圖片：加州大學戴維斯分校
供體幹細胞，如上圖所示，被分成幾份放在實驗室培養皿中，用於生物工程替代角膜組織，另一部分放在冰上儲存。如果移植失敗，可以解凍冷凍細胞，從而無需重複採集過程。 |
如果說我們的眼睛是心靈的窗戶，那麼我們的角膜就是這扇窗戶上的玻璃。所有進入眼睛的光線都必須先穿過這些薄而透明的上皮組織膜。不幸的是，就像一塊玻璃一樣，角膜有些脆弱；它可能因疾病或損傷而破裂或混濁，在這種情況下，視力喪失通常是不可避免的。更糟糕的是，標準療法——角膜移植——通常會失敗。
然而，現在，研究人員已經開發出用新鮮的生物工程組織替代受損角膜的技術——本質上是替換窗戶玻璃的方法。在本月發表的兩篇論文中，兩個獨立的研究小組報告說，他們已經恢復或改善了一些角膜損傷之前被認為是無法治療的患者的視力。儘管這些小組使用了略有不同的方法，但他們取得了相似的成功率。而且，它們的成功程度足以讓角膜可能成為繼皮膚和軟骨之後，第三種在臨床上可用的生物工程替代組織。
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標準角膜移植的問題與角膜幹細胞有關。這種細胞群通常會定期更新和修復眼睛的表面層或上皮。然而，當角膜嚴重受損時，幹細胞也常常耗盡。移植一個沒有幹細胞的角膜，會使其變得像它所取代的那個一樣疤痕累累和不透明。但是，從供體角膜中獲取足夠數量的幹細胞可能會危及角膜。為了解決這個難題，研究人員一直在尋找從少量供體細胞中生成更多角膜幹細胞的方法。
圖片：加州大學戴維斯分校
伊塞羅夫和施瓦布，一位專注於皮膚替代的研究人員和一位專門研究角膜疾病的眼科醫生，花費了10年時間完善他們的新技術。 |
根據他們在7月12日《新英格蘭醫學雜誌》上的報告，臺灣桃園長庚紀念醫院的蔡瑞芳（Ray Jui-Fang Tsai）及其同事透過從患者健康的眼睛中採集一些角膜幹細胞，並將它們接種到羊膜基質上，從而實現了這一目標。在那裡，少量的細胞長成了一層堅固的組織，隨後將其縫合到患者受損的眼睛上，取代了不良的角膜組織。在接受治療的六名患者中，所有人都恢復了視力。
另一個團隊，加州大學戴維斯分校的伊萬·R·施瓦布（Ivan R. Schwab）和R·裡夫卡·伊塞羅夫（R. Rivkah Isseroff），使14名患者中的10名恢復了視力。他們的研究結果發表在7月份的《角膜》雜誌上。他們的方法略有不同：從供體採集幹細胞後，他們首先將它們分成多個實驗室培養皿，其中一些放在羊膜上，另一些則冷凍儲存以備將來使用。施瓦布指出，這樣，如果移植失敗，則無需重複採集過程。
對於患者雙眼均受損的情況，加州大學戴維斯分校的研究人員還研究了使用近親的供體組織。他們的14名受試者中有4名接受了由兄弟姐妹或子女捐贈的角膜細胞培養的複合組織。所有四人的視力都得到改善或恢復。沒有親屬在五分鐘的捐贈過程中報告疼痛，也沒有人在此後出現任何併發症。
也就是說，結果確實存在一些注意事項：長期成功率和風險尚待確定。例如，供體幹細胞是否會持續存在尚不清楚。儘管如此，這項進展為治療角膜損傷，以及更廣泛地說，治療其他上皮組織（如肺和胃腸道）的損傷提供了巨大的希望。“真正令人興奮的是它能帶我們走向何方，”施瓦布熱情地說。“用生物工程組織替代患病組織和器官正在迅速從科幻小說領域走向現實。”