态。

　　此外，移植角膜后不会保持太长时间也是一个问题。角膜移植后，虽然视力会暂时恢复，但是从别人那里移植角膜，会在1年左右发生排斥反应，导致移植后的角膜脱落。

　　总结传统角膜移植存在的问题有2点。1.由于捐献者少而难以确保移植用角膜。2.即使移植角膜，视力恢复的状态很可能会在短时间内结束。关于捐赠者不足，和其他器官一样，捐赠者登记人数比有疾病的患者少、捐赠者本身患有疾病等，与捐赠者的合格标准相抵触，因此考虑很难确保有多数捐献者。

　　视力恢复的状态在短时间内结束是由于生物排异反应或排斥反应引起的，这也是其他器官移植中成为问题点和风险的部分。也就是说，角膜移植所具有的问题点也是器官移植所具有的问题。而且，就像在iPS细胞、ES细胞和自体间充质干细胞中找到希望一样，角膜移植也试图寻找使用干细胞的再生治疗的希望，以在其他器官中解决这些问题。

　　3.日本使用iPS细胞的角膜移植

　　研究表明，在使用iPS细胞制作的角膜移植的情况下，在使用猴子等的实验中很难发生排斥反应。按照现有的方法，在大约1年的时间里，视力会出现问题，恢复后的视力再次变差的可能性很高，但是，如果用iPS细胞制作的角膜的话，有望在比这个更长的时间内发挥作用。

　　使用iPS细胞时，准备的iPS细胞是HLA(Human Leukocyte Antigen=人类白细胞抗原)从同源捐赠者的细胞中制成的iPS细胞。HLA是在排斥反应中具有重要作用的分子，如果HLA是同源的话，覆盖了90%的日本人，也就是说，90%的日本人对HLA 同源细胞产生排斥反应的可能性很低。

　　使用HLA同源iPS细胞诱导角膜移植所需的细胞，但到目前为止，它已经能够诱导视网膜和视网膜色素上皮位于眼睛的内部和后面。但是，角膜、晶状体等位于前侧的组织很难再现，无法形成。但是，西田教授等人的小组，通过SEAM法这一新的培养方法成功地诱导了角膜细胞。

　　该方法是应用二维培养法，通过制作同心圆状的带状结构，从而制作组织体的方法。从中心的第三层带中提取的祖细胞被分离，诱导发现角膜上皮组织细胞被诱导，这一技术成功地制作了角膜上皮细胞片。在动物实验中尝试了用这种方法制作的薄片的移植，由于该动物的视力恢复了，因此判断对角膜移植是有效的，这次使用了。

　　此外，这项技术有很大的潜力。虽然这一技术在角膜移植方面有很大的进步，但如果进一步研究并发展该技术的话，整个眼球的人工制作也有可能实现。

　　目前正在考虑的方法是冷冻储存通过SEAM法诱导分化的细胞并根据需要从冷冻状态复活使用。首先，解冻冷冻状态的细胞，并在37℃下培养。细胞稳定后，在20℃的温度下制作角膜片，准备手术时使用的角膜片。

　　使用这种方法无需等待捐赠者的出现，无需等待数年，就可以接受角膜移植。此外，由于排斥反应的可能性较低，与来自捐赠者的角膜移植相比，如果存活的话，可以在相当长的时间内在视力恢复的状态下生活。如果移植iPS细胞来源的角膜片，长期发生的事情必须等待正在进行的临床试验的结果，但理论上风险大大降低，可以预见到创新的效果。