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以口還眼 – 長庚眼科團隊成功培養自體口腔黏膜上皮細胞

2009-09-03林口長庚醫院眼角膜科 陳宏吉醫師 / 馬惠康主任
眼球化學性及熱性灼傷是因眼球接觸化學物質或灼熱物質而導致眼球表層上皮以及輪部上皮幹細胞傷害。眼輪部(眼角膜上皮幹細胞來源)一旦受到大量損毀(例如:化學性灼傷、類天疱瘡、史蒂文生-強生氏症候群、長期隱形眼鏡的配戴或無虹彩症),角膜上皮細胞自無法自行修復和增生,眼球表面就容易出現反覆性角膜糜爛、角膜感染、角膜溶解穿孔、角膜混濁、新生血管增生、眼瞼眼球粘黏等嚴重的後遺症,造成視力退化或喪失。由於這些病患的病因是眼輪部受損,而非單純的角膜病變,因此即使病患接受眼角膜移植手術,也會因為移植角膜的上皮細胞不能更新,而以手術失敗告終。這是長久以來眼科治療上的棘手課題,不僅對病患而言是長期的苦難,對醫師來說也是艱鉅的挑戰。

有關眼輪部缺損的治療方法,由於藥物治療的效果不彰,因此外科手術治療便成為主要的療法,主要是移植健康的輪部上皮幹細胞。病患如果只有一眼受損,可以從另一眼取得健康的輪部組織來做移植。然而,如果病患是雙眼受損,利用組織抗原不相容之捐贈者的輪部組織來做移植,幾乎肯定會發生排斥反應而失敗。因此,若能利用自體其他部位的黏膜上皮做為替代細胞來做移植,則可避免移植後之排斥反應。

早期傳統的手術療法為單純的外科手術,並不涉及體細胞的培養技術。近十年來,已有不少以組織工程方式,在體外培養組裝好的角膜上皮細胞,再用來移植而成功的報導。對於雙側眼角膜輪部幹細胞完全缺失病患,則可以利用來自自體口腔黏膜上皮的培養上皮細胞層,重建眼角膜表面。因為沒有排斥反應,對恢復視力而言是有效的。這種技術簡稱為COMET (cultivated oral mucosal epithelial transplantation;培養自體口腔黏膜細胞移植) 。這種「以口補眼」的先進技術,最早在2004年由日本東北大學眼科西田幸二教授以及京都府立大學眼科木下茂教授分別發表。

為評估此一方式是否能進一步提供對標準治療無效之嚴重眼表層疾病患者有潛力的治療,以及其利益與風險,仍需要累積病患長期的追蹤數據。也有論者以為,這些體外培養的口腔黏膜幹細胞,移植到眼角膜上能存活多久,仍有疑問;西田幸二教授的病例只追蹤觀察約一年,稍嫌不足。此外,先前所有發表病例均來自日本,有待其他國家或種族之臨床經驗加以驗證。林口長庚醫院眼角膜科馬惠康主任在同一年也開始自行研發培養自體口腔黏膜上皮細胞的技術,並向衛生署提出先期人體實驗之許可。

針對上述質疑,長庚眼表層團隊已經以豐碩的研究成果一一解答,為此一創新手術方式提供實際而成功的台灣經驗。首先,馬醫師親自操刀的五例重度眼部灼傷患者之治療結果顯示:自體口腔黏膜移植不失為有效之替代性外科治療。有別於傳統單純羊膜移植(常需多次手術),培養自體口腔黏膜細胞移植在急性期可迅速降低眼角膜發炎並促進其上皮化,在慢性期則有助於眼表層重建。至此,吾人相信,即使是最嚴重的眼角膜灼傷,利用培養自體口腔黏膜細胞移植合併其他治療,病患仍有很大的機會得以保住其視力。

其次,接受馬醫師指導的陳宏吉醫師,亦於去年起以上述四例病人日後接受角膜移植手術所切下的眼表層組織進行螢光免疫病理學研究。在比對多種標記之後,發現所切下的眼表皮層並不表現第八型角質蛋白(該角質蛋白只表現於眼角膜及眼結膜上皮細胞,但不表現於口腔黏膜上皮細胞),因而證實該眼表皮層係由口腔黏膜細胞組成。而四例中有三例眼表皮底層表現p75蛋白質(係神經生長因子之低親和性受器;是口腔黏膜上皮幹細胞特有標記),更進而顯示口腔黏膜上皮幹細胞確實可以長期存活於眼角膜將近兩年。研究結果合理化:「經體外培養組裝之口腔黏膜上皮細胞移植於眼角膜」此一組織工程學應用於再生醫學領域之創新觀念與臨床潛能。此論文已在今年五月刋登於全球眼科學第四名期刊《研究性眼科學暨視覺科學》之網路版。

林口長庚紀念醫院眼角膜科馬惠康主任,多年來致力於重度眼部灼傷的治療照護。繼基礎研究成果「眼角膜輪部幹細胞調控新生血管之分子機轉」接連獲得全球眼科學第一名(2006年《視網膜與眼之研究進展》)及第三名(2009年《眼表層》)期刊兩主編邀請撰寫回顧性論文;近期臨床研究更進一步在衛生署核可及林口長庚醫學研究部的大力支持下,完成「自體口腔黏膜細胞重建重度眼部燒灼傷患眼角膜上皮」之第一期臨床試驗,此論文已在今年六月刋登於國際知名英國「自然」出版集團之眼科期刊《眼》。

目前,長庚眼表層團隊在衛生署及長庚紀念醫院的支持下,仍持續進行相關研究:包括培養自體口腔黏膜細胞移植後新生血管的因應措施、口腔黏膜與眼角膜生物特性的相關比較基礎研究、以及利用感溫性介面培養移植用口腔黏膜細胞。期許在不久的將來,對於人類眼表層重度疾病的治療策略上能夠再度呈現重大而嶄新的發現。