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《自然》子刊:科學家把豬皮制成眼角膜,讓盲人重獲光明

時間:2022-08-19 11:25 │ 來源: 醫(yī)學界 │ 閱讀:1223

8月11日,在《自然?生物技術》發(fā)布的一項研究中,科學家展示了一種用豬皮膠原蛋白制成的眼角膜,并以此讓20位圓錐角膜患者恢復了視力——包括14位已經(jīng)失明的患者。

通過生物工程植入物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人體角膜捐贈,這一結果為全球角膜疾病患者帶來了新的希望。作為嚴重的致盲疾病之一,據(jù)統(tǒng)計,全球約有1270萬人因角膜疾病導致失明,但平均每70人才能等到1次角膜移植的機會。

本次研究的主要作者、瑞典林雪平大學實驗眼科Neil Lagali教授表示,這種最新研發(fā)的生物材料有望符合人體植入物的所有標準,同時還能大規(guī)模生產(chǎn),儲存時限長達兩年,或可解決角膜捐贈短缺的問題。
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來源于豬皮的眼角膜


人類的角膜位于眼睛最前部,具有包括透光、折射光和保護瞳孔、晶狀體等內(nèi)眼結構的功能。圓錐角膜的特征則是角膜變薄,失去自然形狀并開始凸出趨向錐形,而畸形的角膜也會對視力產(chǎn)生影響。

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在這項由瑞典林雪平大學生物醫(yī)學和實驗眼科團隊完成的研究中,科學家發(fā)明了一種名為BPCDX的生物工程角膜。他們首先將豬皮組織溶解,提取和純化了豬皮膠原蛋白,再通過化學和光化學方法增強穩(wěn)定性,形成了一種類似于隱形眼鏡,堅固又透明的水凝膠,作為角膜基質替代品。

就材料本身而言,它的優(yōu)勢在于原材料豬皮容易獲取且價格便宜。同時,人體捐獻的角膜通常需在2周內(nèi)使用,而BPCDX由于不含細胞,經(jīng)過無菌包裝,可保存長達2年以上。

治療過程也和傳統(tǒng)的侵入式手術不同,醫(yī)生無需移除患者原先病變的角膜組織,而是通過一個2毫米的切口,將BPCDX直接植入覆蓋在原有的角膜上。

上海某三甲醫(yī)院眼科主任對“醫(yī)學界”分析,通俗理解,這款人工角膜就是一枚“透鏡”。

“使用這款人工角膜時,醫(yī)生只需在患者角膜上用激光切個小口子,做一條手術隧道,把人工角膜植入進去,手術就完成了,也不用縫合。”他說。

通過影像學成像可以清晰地看到,BPCDX填補了圓錐角膜失去的厚度,同時角膜曲率也恢復正常。此外,BPCDX在體內(nèi)表現(xiàn)出了強抗降解性,植入人眼2年后依舊保持完整,使得角膜厚度始終得以維持。

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角膜厚度變化,箭頭指示植入物BPCDX術后的輪廓(底部)


3位失明患者視力恢復到1.0

為了測試BPCDX的臨床療效,科學家招募了20位來自伊朗和印度的圓錐角膜患者,其中14位已經(jīng)失明,6位瀕臨失明。

BPCDX植入后2年,伊朗患者的中央角膜厚度平均增加285 ± 99 μm,印度患者的角膜厚度平均增加了209 ± 18 μm,隨著過度陡峭的角膜——圓錐角膜變平,科學家們發(fā)現(xiàn),患者的矯正視力得到了顯著改善。

具體來看,對于8位印度患者,矯正視力平均恢復到20/26(約0.8),12位伊朗患者的平均視力恢復到20/58(約0.35)。此外,所有14名失明的患者都恢復了視力,其中有3人的矯正視力更是達到1.0。
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“我記得在進行第一例植入手術時,我徹夜未眠,就等著外科醫(yī)生通知我手術的進展。”?研究者之一Mehrdad Rafat教授說,“令人驚喜,我們得到了比預期要好得多的結果?!?/span>

結果顯示,BPCDX植入后的視力改善程度,已經(jīng)達到了和接受人體眼角膜移植相當?shù)乃疁?。但相比之下,傳統(tǒng)的眼角膜移植,患者需服用數(shù)年的免疫抑制類藥物?!暗@種來自豬皮的植入物排異風險很低,因為膠原蛋白是一種由氨基酸組成的蛋白質,不含任何細胞?!毖芯咳藛T稱。

術后,本次20位患者僅用了8周的免疫抑制滴眼液,2年隨訪中未觀察到任何排異反應,也沒有出現(xiàn)疤痕或炎癥。

下一步計劃中,Neil Lagali教授和團隊計劃在100名或更多患者中復制這項研究的結果,讓BPCDX得到政府批準,最終目標是在全球推廣這項技術——尤其是那些器官移植資源極度匱乏的地區(qū)。

“這是挺不錯的一個產(chǎn)品?!鼻笆鲅劭浦魅螌Α搬t(yī)學界”評價道??蓪崿F(xiàn)規(guī)?;慨a(chǎn)、不存在排異問題、較小的植入創(chuàng)口和較為簡單的微創(chuàng)手術方式,都是它的優(yōu)勢。

但缺陷在于,BPCDX可應用的患者群可能還很有限?!皥A錐角膜患者的角膜沒有病變,只是發(fā)生了變形。對于其他角膜病變的患者,這款人工角膜可能就不適用了。角膜病變后要用到的移植材料不同,而有些患者還要切除全層角膜,換一個全新的角膜?!彼f。

研究者也表示,后續(xù)還將繼續(xù)探索該技術是否可用于治療更多的眼病,并增加個體適應性,以獲得更大的療效。



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