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全球首创生物工程角膜:让角膜盲患者重见光明

由我国科学家自主研发的脱细胞角膜基质(以下简称生物工程角膜)—全球首个生物工程角膜“艾欣瞳”终于获得国家食品药品监督管理总局颁发的医疗器械注册证书,获得了上市批准。

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这是目前世界上唯一一个完成临床试验的高科技生物工程角膜产品,该产品于2013年成功完成临床试验,总有效率达到94.44%,愈后效果接近人捐献角膜。这是中国再生医学国际有限公司继组织工程皮肤安体肤参与获得国家科技进步一等奖之后又一个重大自主创新成果。英国皇家工程院院士、牛津大学化学工程终身教授崔占峰认为,中国生物工程角膜产品不仅拥有完全自主知识产权,而且成功进入产业化阶段,这将使中国数百万角膜盲患者有望重见光明,并帮助中国在世界生物医药领域的激烈竞争中抢占先机。


角膜供体奇缺


国内大医院“等米下锅”


据联合国世界卫生组织的调查,角膜盲是仅次于白内障的第二大致盲眼病。目前全球大约有6000万名角膜盲患者,其中,中国角膜盲患者约有400万名,并且每年新增约10万病例。在这些患者中,绝大多数都可以通过角膜移植重见光明。


角膜盲是一种因角膜失去功能从而导致视功能丧失的眼病。角膜俗称“黑眼珠”,位于眼球前壁。角膜透明无血管,感觉神经非常丰富,外界光线可以毫无障碍地通过角膜到达眼底,获得清晰的成像。任何使角膜的透明性、形状、完整性发生变化的角膜疾病,都将导致视力下降。


另外,由于角膜位于眼部的正前方,在遭受外伤时,角膜总是首当其冲,容易受到伤害,从而发生破裂、感染或混浊,直接导致视力严重损害。由于角膜病损或角膜外伤都是损伤角膜,但眼球内部结构正常,所以如果能用透明健康的角膜将病变角膜置换掉,病人视力即可得到明显改进。因此,角膜盲是可治愈盲。


近年来,因外伤导致角膜损伤的越来越多,各种感染、酸碱烧伤、化学伤和外伤等都可能导致角膜盲。大部分角膜盲患者均有可能通过角膜移植重获光明,但国内眼库角膜奇缺的现实却粉碎了大多数患者重见光明的希望。


在国外,死亡后捐献角膜盛行,如仅有一千多万人口的斯里兰卡,签字同意死后捐献角膜的人数已超过五百多万。在美国,正式建立的眼库已有103所,每年可进行角膜移植6万多例。知名眼科专家、北京同仁医院原角膜病科主任邹留河教授告诉科技日报记者,角膜盲患者绝大部分可以通过角膜移植重获光明。但是,由于受传统观念影响,我国角膜捐献率不及美国十分之一。目前,我国每年角膜移植手术量在最高峰时只有约5000例。很多患者因为不能及时进行角膜移植而失明,有的甚至被迫摘除眼球,永远失去复明的希望。


目前,我国已在北京、上海、广州、深圳、青岛、哈尔滨等城市设立了眼库,有能力长期保存眼角膜,但所有的眼库都遇到的一个共同难题:有角膜库,角膜却奇缺,大部分患者都在漫长地等待一个不确定的未来。大部分能做角膜移植的三甲医院,在角膜供体上都在“等米下锅”。


“863计划”支持


生物工程角膜问世


角膜看起来薄而透明,却是由无数排列紧密、纵横交错成网状的胶原纤维构成,光靠化工分子材料等纯人工材料,目前还无法做出这样精密复杂的结构。而角膜盲的治疗方法主要包括角膜移植、人工角膜(无机、有机材料或生物衍生材料为原料制备的人工角膜)移植术等,国外虽然已有人造角膜生产,但这些角膜均为人造高分子化学材料制成,存在生物相容性、力学特性差,临床试验效果不佳,无法形成连续化上皮,不能与患者自体组织完全整合等缺点和不足。


由我国科学家自主研发的生物工程角膜“艾欣瞳”,经过多年的探索和试验,脱细胞技术全球领先并在临床中取得显著效果。“艾欣瞳”可促进角膜上皮再生及基质合成,减少新生血管生成,具有良好生物相容性,无明显免疫排斥反应,机械强度和可塑性好,且结构近于正常角膜基质,有利于细胞的长入,对细胞无毒性。


国家“973”项目首席科学家、第四军医大学组织工程研发中心主任金岩教授告诉科技日报记者,我国首个生物工程角膜产品“艾欣瞳”是以异种角膜为原料,在经过脱细胞特殊工艺多级处理后,保留天然角膜三维立体结构,降低免疫原性,防止产生免疫排斥反应,具有良好的生物相容性。患者移植后,可以逐渐与自己原有的角膜组织整合,从而终身使用。


崔占峰院士评价认为,这个生物工程角膜产品在世界上是独一无二的,解决了以往类似研究中一直没有解决的问题,即既能修复角膜,又能恢复功能。特别是在防止免疫排斥反应方面,中国科学家找到一个非常聪明的办法,在有效去除异种细胞的同时,做到了不损伤角膜结构,又没有化学残留物。


具良好生物相容性


临床有效率达到94.44%


2013年9月29日,由我国知名眼科专家、北京同仁医院原角膜病科主任邹留河教授主持的“脱细胞角膜基质”临床试验总结会议在深圳召开。该产品的临床试验在国内著名的眼科临床医院进行,由北京同仁医院牵头,四川大学华西医院、河南眼科中心、同济医学院附属协和医院等医院参与。


据参与临床试验的武汉协和医院眼科主任张明昌教授介绍,武汉协和医院共有47名患者参加了生物工程角膜的临床试验,经临床治疗后全部取得理想效果。其中:1号患者周女士患有真菌性角膜炎,左眼球的2/3被灰白色的溃疡病灶覆盖,近乎失明并面临摘除眼球的风险,在此情况下参加了生物工程角膜移植试验。2013年9月底,周女士回协和医院复查,移植了人工角膜的眼睛视力恢复到0.4,正常眼睛的视力为0.5,双眼看上去并无差异。


多中心临床试验数据也显示,脱细胞角膜基质移植后的总有效率达到94.44%;经临床试验观察,脱细胞角膜基质的愈后效果接近人体角膜。


组织工程和再生医学


中国走在了世界前列


崔占峰院士认为,生物工程角膜是我国在组织工程领域的又一大创新成果,而组织工程和再生医学目前是生命科学最具挑战性的前沿领域,正成为国际生物医药行业新一轮争夺的重点。


据了解,所谓组织工程与再生医学,就是利用现代生命科学及工程学原理,研制体外制造、可供移植的人体组织器官的新兴学科,其产品可用于修复或替代人体多种组织器官,标志着医学将走出“器官移植”的范畴,步入“制造组织和器官”的新时代。美国生物学家、诺贝尔奖获得者吉尔伯特甚至预言:“用不了50年,人类将能够培育出人体的所有器官。”


有关专家认为,组织工程与再生医学的提出和建立只有短短30年的时间,但由于其重大的科学意义、诱人的临床应用前景和巨大的商业价值,引起了世界各国的高度重视。如美国正大力研发人工心脏、骨骼、血管、皮肤以及神经组织等。


为什么世界上第一个生物工程角膜会出现在中国?


崔占峰告诉科技日报记者,这首先是因为欧美国家有捐献人体器官的悠久传统和成熟制度,其角膜库非常充裕,而中国受传统文化影响人角膜捐赠数量极小,因此有着巨大的市场需求。“哪里有需求,哪里就有创新!从这个角度看,这可能反而是中国在生物工程和再生医学领域走在世界前列的一个重大机遇,可以此作为突破口,将基础研究与产业化紧密结合起来,培育带动起一个巨大的战略性新兴产业。”第二个原因是得益于中国政府推崇的产、学、研结合的科技创新机制。当然也因为有部分有社会责任感的民营企业家对高科技生物医药产业的关注和投入。


崔占峰认为,随着生物工程角膜的产业化,不仅中国的数百万患者有望重见光明,在受佛教思想影响较大的东南亚等国家也有着广泛的市场。特别是随着病人视力的恢复,其由国家的负担重新变成社会价值的创造者,社会意义重大。


参与研发的中国再生医学集团,持续多年投入,取得重大科研成果,此次生物工程角膜是该集团继组织工程皮肤“安体肤”参与获得国家科技进步一等奖之后的又一个重大自主创新成果,“安体肤”是国内唯一含活细胞的组织工程皮肤。


记者了解到,香港联交所创业板上市公司中国再生医学集团,还是我国第一个专业从事组织工程与再生医学产品研发、生产及销售的高新技术企业,现已发展成为我国组织工程和再生医学领域的领军企业。目前集团已经拥有40余项自主知识产权,多次承担国家“863”、“973”计划等重大科研项目,先后两次主持制定行业标准。在皮肤、眼表、骨修复、软骨修复、软组织修复、美容等领域,拥有10多个科研项目,奠定了集团在我国组织工程和再生医学领域领导者地位。


对于中国生物工程角膜的成功研发,崔占峰、金岩两位教授连称“不容易”。因为生物医药产品研发技术要求高,周期长,投入大,风险高,特别是在中国赚钱机会多、赚“快钱”机会多的大环境下,很少有企业愿意重金投资研发周期很长的生物医药产业项目。


中国再生医学执行董事及中国再生医学集团旗下的深圳艾尼尔角膜工程有限公司负责人戴昱敏表示,“艾欣瞳”从研发立项到进入临床到获得注册证书先后经历了约十年时间,一路走来历经艰辛。


崔占峰、金岩、邹留河等专家认为,组织工程与再生医学是我国有可能实现领先发展的领域,近年来国家一直大力支持。要保持住这种良好势头并在新一轮国际竞争中赢得主动,政府仍需在政策上加大扶持力度。


民族品牌有望崛起世界


产业规模不可限量


随着生物工程角膜研发和临床试验得到很好的疗效,高技术的产业化就成为面临的一大难题。深圳艾尼尔角膜工程有限公司为此成功地构建了组织工程产品研发和产业化技术平台,确立了组织工程领域的国际优势地位,形成了可持续发展的核心竞争力,使得我国生产的生物工程角膜产品有望领先于发达国家,成为迅速崛起的高技术民族品牌。目前,已经在深圳龙岗区投资建成了产业化的规模生产基地。


戴昱敏称,我国的角膜盲患者不仅数量庞大,而且还在逐年增加。他们不仅自身长期遭受失明的痛苦折磨,无法正常生活、学习和劳动,还给家人和社会带来了巨大的精神压力和经济负担。生物工程角膜产品的面世,有望改变传统角膜移植手术中角膜供体来源困难、手术成功率低的困境,将为中国400万乃至全球6000万角膜盲患者带来重见光明的希望。这对于社会和谐及促进经济发展具有极其重要的意义,是医学组织工程领域的光明工程。


目前,中国再生医学集团积极构建国际性的科研布局。据中国再生医学总裁邵政康介绍,集团已经与牛津大学、香港大学建立了合作关系,形成了以英国皇家工程院院士、牛津大学终身教授崔占峰、第四军医大学组织工程研发中心主任金岩教授、香港大学周中军教授共同领衔的国际性专家团队,使集团的研发和产业化优势得到进一步的加强。


邵政康指出,中国再生医学未来发展将有四大方向,即:以生物工程角膜和组织工程皮肤为主导的组织工程产品研发;细胞和干细胞的研发和临床应用;化妆品和抗衰老产品的研发;高端医疗器械产品研发、生产和销售。他说,“中国再生医学集团的企业愿景是:到2020年,要发展成为国际领先、中国第一的世界级再生医学集团,科技报国,参与国际竞争。”


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