综述:角膜再生医学的当前格局与未来展望

《Ophthalmology and Therapy》:Current Landscape and Future Prospects of Corneal Regenerative Medicine

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Ophthalmology and Therapy 3.2

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  本综述系统梳理了角膜再生医学的最新进展,涵盖上皮、基质和内皮层的创新疗法,如培养的角膜缘上皮移植(CLET)、简单角膜缘上皮移植(SLET)、间充质干细胞(MSC)注射以及基因编辑技术(如CRISPR-Cas9)。文章强调这些疗法有望克服传统角膜移植的供体短缺和免疫排斥问题,并指出未来需关注长期安全性、成本效益及全球可及性,以充分发挥其临床潜力。

  
引言
角膜作为眼睛的透明前部结构,对视觉至关重要,其高度特化的解剖结构包括上皮层、Bowman层、基质层、Dua层、Descemet膜(DM)和内皮层。角膜疾病是全球视力障碍的主要原因之一,传统治疗依赖移植技术,但面临供体组织短缺、免疫排斥风险等限制。再生医学通过细胞疗法、组织工程和基因调控等策略,为恢复角膜结构和功能提供了变革性途径。
常规/成熟疗法
上皮层
角膜上皮是角膜的最外层,由4-6层细胞组成,具有屏障功能和再生能力,其再生依赖于角膜缘上皮干细胞(LESC)。角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)可由化学烧伤、炎症性疾病等引起,导致角膜血管化和上皮缺损。常规疗法包括:
  • 结膜-角膜缘自体移植(CLAU):从健康眼取少量缘组织移植至患眼,但可能引起供体部位并发症。
  • 角膜缘异体移植(KLAL)和亲属活体角膜缘移植(lr-CLAL):适用于双侧LSCD,需长期免疫抑制治疗。
  • 培养的角膜缘上皮移植(CLET):体外扩增LESC后移植,已有商业化产品如Holoclar和Nepic获批。
  • 简单角膜缘上皮移植(SLET):单阶段手术,将小片缘组织分散移植,成功率高且无需细胞培养设施。
  • 培养的口腔黏膜上皮移植(COMET):用于双侧LSCD,但可能引起新生血管。
基质层
角膜基质占角膜厚度的90%,由胶原纤维和角膜细胞组成,损伤后易导致瘢痕和透明度丧失。常规手术如深层前板层角膜移植(DALK)可替换病变基质,但依赖供体组织且存在界面混浊风险。
内皮层
角膜内皮为单层细胞,通过泵-漏机制维持角膜脱水状态。内皮功能障碍(如Fuchs角膜内皮营养不良)是常见致盲原因。常规疗法包括:
  • Descemet膜内皮角膜移植(DMEK):移植超薄DM和内皮层,视觉恢复快且长期效果良好。
  • Descemet剥离自动内皮角膜移植(DSAEK):移植后部基质、DM和内皮,适用于DMEK操作困难病例。
  • 人工内皮替代膜(EndoArt):合成植入物,用于复杂病例,但无主动泵功能。
  • Descemet剥离术(DSO/DWEK):切除中央病变DM,依赖周边内皮细胞迁移修复。
实验性再生疗法
上皮层
  • Descemet膜前部角膜移植(DMAK):利用DM作为支架促进上皮再生。
  • 间充质干细胞(MSC):具有免疫调节和修复作用,临床试验显示可改善LSCD患者眼表稳定性。
  • 诱导多能干细胞(iPSC):可分化为角膜上皮细胞,但存在致瘤风险。
  • 基因治疗:通过抑制血管内皮生长因子(VEGF)等靶点抑制血管生成,尚处于 preclinical 阶段。
基质层
  • 角膜基质干细胞(CSSC):注射后可减少瘢痕形成,但细胞获取困难。
  • 间充质干细胞(MSC):可分化为角膜细胞,联合支架植入可改善角膜曲率和厚度。
  • 胚胎干细胞(ESC)和iPSC:可分化为基质细胞,但安全性和伦理问题待解。
  • CRISPR-Cas9基因编辑:可纠正TGF-β诱导的基因突变,如颗粒状角膜营养不良。
内皮层
  • 细胞注射疗法:培养的角膜内皮细胞(CEC)联合ROCK抑制剂注射,在5-10年随访中维持角膜透明度。
  • 组织工程:利用3D生物打印、脱细胞基质(dECM)等构建内皮替代物,尚需标准化和长期安全性验证。
  • 基因治疗:通过激活NEAT1、SOX2等基因或siRNA沉默p16促进内皮修复。
讨论与结论
再生医学正逐步改变角膜疾病的治疗格局,部分疗法如CLET和内皮细胞注射已展示长期疗效。然而,挑战包括干细胞来源异质性、致瘤风险、高昂成本以及资源匮乏地区的可及性。未来需优化制造工艺、加强长期随访,并通过公私合作推动创新疗法惠及全球患者。
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