人工合成角膜有望取代器官捐助


  由于角膜损伤而视力受损的患者将可以很快恢复视力,无需人体器官移植,而是借助于人工生物合成的植入物。一种植入物已在患者身上进行了两年多的测试,其结果与捐助的角膜同样好,甚至更好。

  角膜是覆盖眼球表面的透明组织,它会在受伤、感染、发炎等情况下受损,从而导致眼球失去其折射光线并在视网膜上聚焦成像的能力。这种损害造成了全球几百万人失明。对于角膜损伤的最佳治疗方法仍然是器官移植,但是,捐献的角膜长期供不应求。

  塑料替代品已经使用了几十年,但其植入仍受到感染、青光眼等副作用的困扰。“它们仍然是患者们在其它所有可能性失败后(包括捐献移植)的不得已选择,”德国波茨坦的高分子材料研究机构——弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute)的约阿希姆?施托斯贝格(Joachim Storsberg)说。他一直在研发塑料植入物,并没有参与当前的研究。

  其他几个研究小组正在研究从其它材料而来的人工角膜,这些材料鼓励细胞生长,而且不易被排斥。但是,类似植入物在人体上进行长期有效性测试,这还是第一次。

  瑞典林可平大学(Link?ping University)和渥太华医院研究所的梅?格里菲斯(May Griffith)与同事们一起,开发了针对角膜上层受损患者的植入物。她们的合作公司Fibrogen人工合成了生产人类胶原蛋白的酵母细胞。随后,研究小组用化学方法将胶原蛋白连接起来,使其在一个形状如角膜的模具中变硬,然后将其植入进10位患者受损的角膜层。

  虽然这种植入物不包含任何活体细胞,它们却能模拟构成基质——角膜上最厚的一层——大部分的灵活支架材料,其基本成份主要是由胶原蛋白组成的自然水凝胶。

  “虽然捐赠角膜仍然是最好的选择,格里菲斯的方法看上去不相上下,非常有前途,至少你不会有破坏组织再生的持续感染,”施托斯贝格说。

  最近,格里菲斯的研究小组在《转移医学科学》杂志上发表的报告中指出,植入两年后,细胞会重新填充进植入物,保护眼睛免受感染的最外层上皮细胞层也在所有患者的植入物上重新生长回来。所有10例患者的视力都恢复到与接受角膜捐助的病人相当的水平,但前提是,这10位患者要带上隐形眼镜。“这是因为在植入物缝线处会产生表面不平整而影响视力,这需要隐形眼镜将其压平,”格里菲斯说。然而,她认为,使用不同的缝合方法,或着使用组织粘合剂代替缝针,将植入物与眼睛粘合起来,可以解决这个问题。她补充说,研究小组已经在初步的后续工作中测试了这种替代方法,并取得了令人鼓舞的成果。

  在所有患者的角膜上,该小组还发现了再生神经,10位患者中的9位,神经一直生长进植入物的中心,格里菲斯对此结果尤其兴奋。“神经对于角膜的长期健康至关重要,但是,即使在捐助眼角膜上,再生神经也不是经常发生的,”她说。她的远期期望是,植入物会慢慢降解,并完全由那些重新填充角膜的细胞重新构建的天然支架所取代。

  斯坦福大学副教授克里斯托弗?塔(Christopher Ta)正致力于捐赠角膜的另一种凝胶替代品研究,他对格里菲斯的工作也很乐观,他说:“这有可能为角膜移植领域带来革命性变化,很有可能,在未来5年内就可以看到这种人工合成角膜的广泛使用。”