角膜緣幹細胞缺乏症與培養角膜上皮移植:一項已在臨牀使用的細胞療法

角膜緣幹細胞是什麼:眼表那道「不斷補貨」的細胞源頭

角膜表面本來沒有血管,靠的是最外層角膜上皮來維持透明。這層上皮會不斷磨損、脫落,必須持續有新的細胞補上,才不會變混濁。補貨的源頭位在角膜與結膜交界、一圈叫做「角膜緣」的區域裡——那裡住著角膜緣幹細胞(limbal stem cells)。它們平時處於休眠狀態,受損或老化時才分裂、往上分化成新的角膜上皮細胞,沿著眼表向外鋪開。可以把它想成眼角膜的「上皮發電廠」:發電機本身不必一直全速運轉,但一旦停擺,表面就再也長不出透明的新細胞。這也是為什麼角膜緣受傷後,臨床上看到的不是單純疤痕,而是上皮長不好、反覆糜爛,甚至被結膜組織(長血管、混濁)從邊緣慢慢入侵、覆蓋整個角膜。

缺乏症怎麼發生:從意外燒傷到慢性病與遺傳

角膜緣幹細胞缺乏症(limbal stem cell deficiency, LSCD)的成因可分為外傷性與內因性。外傷最常見是化學灼傷(強酸強鹼)與高溫燒燙傷,因為角膜緣那一圈正好在眼表邊緣,最容易直接接觸到進入眼內的腐蝕物或熱源。內因性則包括嚴重的慢性發炎(例如有毒性表皮溶解症、反覆性的結膜發炎)、先前多次角膜手術破壞了邊緣幹細胞庫,以及自體免疫疾病波及眼表。遺傳方面,先天性外胚層發育不良(如先天性無虹膜症 aniridia)患者天生角膜緣幹細胞不足,隨年紀增長才慢慢顯現角膜混濁。單眼受損與雙眼受損在後續治療上的難度完全不同:單眼還能從健康那一眼取幹細胞;雙眼都已損壞時,就沒有現成的自體來源可用。

為什麼傳統角膜移植對它常常無效

一般人聽到「角膜壞掉」會想到換角膜,但 LSCD 的問題不在於角膜本體(那層透明的基質)缺損,而在於「上皮的幹細胞源頭」壞了。傳統穿透性角膜移植是把整片捐贈角膜縫上去,換的是透明的中間層;可若受贈者自己的眼表沒有健康的幹細胞去維持新角膜的上皮,縫上去的移植片表面仍長不出正常上皮,反覆糜爛、血管長入,最後一樣混濁失效。這就像換了一塊全新的玻璃,卻沒有會擦拭保養的工人——玻璃遲早又髒又花。因此對 LSCD,關鍵不是補「透明組織」,而是重建「會不斷產出上皮的幹細胞層」。這也是為什麼這類疾病需要的是細胞療法,而不是單純的組織移植。

培養角膜緣上皮移植(CLET)怎麼做

標準的自體培養角膜緣上皮移植(cultivated limbal epithelial transplantation, CLET)流程大致是:先從健康眼(或同一眼尚存的幹細胞區)取極小一片角膜緣組織(約一至兩毫米大小),這一步的目標是「借」少量幹細胞,而不是大面積採集。取下的組織送到符合細胞製劑規範的實驗室,在含有飼養層或指定培養基的條件下,把幹細胞在體外擴增數週,長成一片帶有活細胞的薄膜(常貼在羊膜或人工載體上)。擴增完成後回植到患眼,覆蓋在原本缺損的眼表上,讓這些細胞重新定居、分化,逐步長出穩定的角膜上皮。整個過程的難點在製程:幹細胞在體外待太久可能喪失幹性、分化過頭,或混入非目標細胞;載體的選擇(羊膜、纖維素膜等)也會影響貼附與存活。因此這不是「取一點細胞塗上去」那麼簡單,而是一套需要品質控管的細胞製劑流程。

已有獲核准的產品:歐盟 Holoclar 與它的適應症邊界

目前較常被引用的獲核准細胞製劑,是歐盟於二〇一五年經 EMA 核准、用於治療「因物理或化學灼傷導致單眼中度至重度 LSCD、且另一眼健康可提供幹細胞」的體外培養人類角膜緣上皮細胞產品(商品名 Holoclar)。它的核准範圍很具體:只涵蓋燒灼傷來源、且必須有可取材的自體健康眼。這個邊界很重要——它意味著雙眼嚴重受損、或病因不是灼傷(如遺傳性、自體免疫性)的患者,並不在該產品的原始核准適應症內。這類「核准」與「未核准」之間的落差,正好說明細胞療法往往是針對某一群定義清楚的病人,而不是對所有眼表疾病都通用。關於哪些細胞產品真正取得核准,可以參考「已獲批准的細胞療法有哪些」所做的整理,它有助於辨識哪些是已通過監管審查、哪些仍停留在研究階段。

風險與限制:成功率、雙眼難題與長期穩定

誠實地說,CLET 不是每次都成功,也不是所有病人都適合;理解它的風險與限制,才能給出合理的期待。首先,成功率與病因、受損範圍、手術前眼表發炎是否控制住密切相關;若結膜發炎仍活躍,回植的細胞很容易被再次破壞。其次,雙眼皆損的患者缺乏自體來源,必須考慮異體(捐贈者)來源,但異體又帶入免疫排斥與長期使用免疫抑制的權衡,證據與經驗都更有限。第三,即使初期成功長出上皮,長期穩定性仍需持續追蹤——眼表環境複雜,乾眼、眼瞼閉合不全、反覆摩擦都可能讓成果退化。最後,視力能恢復到什麼程度,取決於底下基質是否還透明;若原本角膜已經混濁變厚,光重建上皮也未必能讓視力回到正常。正因限制明確,是否採取細胞層次重建、何時該先保守觀望,仍須由眼科團隊依個別狀況評估,而非一概而論。

它在整體眼表治療中的位置

CLET 與其他眼表治療是分工而非互斥。輕度的眼表缺損可先用羊膜移植、點藥控制發炎、配戴特殊隱形眼鏡保護上皮;這些保守做法常是第一步。當幹細胞源頭已確定衰竭、保守治療無效時,才考慮細胞層次的重建。至於視網膜或黃斑部的退化疾病(如視網膜色素變性),屬於完全不同的細胞層與病機,不在 LSCD 的處理範圍,相關證據可見「視網膜色素變性與黃斑部病變」的整理。理解這些邊界,才能避免把一種特定適應症的成果,誤解成「幹細胞能治好各種眼病」。細胞療法在眼科真正站得住腳的,是像 LSCD 這樣機制清楚、對象明確、且有監管核准案例的少數情境。

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參考資料

· Pellegrini G, Traverso CE, Franzi AT, et al. Long-term restoration of damaged corneal surfaces with autologous cultivated corneal epithelium. Lancet 1997;349(9057):990-993. · European Medicines Agency (EMA). Holoclar (ex vivo expanded autologous human corneal epithelial cells containing stem cells) — EPAR summary of product characteristics. EMA, 2015.

免責聲明:本文為基於公開臨牀與科研資訊的綜合科普,僅供健康知識活動參考,不構成任何醫療診斷、治療建議或招攬。幹細胞治療等前沿療法在不同地區的監管狀態與適用範圍各異,具體方案請諮詢具資格的醫生並以官方監管機構公告為準。

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