Cell子刊：首次人体实验！iPSC干细胞替代角膜移植，治疗大泡性角膜病变

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

角膜内皮是一层位于角膜最内表面的单层细胞。它通过其泵送和屏障功能调节角膜基质的水分含量，并有助于维持角膜的透明度。健康个体的角膜内皮细胞密度（ECD）约为 2000 个细胞/平方毫米。

人角膜内皮细胞在出生后缺乏再生能力，其数量会因衰老、手术以及遗传原因而减少。由于内皮细胞密度逐渐降低导致的角膜内皮功能障碍会引起大泡性角膜病变（Bullous keratopathy），其特征为角膜水肿和混浊。大泡性角膜病变已成为角膜移植最常见的适应症。

在全世界范围内，等待角膜移植的患者人数超过 1200 万，但实际上，每年进行的角膜移植手术数量仅为 18 万例。因此，需要一个彻底的解决办法来应对长期存在的角膜供体短缺问题。

2025 年 1 月 13 日，庆应义塾大学医学院的研究人员在 Cell 子刊Cell Reports Medicine上发表了题为：A first-in-human clinical study of an allogenic iPSC-derived corneal endothelial cell substitute transplantation for bullous keratopathy 的研究论文 。

该研究进行了 同种异体iPSC 来源的角膜内皮细胞替代移植治疗大泡性角膜病变的首次人体临床试验，患者在治疗后，视力和角膜基质水肿得到改善，并且在长达 1 年的时间内无不良事件。

穿透性角膜移植术作为治疗大泡性角膜病变的方法，有着悠久的历史。然而，手术过程中和术后存在并发症的风险，包括免疫排斥反应、感染以及青光眼的发生。在过去的二十年里，部分角膜移植技术（例如角膜内皮移植术）已经出现。这些手术操作有助于降低术中并发症的风险，不过由于移植片内皮细胞密度逐渐降低，大泡性角膜病变可能会复发。

近年来，通过前房细胞注射进行的人工培养的人角膜内皮细胞移植，成为治疗大泡性角膜病变的一种新疗法。细胞注射疗法的优势在于其相较于传统角膜移植术具有更小的侵入性。

然而，由于细胞来源仍依赖于捐赠的角膜，且从单个角膜中能够培养的细胞数量有限，所以在克服供体短缺方面仍存在挑战。

该团队在之前的研究中开发了一种人诱导多能干细胞（iPSC）来源的角膜内皮细胞——CLS001。这些细胞在体外被证明与角膜内皮细胞具有相同的泵送和屏障功能。研究团队在临床前研究中证实了 CLS001 细胞注射疗法在食蟹猴大泡性角膜病变模型中的疗效。

在这项研究者发起的临床试验中，研究团队进行了首次人体试验，评估了一例复发性大泡性角膜病变患者移植 CLS001 细胞的安全性和有效性。CLS001 细胞在庆应义塾大学医院的细胞加工中心生产，质量控制包括残留未分化 iPSC 检测、核型分析、体外生长分析、全基因组序列分析、无菌检测、内毒素检测以及支原体和病毒检测。

结果显示，大泡性角膜病变患者在接受人诱导多能干细胞（iPSC）来源的角膜内皮细胞（CLS001）治疗后，视力和角膜基质水肿得到改善，并且在长达 1 年的时间内无不良事件。

研究团队在临床前进行的检测（包括多项符合 FDA 指南草案的全基因组分析和致瘤性试验）均为阴性，但对移植的 CLS001 细胞进行的另外一项全基因组分析显示， EP300 基因的 22 号外显子出现了新产生的框内缺失突变，未观察到与该突变相关的不良事件。

总的来说，这项研究证明了使用 iPSC 来源细胞替代大泡性角膜病变供体移植的可行性，同时也为细胞制品的基因突变风险管理提供了思路。研究团队表示，需要进一步随访，以长期分析该疗法的临床安全性和疗效。

2024 年 11 月 7 日，大阪大学的研究人员在国际顶尖医学期刊《柳叶刀》（The Lancet）上发表了题为：Induced pluripotent stem-cell-derived corneal epithelium for transplant surgery: a single-arm, open-label, first-in-human interventional study in Japan 的研究论文【2】。

该临床研究在世界上首次使用人诱导多能干细胞（iPSC）来源的角膜上皮细胞片（iCEPS）修复角膜缘干细胞缺乏症（LSCD）视力障碍患者角膜。结果显示，这项新型再生疗法是安全的，并帮助改善了患者的视力。

在这项研究中，研究团队使用诱导多能干细胞（iPSC）来治疗角膜缘干细胞缺乏症（LSCD）。研究团队从一个健康供体身上提取了血细胞，然后将重编程为 iPSC，在将其转分化为一层薄薄的、透明的卵圆形角膜上皮细胞片。

研究团队招募了 2 名男性和 2 名女性双眼 LSCD 患者，他们的年龄在 39-72 岁之间。研究团队首先切除了患者一只眼睛角膜上覆盖的瘢痕组织层，然后缝合人 iPSC 来源的角膜上皮细胞片（iCEPS），并戴上柔性保护性隐形眼镜。

接下来，研究团队进行了为期 52 周的随访以及额外 1 年的安全监测。结果显示，在 52 周随访期间，共记录了 26 起不良事件（治疗眼发生18起轻度事件和1起中度事件，以及7起轻度非眼部事件），而在 1 年的安全监测期间记录了 9 起不良事件。

基于 iPSC 的细胞疗法，可能有发生肿瘤的风险。在这项研究中，在整个 2 年时间内，4 名患者均未发生肿瘤，也未发生临床排斥反应，即使在 2 名未接受免疫抑制药物的患者也是如此。

在第 52 周时，临床试验的次要指标显示，所有治疗眼的疾病分期均有所改善，矫正远视力提高，角膜混浊减少。1 名患者在 1 年的监测期内视力改善情况出现轻微倒退，其余 3 名患者的视力改善情况得以持续。

总的来说，临床研究结果显示，这项基于 iPSC 的新型再生疗法是安全的，并帮助改善了患者的视力。研究团队计划开展更大规模的临床试验，以更好地了解该疗法的治疗效果。

论文链接：

1. https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00618-9

2. https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(24)01764-1/fulltext