期刊综述:间充质干细胞治疗视网膜疾病是合适的临床候选

文章来源:博雅干细胞 

内容来源:清华大学 晨光



       最近,《生物学:靶点与治疗》(Biologics: Targets and Therapy)杂志发表了最新综述[1],阐述了近年来干细胞治疗视网膜变性的研究证据,并认为间充质干细胞及其衍生物是合适的临床治疗候选者。







       临床前及人体临床研究已经探索了使用干细胞修复视网膜组织以提高视力的方法。除了治疗老年性黄斑变性(AMD)和糖尿病性视网膜病变(DR),干细胞疗法还被用于治疗遗传性疾病,如视网膜色素变性(RP)和眼底黄色斑点症(Stargardt病)。




       这篇综述还对不同种类干细胞治疗视网膜变性的研究进行了综述。




全球将超过6亿人受视力问题困扰




       眼睛是心灵的窗户,是我们最重要的感觉器官,拥有一双健康的眼睛是每个人的心愿,但现实生活中,因为各种各样的原因导致的眼睛疾病困扰着很多人,包括因糖尿病引起的视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、青光眼以及白内障等。




       根据预测[2],未来30年,全世界受到视力问题困扰的人数将超过6亿人,到2040年因为视网膜病变和年龄相关性黄斑变性导致视力受损的人数将分别达到700多万人和500多万人。


图片来自参考资料[2]






干细胞治疗视网膜退行性疾病的研究现状




       传统的治疗眼部疾病的方法都只能是延缓疾病的进展,视网膜退行性疾病是视力丧失的主要原因之一,其病因包括遗传性和非遗传性的因素,导致感光细胞和色素上皮细胞丢失最终影响视力。




       由于视网膜没有内在的再生特性,所以科学家期望利用干细胞的特性去修复和再生受损的视网膜以达到长期和彻底的治疗效益。




       几种不同的干细胞治疗策略都已经被证实了治疗视网膜退行性疾病的安全性和可靠性,包括胚胎干细胞、诱导多能干细胞和间充质干细胞[1]。





                                                     图片来自文献[1]




胚胎干细胞




       胚胎干细胞具有强大的增殖和分化潜力,利用胚胎干细胞分化得到的细胞和类器官已经被用来治疗各种退行性疾病,其中就包括视网膜退行性疾病。




       将胚胎干细胞分化得到的视网膜色素上皮细胞移植到患有视网膜退行性疾病的小鼠模型中,结果发现干细胞注射治疗8个月后,可以形成视网膜色素上皮细胞层,并且没有检测到肿瘤的生长[3]。




图片来自文献[3]




       在一项涉及非人灵长类动物的研究中,胚胎干细胞衍生的视网膜类器官的视网膜下移植具有良好的耐受性,移植的细胞可以在激光烧蚀造成的损伤部位整合到视网膜层以达到修复损伤的效果[4]。




       在12名患有晚期干性年龄相关性黄斑变性和地图状萎缩的患者的 I/IIa 期临床试验 (NCT02286089) 的中期报告中显示, 人胚胎干细胞分化的视网膜色素上皮细胞在治疗患者过程中具有良好的耐受性,长期随访在视网膜下间隙检测到移植细胞,并观察到地图状萎缩边界处 视网膜色素上皮细胞层的改善[8]。




       胚胎干细胞治疗退行性疾病的最大挑战就是胚胎干细胞源性细胞移植需要局部或全身的免疫抑制,可能会对人体的免疫系统造成一定的损害。同时胚胎干细胞还面临着伦理争议的问题。


                       




诱导多能干细胞




       一些实验结果表明,诱导多能干细胞也表现出可以改善退行性视网膜疾病的效果。在猴子和大鼠模型中,将人诱导多能干细胞衍生的视网膜移植到患有激光诱导视网膜损伤的猴子和患有视网膜炎性症状的免疫缺陷大鼠的视网膜下间隙。实验结果表明移植的细胞可以整合到大鼠视网膜中并与宿主双极细胞形成突触连接。在猴子模型中,移植的细胞整合到宿主视网膜层并改善了视网膜电图和视觉观察到引导扫视分数。


图片来自文献[4]




       在一项临床试验中报告了令人兴奋的结果,移植诱导多能干细胞衍生的视网膜色素上皮细胞。移植一年后,移植细胞层完整,患者耐受性良好,没有出现不良反应。对同一患者的四年随访发现,移植的细胞支持光感受器细胞,视觉敏锐度保持稳定[5]。


                      




间充质干细胞




       由于胚胎干细胞和诱导多能干细胞残留的未分化的细胞可能存在长时间内形成肿瘤的可能性,因此间充质干细胞及其衍生物被认为是更合适的临床治疗候选。




       间充质干细胞及其衍生物在许多临床前和临床试验中都被证实在治疗视网膜疾病过程中具有良好的效果。在4名亚洲患者的 I 期临床试验中,发现用人胎盘来源的间充质干细胞移植治疗外伤性视神经病变是安全的,没有任何不利的炎症或细胞增殖副作用,同时患者存在视力提高的表现[6]。







       在今年刚报道的一项III 期临床试验结果中,有82例患有色素视网膜炎的患者接受了来自骨髓间充质干细胞的治疗,在6个月的随访中,46%的患者眼睛表现出视力改善,42%的患者眼睛情况保持稳定,并且没有出现不良反应事件[7]。





图片来自文献[7]




       同时其他几项针对色素视网膜炎患者的临床试验报告也都显示,移植 骨骼来源的间充质干细胞后视力得到改善或发生显著变化。




       目前也有多项临床试验正在开展利用间充质干细胞的外泌体来治疗多种眼部疾病,并取得了一些积极的效果。此外间充质干细胞强大的旁分泌功能也为治疗眼部损伤提供可能性,利用间充质干细胞分泌的多种营养因子可以辅助进行多种眼部疾病的治疗。




小结与展望




       目前在美国临床试验数据库(ClinicalTrials.gov)中共显示有58项干细胞治疗视网膜退行性疾病临床试验,展现出干细胞治疗此类疾病的巨大潜力和前景。综合目前已有的临床前研究和临床实验结果,初步表明干细胞治疗眼部疾病的可行性和安全性。


△干细胞帮助眼疾患者恢复视力




       但是也要看到其中存在的风险和挑战,包括移植途径和抑制过程中出现的免疫抑制问题以及合适的移植部位选择等,这些都需要通过更多的研究去摸索。




       鉴于多项临床前和临床研究取得的积极成果,我们有理由相信干细胞疗法仍然是治疗视网膜变性的理想选择。除了移植干细胞及其衍生物外,未来的治疗选择还包括联合移植两种或多种类型的细胞,以实现更好的临床治疗效果。


参考文献


[1]Sharma, A., and Jaganathan, B.G. (2021). Stem Cell Therapy for Retinal Degeneration: The Evidence to Date. Biologics 15, 299-306. 10.2147/BTT.S290331.


https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34349498/


[2]https://www.iapb.org/zh/learn/vision-atlas/magnitude-and-projections/projected-change/


[3]Petrus-Reurer S, Kumar P, Padrell Sánchez S, et al. Preclinical safety studies of human embryonic stemcell- derived retinal pigment epithelial cells for the treatment of age-related macular degeneration. Stem Cells Transl Med. 2020;9(8):936–953


https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7381808/


[4]Aboualizadeh E, Phillips MJ, McGregor JE, et al. Imaging transplanted photoreceptors in living nonhuman primates with single-cell resolution. Stem Cell Rep. 2020;15(2):482–497


https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32707075/


[5]Takagi S, Mandai M, Gocho K, et al. Evaluation of transplanted autologous induced pluripotent stem cell-derived retinal pigment epithelium in exudative age-related macular degeneration. Ophthalmol Retina. 2019;3

(10):850–859


https://sci-hub.se/10.1016/j.oret.2019.04.021


[6]Sung Y, Lee SM, Park M, et al. Treatment of traumatic optic neuropathy using human placenta-derived mesenchymal stem cells in Asian patients. Regen Med. 2020;15(10):2163–2179. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33315474/


[7]Tuekprakhon A, Sangkitporn S, Trinavarat A, et al. Intravitreal autologous mesenchymal stem cell transplantation: a non-randomized phase I clinical trial in patients with retinitis pigmentosa. Stem Cell Res Ther. 2021;12(1):52

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7796606/


[8]Banin E, Barak A, Boyer DS, et al. Phase I/IIa Clinical Trial of Human Embryonic Stem Cell (hESC)-derived retinal pigmented epithelium (RPE, OpRegen) transplantation in advanced dry form Age-Related Macular Degeneration (AMD): interim results. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2019;60(9):6402