角膜缘干细胞临床研究进展与发展趋势

杨秀荣

【摘要】 角膜缘干细胞是位于角膜缘基底上皮层底的一类特殊类型的上皮细胞，角膜缘干细胞研究一直是医学与生物工程的活跃领域之一。近年来随着角膜缘干细胞的定位和分离技术、细胞标志物、调控因子的发现和应用，细胞培养技术的发展、体外扩增技术及培养角膜缘干细胞移植的材料不断改进与完善，以及精密设备和仪器的使用，有关角膜缘干细胞的研究已日益成为一个全球性的热点。

【关键词】 角膜缘干细胞；回顾性研究；进展

【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1004-4949（2013）06-35-02

干细胞研究被誉为新世纪生物和医学技术领域可能取得革命性突破的项目，20世纪80年代角膜缘干细胞理论确立，在角膜缘干细胞研究中产生了一些新概念，角膜缘干细胞广泛应用于眼表疾病的治疗，角膜缘干细胞研究成为眼科界近年来发展较快的领域之一。本文对近年来在角膜缘干细胞研究方面的新进展进行综述。

1 角膜缘干细胞治疗眼表疾病的机制

角膜缘干细胞是位于角膜缘基底上皮层的特殊细胞。角膜缘干细胞的高增殖潜力在角膜上皮的修复中具有重要作用，角膜缘干细胞为角膜上皮更新和修复之来源，角膜上皮有由周邊向中心移动的特性。角膜上皮的更新是通过一种从角膜缘向角膜中央的向心性运动来完成的，上皮再生的源头位于角膜缘，角膜上皮的更新和创伤修复来源于角膜缘基底层的干细胞增生和分化。角膜缘有丰富的Ⅳ型胶原纤维，该纤维仅存在于结膜和角膜缘基底膜，是构成干细胞增生分化局部微环境的重要组成部分。

2 角膜缘干细胞移植

2.1 自体角膜缘干细胞移植： 随着人们对角膜缘及其干细胞研究的进展，实验表明在促进眼表面愈合、减少角膜新生血管长入和假性胬肉形成方面，角膜缘移植明显优于球结膜移植，这进一步证明角膜缘移植的有效性。该手术多是将自体健眼角膜缘部组织片移植到患眼角膜缘部受损区，自体角膜缘上皮移植不仅能为病变区角膜缘提供健康的上皮来源，使角膜恢复正常透明性，而且可为病变区结膜和巩膜组织提供正常的角膜缘干细胞，有效的阻止异常结膜源性组织增生，达到重建正常组织和牢固的角膜上皮层之目的，减少并发症，提高视功能，自体移植不存在免疫排斥，成功率高[1]。

2.2 同种异体角膜缘干细胞移植： 自体角膜缘干细胞移植只对单侧眼表疾病者适用，而对那些双眼眼疾者不适用，角膜缘丰富的血管和淋巴细胞，使角膜缘不再是免疫赦免区，成人角膜HLA-DR抗原主要分布于角膜下及其基质深层，且HLA-DR抗原在角膜移植排斥反应中起主要作用，角膜缘为免疫排斥的高危区域。Tan等[2]在异体角膜缘移植术前术后使用了免疫抑制剂同种异体角膜缘移植获得成功。近年来不断有新的免疫抑制药物出现，免疫排斥仍是异体角膜缘移植面临的最大难题。

2.3 培养角膜缘干细胞移植

2.3.1 自体角膜缘干细胞培养后移植。

近年来，随着角膜缘干细胞培养技术的成熟，将角膜缘干细胞体外培养后异体移植成为另一研究热点。Lindberg等[3]体外培养角膜缘干细胞，并成功地移植到裸鼠皮下，并牢固地粘附在植床上；Pellaegrini等[4]用自体健眼1mm×1mm×1mm角膜缘干细胞组织块经体外培养扩增后，借助软性角膜接触镜的辅助，移植到患眼上，成功地实现了眼表重建。自体角膜缘干细胞培养后移植不仅解决了自体干细胞来源不足的问题，而且避免了同种异体间移植后的排斥反应。被认为是目前最有前途的治疗方法。除此之外，有专家用人羊膜为支架，成功进行了人自体培养的角膜缘干细胞移植，治疗干细胞缺乏的眼表疾病；还有专家行角膜缘干细胞羊膜片移植治疗角膜缘功能障碍。这些研究证实，培养自体角膜缘干细胞移植提供了一种极好的技术来重建眼表，没有排异反应，供体眼角膜缘少量取材，不损伤干细胞群及角膜，细胞体外培养和扩增技术提供供体细胞来源。

2.3.2 异体角膜缘干细胞培养后移植。

潘志强等[5]以人羊膜为载体，分别将原代培养的人角膜缘干细胞接种在羊膜上面，然后把含有干细胞的羊膜片分别移植到化学烧伤或热烧伤后有角膜新生血管形成的人眼角膜上，角膜干细胞羊膜移植术后，移植片在受体植床上能够存在并与巩膜和结膜完全融合为一体，羊膜逐渐被受体组织吸收，角膜透明度增加，基质炎性浸润减轻，上皮光滑，角膜新生血管减少，视力不同程度的提高，这说明移植的角膜干细胞在受体角膜中存活并进行正常增殖和分化形成角膜上皮细胞。临床观察中未发现明显的排斥反应，异体角膜缘干细胞培养后移植目前已取得了一定的效果，它给临床上双眼角膜缘干细胞不同程度功能障碍病人带来曙光。至于植后是否会出现排斥反应等一系列问题都有待于进一步的研究。

4 角膜缘干细胞移植进展与发展趋势

角膜缘干细胞移植已成为目前眼科研究一大热点，随着多学科交叉、现代生物技术的发展，角膜缘干细胞的定位、分离、培养问题已经得到解决，人工角膜的研究已经取得了实质性进展。在国外已有多型人工角膜应用于临床，在治疗难治性角膜病变方面显示出越来越多的优越性。虽然还有相当多的问题亟待解决。一旦培养的角膜干细胞移植术成功，就不仅解决了角膜缘移植材料供应不足的问题，而且用自体组织来源的角膜缘干细胞进行移植可以消除移植排斥反应的发生。可以预见在不久的将来，离体培养的角膜缘干细胞将为那些角膜缘功能衰竭患者带来希望，并且为临床眼用药物筛选提供细胞模型，具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]黄胜，张娅萍，丁田等.自体角膜缘干细胞移植治疗角膜缘功能衰竭症[J].眼科新进展，2004.

[2]Tan DT，Ficker LA，Buckley RJ.Limbal transplantation[J].Ophthalmology，1996；103（1）：29-36.

[3]Lindberg K，Brown ME，Chaves HV，Kenyon KR，Rheinwald JG.In vitro propagation of human ocular surface epithelial cells for transplantation[J].Invest ophthalmol Vis sci，1993；34（9）：2672.

[4]Pellegrini G，Traverso CE，Franzi AT，Zingirian M，Cancedda R.De Luca M.Long-term restoration of damaged corneal surfaces with autologous cultivated corneal epithelium[J].Lancet1997；349 （5）：990-993.

[6]潘志强，培养角膜干细胞羊膜片移植治疗角膜缘功能障碍[J].中国实用眼科杂志，2000.