角膜治療新方案 專家研豬皮製作植入物

[2022.08.23] 發表

目前全球估計有大約1270萬人因眼角膜受損或病變罹患眼疾甚至失明,正在等候眼角膜捐贈和移植。但因為家屬反對等種種原因,人體捐贈眼角膜數量非常有限,數據顯示平均每70名角膜疾病患者中僅有一名可以進行角膜移植,機率僅約1.4%。最近有瑞典專家就研究出一個新奇的角膜治療方案,只需從豬皮提取膠原蛋白,經生物工程技術製成植入物,以微創手術植入,有望代替傳統的角膜移植手術,讓更多人重見光明。

這個新方案是由瑞典Linkoping University和LinkoCare Life Sciences AB研究出來,近日在《Nature》子刊《Nature Biotechnology》上發表。但在此之前,原來已在伊朗和印度進行過20宗手術,在隨後2年的觀察期中,暫時未有發現不良反應。原來,人類眼角膜其中一種主要成分就是膠原蛋白。因此瑞典研究人員想出,從豬皮中提取膠原蛋白分子,將之純化及凍乾成為醫用級的膠原蛋白。隨後在室溫下將膠原蛋白溶解在無菌的磷酸鹽緩衝鹽水(PBS)中,形成5%的膠原蛋白溶液。然後,再使用一種新的真空蒸發技術,能夠可控地將膠原蛋白含量提高至12%至18%,接近天然人體角膜的13.6%膠原蛋白含量。(以往人體測試植入物的膠原蛋白含量限制為10%)

然而,膠原蛋白是一種容易降解的柔軟材料。為了解決這個問題,研究人員再使用了兩次「化學交聯」技術,最終製成一種提高了強度、抗降解性和長期穩定性的透明可植入水凝膠,作為角膜基質替代品,並將其稱為「雙交聯生物工程豬結構」(Bioengineered Porcine Construct,Double Crosslinked,BPCDX)。

目前看來,BPCDX這種生物工程角膜基質替代品至少有三大優點:

第一,作為原材料的豬皮在市場上有大量供應,容易獲取,兼且價格便宜。

第二,人類捐贈者的角膜必須在兩星期內使用。而瑞典研究人員則為BPCDX開發了配套的包裝和殺菌技術,令到它在使用之前,最多可以儲存長達兩年。這可以方便醫療設施較落後的發展中國家使用BPCDX。

第三,BPCDX的植入手術只屬於低入侵性的微創手術。

傳統角膜移植手術的標準程序,是先切除患者的受損角膜,然後再縫上捐贈者的角膜。由於植入別人的角膜,為了抑制排斥反應,在手術後至少一年內,患者都需要滴免疫抑制眼藥水。此外,還要不時回到醫院接受檢查、調整、更換和拆除縫線。

但植入BPCDX的新方案則很不同。它毋須切除患者的受損角膜組織,只需用激光在患者原有的角膜上精細地割一個小切口,透過小切口將BPCDX插入,讓BPCDX來慢慢「修復」原有的角膜即可,新手術甚至毋須縫合。

由於不是植入活體細胞,手術後患者只需滴免疫抑制眼藥水8星期,便可以防止植入物的排斥反應。而且,暫時看來這種新手術更可能是「一Take過」,之後毋須多次跟進治療。

為驗證可行性,這個新方案已在伊朗和印度進行過前期臨床測試,成功進行20宗手術。研究者為20名視障患者植入BPCDX,在不去除其原有角膜組織下,讓其角膜自行生長修復。在之後的2年觀察期中,都未有發現任何不良反應。而在20名患者當中,有14人在手術前更被界定為完全失明,在手術後都恢復了一定的視力。

瑞典Linkoping University實驗眼科教授、這項研究的主要負責人Neil Lagali表示,結果顯示,BPCDX這種材料有望符合人體植入物的所有標準。而且,它可以大規模生產,儲存時限長達兩年,可望解決角膜捐贈短缺的問題。

其實,豬多個器官都與人類相近,所以醫學界早就向牠打主意。幾年前,台灣就研究過,利用基因修改技術來改變豬隻的某些基因,令其角膜可以植入人體,而又不產生排斥反應。雖然瑞典研究的新手術要真正普及進行至少還要好幾年,但這個新方案明顯更加聰明和低成本,因為豬皮的供應要比豬的角膜還要多得多。若能讓上千萬人重見光明,大家將來吃車仔麵時就算吃少一些豬皮,也絕對值得。

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