隨著再生醫學相關技術蓬勃發展,其中「幹細胞」對於醫學臨床適應症廣泛而備受矚目與期待,惟人們對於幹細胞的瞭解,卻仍停留在落後階段,許多媽媽會因為「是否需要儲存幹細胞」而詢問醫師。
專訪成大醫院小兒神經科主治醫師黃朝慶
因此,本文特地訪問成大醫院小兒神經科主治醫師黃朝慶,從醫師的角度以淺而易懂的方式探討「何謂幹細胞」、「幹細胞的重要性與特性」、「新生兒腦傷臨床應用」等議題,為讀者解惑。
問:請您簡述幹細胞在醫療上的重要性?
黃朝慶醫師答:這就像是人體內的都更。由於幹細胞在體內持續進行組織重建和修復再生,取代受傷或衰亡的細胞,讓人的一生中,各種組織不斷更新。因此這也被譽為是幹細胞在「醫療上」的重要性。
人體出生時便有超過20個器官或組織含有這些幹細胞,是人體的原材料。而兩個關鍵的功能使幹細胞有別於普通細胞:以間質幹細胞為例,它們可以分化成同一組織中各種有專門功能的特定細胞,例如成骨細胞、軟骨細胞、肌細胞、脂肪細胞或神經細胞等;其次,它們在人的整個生命過程中不斷進行增生,因此具有非凡的自我更新和再生能力。
隨著年齡增長,80、90歲這麼久的時候,體內各部組織中所具備能夠分化為成熟細胞的幹細胞也越來越少,當新細胞更新的速度比老化的速度慢時,新細胞補充不足,會使體內老化的細胞越來越多,體內各組織和器官無法得到及時替補,使得細胞替補或更新的功能衰退。也就是說,組織內的再生能力變差,連帶使生理功能衰退、全身的代謝減緩,癌症可能也會跟著出來。這便是老人家比較容易受傷,且罹病時死亡率較高的主要原因。
問:能不能告訴我們,目前幹細胞的臨床狀況為何?
黃答:以我研究經驗舉例,當一個藥物進行臨床試驗時,在大數據的資料內可看出有些特別有效,有些特別沒效,於是需要額外去探討有效者本身的體質或發病時機點。反之,幹細胞治療的時間點也是,幹細胞組織來源、治療對象、疾病狀況(嚴重度)、導致疾病之因素或治療過程等等都需要被列入考量內。
當間質幹細胞作為醫療使用,以藥物方式研究且開發,有別於小分子與蛋白質等傳統藥物,幹細胞醫療是一種多種作用機制(multiple mechanism of action, MOA),修復型的「活」藥物。目前已發表間質幹細胞的臨床實用程序中,大多數是當前尚無理想治療效果的疾病。在心臟病學領域,已經找到了可喜的初步結果,如擴張型心肌病、缺血性心衰竭等疾病。間質幹細胞的另一種治療潛力是軟骨損傷和骨關節炎。而在肺臟損傷治療領域上,台灣也有一些細胞新藥開發公司,如宣捷等將其開發作為慢性阻塞性肺病以及急性呼吸窘迫症治療用。
問:您有遇過新生兒臨床應用的狀況嗎?
黃答:新生兒腦部缺氧,發生率是千分之2-5。新生兒缺氧缺血性腦傷(Hypoxic ischemic encephalopathy, HIE)是影響嬰兒最嚴重的出生併發症之一,是由於缺乏足夠腦血流和氧氣而引起的腦功能障礙疾病。生產是一個普遍缺氧的過程,但進化上,大部分胎兒都可以忍受這個過程而順利出生,少部分的胎兒因為在胎內的情況不佳以及生產過程中胎盤、臍帶及子宮的問題(如臍帶脫垂、子宮破裂、胎盤剝離),以至於無法忍受生產過程的衝擊,或者突然血流中斷缺氧,導致新生兒缺氧的狀況。
HIE為在出生時缺氧情況下,嬰兒活力差、需要急救,一般稱之為「缺氧窒息」,且目前沒什麼藥物可治療此疾病,嚴重缺氧的嬰兒,非死即傷,以父母的立場來看,可能是好不容易人工受孕、求子才得以換來的孩子,關於孩子的服裝、尿布等也均已備妥,要讓他們接受孩子因患有HIE,導致終身殘障真的很困難。
目前成大醫院每年約有10名HIE病患,因腦部缺氧可能造成腦部損傷,醫院所採取之治療方式為有實證醫學證據的「低溫療法(Hypothermia therapy)」,病患出生6小時內將中樞體溫降低至33至34゚C,持續72小時後再逐漸回溫。其原理是減少缺氧後腦神經毒性物質(如glutamate)及自由氧基的大量釋放,和減少發炎反應等,以降低較為敏感的大腦皮質、基底核(basal ganglia)、海馬迴(hippocampus)的傷害。
問:幹細胞對於HIE中的作用機制為何?
黃答:新生兒缺氧窒息腦傷的機制就如同打出散彈槍一樣,隨著時間軸,透過許多不同的腦傷機制,產生更多不同的有害分子或物質(增加發炎反應,產生過度神經毒素,細胞凋零)來層層攻擊受傷的腦部。而低溫療法的效果也是透過多重的保護機制來減少來自缺氧後各方的傷害,低溫療法雖有效,但改善有限,可提供一個延長治療的時間。目前已有許多研究及醫護人員均在嘗試新興治療方式,希望低溫療法再加以特定的治療,包括藥物等。
一般的藥物治療是針對單一標靶(機制)進行治療,無法對付來自各方散彈槍式的攻擊,幹細胞用於腦傷的治療,包括HIE在內的疾病是一個不斷發展的研究領域。特別是使用臍帶或胎盤的間質幹細胞,期待透過它可提供更多重的保護機制(如抗發炎,抗凋零,分泌神經及血管的滋養因子,組織再活化等種種功能)來降低缺氧後的腦傷,因此我認為低溫療法若能結合「臍帶或胎盤的間質幹細胞」這個盾,提供受傷腦部一個較好的環境來成長,會是有潛力的研究領域。目前仍然需要臨床試驗來確定最有效的幹細胞類型、最佳治療劑量和持續時間,以獲得最佳可能治療結果。
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