色素性視網膜炎(RP)是一種由基因突變導致的光感受器細胞凋亡以及視網膜色素上皮(RPE)細胞萎縮的遺傳性疾病,臨床表現為夜盲、周邊視野缺損及進行性視力下降。RPE細胞凋亡在RP的進展中起著重要作用,外源性植入RPE細胞作為一種替代療法已經在動物實驗及臨床試驗中顯示出了一定的療效。隨著細胞來源的多樣化、手術技術的更新以及生物材料的不斷出現,為細胞治療提供了更多的可能與希望。未來進一步推動這一領域的發展,未來仍需加強醫學、生物工程學等多個學科之間的合作,共同推動治療方法的創新與發展,相信在將來RPE細胞移植療法會展現出更加光明的前景。
引用本文: 張云希, 劉勃實, 邢東軍, 李筱榮. 視網膜色素上皮細胞移植治療色素性視網膜炎的研究進展. 中華眼底病雜志, 2024, 40(11): 893-897. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20240619-00233 復制
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色素性視網膜炎(RP)是一種具有高度遺傳異質性的視網膜疾病,臨床中絕大多數是以常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳或X連鎖遺傳為模式的單基因遺傳,少部分伴有線粒體和雙基因遺傳。其特征是光感受器細胞的進行性喪失,臨床表現為周邊視野的缺失,最終累及中心視力。近年來基因治療成為臨床研究的熱點,基于腺相關病毒(AAV)載體的RPE65基因療法在Leber先天性黒矇患者中表現出良好的效果,但其高額的研發成本及應用人群的局限性成為了限制其發展的重要因素[1]。視網膜色素上皮(RPE)細胞的凋亡在RP的進展中起著重要作用,外源性植入RPE細胞作為一種替代療法已在動物實驗及臨床試驗中顯示出了一定的療效。現就RPE細胞移植治療RP的研究進展作一綜述。
1 RPE細胞在RP進展中的作用
RPE細胞是位于脈絡膜與光感受器細胞外節間的具有微絨毛的單層六邊形細胞,無需與神經細胞進行整合即可發揮作用。RPE在維持人眼的視覺功能中發揮著重要作用,如吞噬光感受器細胞外節代謝產物、參與維持血視網膜屏障的完整性、將全反式視黃醇轉化為11-順式視黃醛并轉運回光感受器細胞等[2-3]。這些功能的實現依賴于RPE的頂端-基底極性及相鄰細胞間的側向連接[4]。由于RPE細胞變性會導致光感受器的繼發性喪失,且其無法再生,故成為細胞治療的重要靶細胞,即通過外源性植入功能正常的RPE細胞以替代功能受損的RPE細胞。
目前外源性RPE細胞移植發揮作用的機制尚不明確,可能的機制包括:(1)旁分泌作用:移植的RPE細胞可分泌多種營養因子,如色素上皮衍生因子可為光感受器提供神經營養活性,血管內皮生長因子對脈絡膜毛細血管的維持作用,此外還有膠質細胞源性神經營養因子、睫狀神經營養因子和腦源性神經營養因子(BDNF)等,從而達到營養并延緩光感受器細胞變性的作用[5]。(2)重建生理結構與功能連接:生理結構的重建有利于發揮RPE細胞的離子泵功能,消除視網膜下腔積存的液體,使視網膜神經上皮與RPE更好地貼合,從而改善視黃醛-視黃醇循環,還可以促進光感受器細胞與神經細胞間形成新的突觸連接[6]。
2 臨床常見的外源性RPE來源
2.1 人源RPE細胞(HuRPE)
研究表明,移植細胞的適用性隨供體年齡的增長而逐漸降低[7]。與成人來源的RPE細胞相比,人類胎兒RPE細胞具有更強的繁殖能力,移植后通過繁殖可以覆蓋更廣泛的區域;此外,由于其不像成體視網膜細胞那樣過度依賴氧氣,可以更容易克服移植創傷反應;而且其分泌營養因子的能力更強,可以產生更多的肝細胞生長因子和色素上皮衍生因子[8]。
HuRPE細胞移植已經多次在臨床試驗及動物實驗中進行嘗試,但其在隨后的傳代中存在去分化的傾向,即由上皮轉化為間充質表型(EMT),這是導致RPE細胞移植后丟失及無功能的重要原因,因此可以將EMT作為RPE細胞移植治療預后的重要評估指標[9-10]。此外,胎兒RPE細胞的使用受到了嚴格的法律與道德限制,需要通過倫理委員會嚴格的審查和批準。
2.2 多能干細胞(PSC)
2.2.1 胚胎干細胞(ESC)
ESC是來源于囊胚內部細胞團的未分化細胞,保持了分化為內胚層、中胚層和外胚層的潛力,具有無限自我更新的能力[11]。由人ESC衍生的RPE細胞不僅可以表達RPE細胞特異性標志物,而且其與成年人的RPE具有極高的相似度[12]。研究表明,ESC-RPE細胞移植到動物模型中成功建立了完整的細胞連接,但是,人ESC的使用存在爭議,除了采用同種異體移植,受體需要終身使用免疫抑制劑治療外,倫理及導致畸胎瘤風險也是必須考慮的問題。
2.2.2 誘導PSC(iPSC)
iPSC是通過逆轉錄病毒載體將多能性轉錄因子引入體細胞進行重編程獲得的,包括Yamanaka因子(OCT3/4、SOX2、c-Myc和KLF4)或Thompson因子(OCT4、SOX2、NANOG和LIN28)[13-14]。iPSC分化為功能性RPE的能力,使其成為了細胞替代療法的研究熱點[15]。從人皮膚中獲得的成纖維細胞是iPSC的常見來源,其可在不使用合成支架的情況下分化為與人類RPE細胞相似的單層細胞結構,但皮膚長期暴露于紫外線下,這可能會導致細胞內發生DNA突變,外周靜脈血中的單核細胞或尿液中存在的細胞或許可以成為iPSC的理想來源[16-18]。iPSC具有很強的自體移植潛力,可以避免ESC帶來的倫理問題。但是在將自體iPSC誘導為RPE細胞之前,需要糾正自體細胞存在的基因缺陷,除了常規基于AAV載體的基因治療策略及基于規律成簇的間隔短回文重復的基因組編輯策略[19],2020年,Barnea-Cramer等[20]研究報道,1種由迷你環狀DNA遞送缺陷基因的基因矯正策略,展現出較好的長期治療效果。目前限制iPSC-RPE細胞臨床應用的主要原因是iPSC的分化率低、高額的研發成本限制個體化應用。世界上首個接受iPSC-RPE細胞自體移植的患者需要等待至少10個月的細胞準備,花費近63萬美元[21]。而同種異體移植,不僅可以制備足夠數量的iPSC,還能大大降低生產成本。為了降低同種異體移植的免疫排斥反應,2015年,iPSC研究與應用中心開始為再生醫學提供iPSC細胞儲備,并于2019年在日本人群中建立了具有第一、第二和第三人類白細胞抗原(HLA)單倍型的臍帶血細胞系,目前已覆蓋了約32%的日本人口,這有助于高效且經濟地生成用于移植的HLA匹配的iPSC-RPE細胞組織[22]。
2.2.3 RPE干細胞
2012年研究報道了RPE細胞的一個新亞群,并將其命名為人類RPE干細胞(RPESC),一般情況下處于休眠狀態,在暴露于適當條件下可以展現出強大的分裂增殖能力。這些細胞高水平表達具有干細胞特性的c-Myc及Klf4等基因,甚至可以在老年供體中大量擴增,有機會成為細胞替代療法的穩定來源[23]。2021年,在免疫抑制下,將RPESC-RPE細胞移植到非人靈長類動物中,結果發現未見EMT的發生。然而RPESC-RPE細胞的移植療效受移植前分化階段的影響,所以RPESC-RPE細胞的修復活力可能不如其他來源的RPE細胞,并成為影響療效的重要因素[24]。
3 遞送形式
目前有兩種遞送RPE細胞的方式:注射RPE細胞懸液或放置單層極化的RPE細胞片。與細胞懸液相比,細胞片有諸多優勢,如RPE細胞片可為RPE提供細胞外基質和粘附分子,可防止細胞發生凋亡,因而比細胞懸液擁有更高的細胞存活率[25];移植的細胞片減少了細胞成團聚集的趨勢,更有利于與宿主細胞建立符合生理功能的解剖聯系,從而更準確地傳遞細胞間的通訊信號;細胞片運載的細胞數量較少,抗原載量就更少,相應的移植免疫反應就更輕微;氧化應激作為RP進展的一個重要因素,與非極化的RPE細胞懸液相比,極化的RPE細胞片對氧化損傷誘導的細胞死亡具有更高的抵抗力[26]。此外,還可以對RPE細胞片進行相關的基因修飾,將凋亡抑制基因或多種生長因子基因轉染到RPE細胞片中,從而達到延緩光感受器細胞凋亡的作用。2022年,Mattern等[27]通過“睡美人”轉座載體系統將BDNF基因成功轉染到原代人類RPE細胞中,結果顯示轉染的細胞成功分泌了足夠量的BDNF,減少了神經細胞的凋亡。
細胞懸液可以很容易地通過小范圍視網膜切開術進行遞送,而遞送細胞片的器械應當具有高效有序折疊、自動舒展并保持極性的功能,因而對遞送器械和手術技巧提出了更高的要求。為了提高移植的療效及安全性,Nishida團隊開發了出僅需2 d即可制備的iPSC-RPE細胞條帶,可以在視網膜下擴大并覆蓋很大的區域,用于替代RPE細胞片進行移植,由于該條帶在移植時沒有極性要求,因此可以通過更小的手術切口及更簡單的操作進行遞送,同時可以更加精確地控制向目標區域的輸送,并可能允許在眼底多個區域同時進行RPE細胞的移植[28]。
4 遞送途徑
細胞懸液可以通過玻璃體內或視網膜下注射,細胞片則可直接遞送至視網膜下空間[29]。玻璃體腔注藥是一種廣泛應用的給藥途徑,但由于內界膜的屏障作用,不利于移植細胞的遷移與整合[30]。與之相對的,視網膜下空間是一個具有相對免疫特權的部位,RPE細胞可通過分泌轉化生長因子-β,抑制T細胞活化等作用營造免疫抑制微環境,且方便手術后觀察[31]。2020年8月,美國食品藥品監督管理局批準使用了一種新的眼眶視網膜下遞送系統,通過結膜切除聯合鞏膜切開手術,將一個符合眼球曲率的含有微針的柔性套管推進到脈絡膜上腔,進而通過微針將懸液遞送到視網膜下,減少對視網膜造成的人為破壞,極大地提高了手術的安全性[32]。
5 植入的對象及時機
RPE細胞移植治療可能更適合于涉及RPE功能的基因突變患者,如LRAT、RPE65、RDH5、MERTK、BEST1等基因。2019年,一項針對人ESC(hESC)衍生的RPE細胞移植治療RPE65、LRAT、MERTK的單基因突變RP患者的臨床試驗正在進行(NCT03963154)。RPE細胞移植的時機對最大療效起到了至關重要的作用,若植入過早,原本已經存在的RPE細胞可能占據了Bruch膜,這不利于新的RPE細胞的移植及功能的發揮,而對于光感受器細胞已經大量凋亡的患者,單一種類的RPE細胞移植可能無意義。因此,對于植入的具體時機,目前尚無定論。
6 多種細胞聯合移植/生物支架聯合移植
對于處于RP晚期的患者來說,同時在視網膜下進行多種細胞的共移植方案可能為重建嚴重受損的視網膜帶來新的希望。2021年Thomas等[33]成功采用海藻酸鹽作為黏合劑將視網膜類器官和RPE細胞片制成共移植物移植到RP的動物模型即晚期皇家外科學院(RCS)大鼠中,移植物存活時間長,且大部分維持了原有結構的完整性。研究報道,通過將源自iPSC的視網膜祖細胞和RPE細胞共移植于RCS大鼠中效果明顯優于移植單個細胞類型,共同移植組大鼠的外核層得以更好保存,且在視網膜電圖中b波振幅更高、潛伏期更短,證明共同移植能夠更好地保存大鼠的視覺功能[34]。
視網膜下直接移植的RPE細胞可能無法正常發揮其功能,這可能與Bruch膜發生變化從而降低了RPE細胞的附著能力及微環境改變導致細胞的功能和行為改變有關[35]。利用生物支架移植的外源RPE細胞可以用于改善其在體內的整合、再生和功能行為,并可以大幅降低移植RPE細胞的去分化傾向。目前生物支架的研究聚焦于可降解材料聚乳酸–乙醇酸共聚物、聚雙旋聚乳酸(PDLLA)及不可降解材料聚對二甲苯膜。研究表明,在迷你豬模型中,PDLLA展現出了相對較好與宿主視網膜融合的能力,huRPE呈現“鵝卵石樣”形態,整個培養期間在納米纖維載體上保持完全的色素沉著[36]。2018年,Kashani等[37]研究報道,移植聚對二甲苯膜-hESC-RPE復合物治療5例非新生血管性年齡相關性黃斑變性患者,結果顯示其中1例患者的視力略有改善,其余患者的視力得以維持,證明了這種方法的短期安全性及有效性,未來還將繼續對更多的患者進行長期隨訪以確定該治療方法的長期有效性及安全性。
7 小結與展望
RPE細胞移植療法已從動物實驗發展到臨床試驗階段,早期的數據結果也表明了該療法具有重要的發展潛力,部分參與者的視力得到了明顯的改善。人類iPSC可在體外衍生和分化為RPE細胞,為細胞替代療法的發展提供了令人振奮的機會。各種生物支架的出現,極大程度上提高了移植細胞的存活率及功能活性。但免疫排斥、手術并發癥、高昂的治療費用等問題限制了該治療的應用。應加強對RP的基因定位、病程進展及臨床終點等的研究,只有全面深入了解疾病的發展過程,才能從真正意義上攻克這種疑難眼病。此外,除了基于PSC的替代療法,多項圍繞著間充質干細胞旁分泌作用的支持療法的臨床試驗也正在展開。未來仍需加強醫學、生物工程學等多個學科之間的合作,共同推動治療方法的創新與發展,相信在將來RPE細胞移植療法會展現出更加光明的前景。
色素性視網膜炎(RP)是一種具有高度遺傳異質性的視網膜疾病,臨床中絕大多數是以常染色體顯性遺傳、常染色體隱性遺傳或X連鎖遺傳為模式的單基因遺傳,少部分伴有線粒體和雙基因遺傳。其特征是光感受器細胞的進行性喪失,臨床表現為周邊視野的缺失,最終累及中心視力。近年來基因治療成為臨床研究的熱點,基于腺相關病毒(AAV)載體的RPE65基因療法在Leber先天性黒矇患者中表現出良好的效果,但其高額的研發成本及應用人群的局限性成為了限制其發展的重要因素[1]。視網膜色素上皮(RPE)細胞的凋亡在RP的進展中起著重要作用,外源性植入RPE細胞作為一種替代療法已在動物實驗及臨床試驗中顯示出了一定的療效。現就RPE細胞移植治療RP的研究進展作一綜述。
1 RPE細胞在RP進展中的作用
RPE細胞是位于脈絡膜與光感受器細胞外節間的具有微絨毛的單層六邊形細胞,無需與神經細胞進行整合即可發揮作用。RPE在維持人眼的視覺功能中發揮著重要作用,如吞噬光感受器細胞外節代謝產物、參與維持血視網膜屏障的完整性、將全反式視黃醇轉化為11-順式視黃醛并轉運回光感受器細胞等[2-3]。這些功能的實現依賴于RPE的頂端-基底極性及相鄰細胞間的側向連接[4]。由于RPE細胞變性會導致光感受器的繼發性喪失,且其無法再生,故成為細胞治療的重要靶細胞,即通過外源性植入功能正常的RPE細胞以替代功能受損的RPE細胞。
目前外源性RPE細胞移植發揮作用的機制尚不明確,可能的機制包括:(1)旁分泌作用:移植的RPE細胞可分泌多種營養因子,如色素上皮衍生因子可為光感受器提供神經營養活性,血管內皮生長因子對脈絡膜毛細血管的維持作用,此外還有膠質細胞源性神經營養因子、睫狀神經營養因子和腦源性神經營養因子(BDNF)等,從而達到營養并延緩光感受器細胞變性的作用[5]。(2)重建生理結構與功能連接:生理結構的重建有利于發揮RPE細胞的離子泵功能,消除視網膜下腔積存的液體,使視網膜神經上皮與RPE更好地貼合,從而改善視黃醛-視黃醇循環,還可以促進光感受器細胞與神經細胞間形成新的突觸連接[6]。
2 臨床常見的外源性RPE來源
2.1 人源RPE細胞(HuRPE)
研究表明,移植細胞的適用性隨供體年齡的增長而逐漸降低[7]。與成人來源的RPE細胞相比,人類胎兒RPE細胞具有更強的繁殖能力,移植后通過繁殖可以覆蓋更廣泛的區域;此外,由于其不像成體視網膜細胞那樣過度依賴氧氣,可以更容易克服移植創傷反應;而且其分泌營養因子的能力更強,可以產生更多的肝細胞生長因子和色素上皮衍生因子[8]。
HuRPE細胞移植已經多次在臨床試驗及動物實驗中進行嘗試,但其在隨后的傳代中存在去分化的傾向,即由上皮轉化為間充質表型(EMT),這是導致RPE細胞移植后丟失及無功能的重要原因,因此可以將EMT作為RPE細胞移植治療預后的重要評估指標[9-10]。此外,胎兒RPE細胞的使用受到了嚴格的法律與道德限制,需要通過倫理委員會嚴格的審查和批準。
2.2 多能干細胞(PSC)
2.2.1 胚胎干細胞(ESC)
ESC是來源于囊胚內部細胞團的未分化細胞,保持了分化為內胚層、中胚層和外胚層的潛力,具有無限自我更新的能力[11]。由人ESC衍生的RPE細胞不僅可以表達RPE細胞特異性標志物,而且其與成年人的RPE具有極高的相似度[12]。研究表明,ESC-RPE細胞移植到動物模型中成功建立了完整的細胞連接,但是,人ESC的使用存在爭議,除了采用同種異體移植,受體需要終身使用免疫抑制劑治療外,倫理及導致畸胎瘤風險也是必須考慮的問題。
2.2.2 誘導PSC(iPSC)
iPSC是通過逆轉錄病毒載體將多能性轉錄因子引入體細胞進行重編程獲得的,包括Yamanaka因子(OCT3/4、SOX2、c-Myc和KLF4)或Thompson因子(OCT4、SOX2、NANOG和LIN28)[13-14]。iPSC分化為功能性RPE的能力,使其成為了細胞替代療法的研究熱點[15]。從人皮膚中獲得的成纖維細胞是iPSC的常見來源,其可在不使用合成支架的情況下分化為與人類RPE細胞相似的單層細胞結構,但皮膚長期暴露于紫外線下,這可能會導致細胞內發生DNA突變,外周靜脈血中的單核細胞或尿液中存在的細胞或許可以成為iPSC的理想來源[16-18]。iPSC具有很強的自體移植潛力,可以避免ESC帶來的倫理問題。但是在將自體iPSC誘導為RPE細胞之前,需要糾正自體細胞存在的基因缺陷,除了常規基于AAV載體的基因治療策略及基于規律成簇的間隔短回文重復的基因組編輯策略[19],2020年,Barnea-Cramer等[20]研究報道,1種由迷你環狀DNA遞送缺陷基因的基因矯正策略,展現出較好的長期治療效果。目前限制iPSC-RPE細胞臨床應用的主要原因是iPSC的分化率低、高額的研發成本限制個體化應用。世界上首個接受iPSC-RPE細胞自體移植的患者需要等待至少10個月的細胞準備,花費近63萬美元[21]。而同種異體移植,不僅可以制備足夠數量的iPSC,還能大大降低生產成本。為了降低同種異體移植的免疫排斥反應,2015年,iPSC研究與應用中心開始為再生醫學提供iPSC細胞儲備,并于2019年在日本人群中建立了具有第一、第二和第三人類白細胞抗原(HLA)單倍型的臍帶血細胞系,目前已覆蓋了約32%的日本人口,這有助于高效且經濟地生成用于移植的HLA匹配的iPSC-RPE細胞組織[22]。
2.2.3 RPE干細胞
2012年研究報道了RPE細胞的一個新亞群,并將其命名為人類RPE干細胞(RPESC),一般情況下處于休眠狀態,在暴露于適當條件下可以展現出強大的分裂增殖能力。這些細胞高水平表達具有干細胞特性的c-Myc及Klf4等基因,甚至可以在老年供體中大量擴增,有機會成為細胞替代療法的穩定來源[23]。2021年,在免疫抑制下,將RPESC-RPE細胞移植到非人靈長類動物中,結果發現未見EMT的發生。然而RPESC-RPE細胞的移植療效受移植前分化階段的影響,所以RPESC-RPE細胞的修復活力可能不如其他來源的RPE細胞,并成為影響療效的重要因素[24]。
3 遞送形式
目前有兩種遞送RPE細胞的方式:注射RPE細胞懸液或放置單層極化的RPE細胞片。與細胞懸液相比,細胞片有諸多優勢,如RPE細胞片可為RPE提供細胞外基質和粘附分子,可防止細胞發生凋亡,因而比細胞懸液擁有更高的細胞存活率[25];移植的細胞片減少了細胞成團聚集的趨勢,更有利于與宿主細胞建立符合生理功能的解剖聯系,從而更準確地傳遞細胞間的通訊信號;細胞片運載的細胞數量較少,抗原載量就更少,相應的移植免疫反應就更輕微;氧化應激作為RP進展的一個重要因素,與非極化的RPE細胞懸液相比,極化的RPE細胞片對氧化損傷誘導的細胞死亡具有更高的抵抗力[26]。此外,還可以對RPE細胞片進行相關的基因修飾,將凋亡抑制基因或多種生長因子基因轉染到RPE細胞片中,從而達到延緩光感受器細胞凋亡的作用。2022年,Mattern等[27]通過“睡美人”轉座載體系統將BDNF基因成功轉染到原代人類RPE細胞中,結果顯示轉染的細胞成功分泌了足夠量的BDNF,減少了神經細胞的凋亡。
細胞懸液可以很容易地通過小范圍視網膜切開術進行遞送,而遞送細胞片的器械應當具有高效有序折疊、自動舒展并保持極性的功能,因而對遞送器械和手術技巧提出了更高的要求。為了提高移植的療效及安全性,Nishida團隊開發了出僅需2 d即可制備的iPSC-RPE細胞條帶,可以在視網膜下擴大并覆蓋很大的區域,用于替代RPE細胞片進行移植,由于該條帶在移植時沒有極性要求,因此可以通過更小的手術切口及更簡單的操作進行遞送,同時可以更加精確地控制向目標區域的輸送,并可能允許在眼底多個區域同時進行RPE細胞的移植[28]。
4 遞送途徑
細胞懸液可以通過玻璃體內或視網膜下注射,細胞片則可直接遞送至視網膜下空間[29]。玻璃體腔注藥是一種廣泛應用的給藥途徑,但由于內界膜的屏障作用,不利于移植細胞的遷移與整合[30]。與之相對的,視網膜下空間是一個具有相對免疫特權的部位,RPE細胞可通過分泌轉化生長因子-β,抑制T細胞活化等作用營造免疫抑制微環境,且方便手術后觀察[31]。2020年8月,美國食品藥品監督管理局批準使用了一種新的眼眶視網膜下遞送系統,通過結膜切除聯合鞏膜切開手術,將一個符合眼球曲率的含有微針的柔性套管推進到脈絡膜上腔,進而通過微針將懸液遞送到視網膜下,減少對視網膜造成的人為破壞,極大地提高了手術的安全性[32]。
5 植入的對象及時機
RPE細胞移植治療可能更適合于涉及RPE功能的基因突變患者,如LRAT、RPE65、RDH5、MERTK、BEST1等基因。2019年,一項針對人ESC(hESC)衍生的RPE細胞移植治療RPE65、LRAT、MERTK的單基因突變RP患者的臨床試驗正在進行(NCT03963154)。RPE細胞移植的時機對最大療效起到了至關重要的作用,若植入過早,原本已經存在的RPE細胞可能占據了Bruch膜,這不利于新的RPE細胞的移植及功能的發揮,而對于光感受器細胞已經大量凋亡的患者,單一種類的RPE細胞移植可能無意義。因此,對于植入的具體時機,目前尚無定論。
6 多種細胞聯合移植/生物支架聯合移植
對于處于RP晚期的患者來說,同時在視網膜下進行多種細胞的共移植方案可能為重建嚴重受損的視網膜帶來新的希望。2021年Thomas等[33]成功采用海藻酸鹽作為黏合劑將視網膜類器官和RPE細胞片制成共移植物移植到RP的動物模型即晚期皇家外科學院(RCS)大鼠中,移植物存活時間長,且大部分維持了原有結構的完整性。研究報道,通過將源自iPSC的視網膜祖細胞和RPE細胞共移植于RCS大鼠中效果明顯優于移植單個細胞類型,共同移植組大鼠的外核層得以更好保存,且在視網膜電圖中b波振幅更高、潛伏期更短,證明共同移植能夠更好地保存大鼠的視覺功能[34]。
視網膜下直接移植的RPE細胞可能無法正常發揮其功能,這可能與Bruch膜發生變化從而降低了RPE細胞的附著能力及微環境改變導致細胞的功能和行為改變有關[35]。利用生物支架移植的外源RPE細胞可以用于改善其在體內的整合、再生和功能行為,并可以大幅降低移植RPE細胞的去分化傾向。目前生物支架的研究聚焦于可降解材料聚乳酸–乙醇酸共聚物、聚雙旋聚乳酸(PDLLA)及不可降解材料聚對二甲苯膜。研究表明,在迷你豬模型中,PDLLA展現出了相對較好與宿主視網膜融合的能力,huRPE呈現“鵝卵石樣”形態,整個培養期間在納米纖維載體上保持完全的色素沉著[36]。2018年,Kashani等[37]研究報道,移植聚對二甲苯膜-hESC-RPE復合物治療5例非新生血管性年齡相關性黃斑變性患者,結果顯示其中1例患者的視力略有改善,其余患者的視力得以維持,證明了這種方法的短期安全性及有效性,未來還將繼續對更多的患者進行長期隨訪以確定該治療方法的長期有效性及安全性。
7 小結與展望
RPE細胞移植療法已從動物實驗發展到臨床試驗階段,早期的數據結果也表明了該療法具有重要的發展潛力,部分參與者的視力得到了明顯的改善。人類iPSC可在體外衍生和分化為RPE細胞,為細胞替代療法的發展提供了令人振奮的機會。各種生物支架的出現,極大程度上提高了移植細胞的存活率及功能活性。但免疫排斥、手術并發癥、高昂的治療費用等問題限制了該治療的應用。應加強對RP的基因定位、病程進展及臨床終點等的研究,只有全面深入了解疾病的發展過程,才能從真正意義上攻克這種疑難眼病。此外,除了基于PSC的替代療法,多項圍繞著間充質干細胞旁分泌作用的支持療法的臨床試驗也正在展開。未來仍需加強醫學、生物工程學等多個學科之間的合作,共同推動治療方法的創新與發展,相信在將來RPE細胞移植療法會展現出更加光明的前景。