治好了糖尿病 還讓盲人重見光明 這幹細胞是異世界的萬能回復藥水 還是鋼之鍊金術師裡的賢者之石 幹細胞治療疾病的好消息 除了糖尿病、失明 現在治療心肌梗塞 與癌症的試驗也正在進行中 沸沸揚揚好幾年 但一直只聞樓梯響的幹細胞醫療 終於要成真了嗎 不過影片一開頭 我們必須要強調 現在打著幹細胞幌子的廣告太多了 幹細胞 絕不是什麼包治百病的奇蹟療法 起碼現在絕對不是 砸錢做任何治療前 一定要找有公信力的醫療機構 與專業的醫師先諮詢 才不會受騙 為了不上當 也不讓我們的親人、朋友被騙 我們要先瞭解 幹細胞治療到底是怎麼一回事 幹細胞這名詞 你應該已經聽到耳朵發熱了 不過我們還是先解釋一下它是什麼 可以簡單理解成 它是身體各種細胞的源頭 如同一顆種子 會按照生長時的內外環境條件 分裂製造出不同器官的細胞 除了幫助身體成長之外 幹細胞也像活的OK繃或膠水 能修復受傷的器官 2023年 《Stem Cell Reports》一份報告指出 幹細胞試驗已經涵蓋44種疾病 包含 肺癌、頭頸癌、乳癌 和白血病等多種癌症 還有黃斑部病變、心肌梗塞、心臟衰竭 腦中風、糖尿病、帕金森氏症 和膝關節退化等等 哇 大部分我們最害怕的疾病 都列在測試清單上了 到了2024年 幹細胞從實驗走向實現 9月時 頂尖期刊《Cell》公布研究報告 一名25歲的第1型糖尿病女性患者 移植了用自體幹細胞培養出來的胰島細胞 這不到三個月的時間 這些胰島細胞 已經可以分泌出足量的胰島素 病人呢 從必須嚴格限醣 進步到可以放心吃各種食物 她也是自體幹細胞逆轉 第1型糖尿病的世界首例 她使用的幹細胞叫做 「誘導性多功能幹細胞」 縮寫是iPSC 這是讓現在幹細胞療法遍地開花的關鍵 而且是摘下諾貝爾獎桂冠的科學突破 我們在後面會詳細介紹 先回頭說糖尿病 為什麼治好糖尿病 是個重磅消息呢 原因之一 當然是糖尿病患者非常多 光是臺灣 現在每9個成人就有1個是糖友 全球到2030年 估計將有超過6. 4億個病人 是一個災難級的健康威脅 糖尿病有第1型和第2型 第1型通常是自體免疫問題所造成的 免疫系統攻擊胰島細胞 最後導致胰島素來源枯竭 病人往往在年輕或甚至兒童的時候就發病 必須一輩子打胰島素才能續命 以往 第1型糖尿病人 如果想要徹底擺脫厄運 就要做全胰臟移植 或是移植胰島細胞 這方法呢 是從器官捐贈者的胰臟裡 分離出功能健全的胰島細胞 將細胞注射進病人的肝門靜脈 這些胰島細胞呢 最後會定著在肝門靜脈的末梢 開始分泌胰島素 欸 原來不是一定要把健康胰島細胞 放回病人的胰臟去喔 沒錯 大致來說呢 其實只要供應胰島細胞 充足的氧氣和營養 又有血管能把分泌的胰島素 送進血液循環 它們就可以發揮作用了 但是既然胰島細胞的來源是器官捐贈 可想而知 非常短缺 因此科學家想盡辦法 要用幹細胞來代替 像是這次治療的女性患者 研究者事先抽取她身上脂肪組織裡的細胞 用製造iPSC的技術 把細胞還原成幹細胞 接著再用化學技術誘導這幹細胞 分化成胰島細胞 最後 把大約150萬個胰島細胞 注射到病人的腹部肌肉 注射過程不到半個小時就結束了 為什麼選腹部那麼奇怪的地方呢 原因很簡單 因為一旦放到肝或是胰臟 就像樹混進了森林 很難觀察細胞的情況 注射到腹部肌肉 可以直接用磁振造影來觀察細胞的動態 還有啊 因為用幹細胞醫治糖尿病是嶄新的療法 所以醫療團隊也是如履薄冰 把胰島細胞放在腹部 萬一發生異狀時 就能方便地把植入的細胞移除 不過 治療第1型糖尿病固然厲害 佔所有糖尿病患超過九成的第2型糖尿病 更是大魔王 幸好 這方面也傳來好消息 同一個醫療團隊 先前使用內胚層幹細胞 治療一名第2型糖尿病男性患者 注射了大約120萬個胰島細胞 進入肝門靜脈 臨床報告在2024年4月底 發布於《Cell Discovery》 顯示病人的血糖得到穩定控制 看起來幹細胞醫療的確又邁進了一步 尤其是iPSC和周邊技術的出現 讓我們掌握了理論上 能無限供應的幹細胞來源 為了瞭解最新的幹細胞醫學 我們必須要先回過頭來問一個問題 到底iPSC是什麼 為什麼它能成為幹細胞醫療的樞紐呢 iPSC是 induced pluripotent stem cell 這個I呢 指的是誘導性 「誘導」兩個字啊 已經點出了iPSC的精髓 但為什麼縮寫的這個I 是小寫而不是大寫呢 根據開創這門技術的 京都大學教授山中伸彌 他說 靈感真的是來自於蘋果公司 當時最紅的iPod 他希望iPSC能像iPod一樣大受歡迎 時間回到1990年代 山中伸彌原本是一位 主攻運動傷害的骨科醫師 但是因為手太拙了 甚至被同事冷嘲熱諷 只好捨棄為病人開刀的臨床醫生夢 改走研究路線 這一路上的甘苦談就不多說了 2006年的時候 他成功研發出一套特殊手法 居然能夠誘導小鼠的皮膚細胞 倒轉它自身的時鐘 變回幹細胞 到2007年 在人體細胞上也成功了 立刻轟動生醫學界 這成果有多破天荒呢 過去科學家大多認為 幹細胞分化成身體細胞 例如骨骼、肌肉、神經 皮膚和各種器官組織之後 這過程是一條不能回頭的單向道 覆水難收啊 人類從單一顆受精卵開始發育 再分裂成2~8顆細胞這階段 每一顆細胞 都有潛力發育成完整的一個人 所以這些細胞叫做全能幹細胞 到下一個階段後 每一顆細胞都可以分化成各種器官組織 但沒辦法發育成一個單獨的人 所以這時候叫做多功能幹細胞 也有人把它叫做富潛能 或是多潛能幹細胞 隨著胚胎長大成熟 幹細胞也愈向下分化 出現複能幹細胞 或叫做多能幹細胞 你可能聽過的造血幹細胞 和間質幹細胞就屬於這一類 這些複能幹細胞 能分化成特定的幾種人體組織 例如 造血幹細胞能製造出多種血球 但就是無法變成肌肉 接著 再出現的是單能幹細胞 也叫專一性幹細胞 它就只能分化成單一種組織了 人體許多組織內都常有少量這類幹細胞 是組織生長和修復的動力之一 要用幹細胞來修好老舊或損毀的器官 先決條件是來源要充足 以往 常要依賴胚胎幹細胞 但這樣做不但有道德爭議 也不可能大量取得 因此 山中伸彌能用已成熟的身體細胞 逆轉回到多功能的iPSC 等於掌握了源源不絕 又沒有倫理問題的「類胚胎幹細胞」 打破了進入臨床應用的最大障礙 因為這番貢獻 他在短短5年後 就獲頒2012年的諾貝爾生醫獎 山中伸彌的手法 是把轉錄因子 Oct4、Sox2、c-Myc 以及Klf4導入細胞 就能啟動時光回溯 這4個因子後來也稱為 山中因子(Yamanaka factors) 得到iPSC之後 接著就看各地的科學家們各顯神通 誘導iPSC分化成 眼睛角膜、胰島細胞、心臟肌肉 膝蓋軟骨等想要的組織 這些人工培養出來的組織 現在已經陸續走入臨床試驗 除了前面說到的胰島細胞治療糖尿病 還有一些也傳出成功案例 首先 是失明 不過不是各式各樣的失明都可以 目前成功的是角膜疤痕組織 造成的視力障礙 臨床報告發表在2024 年11月的 醫療衛生領域頂尖期刊《Lancet》 角膜是覆蓋在眼球黑色部分上的一層透明膜 角膜呢 其實有天然修復的能力 再生的力量 來自於位在黑白眼球交界處的角膜緣幹細胞 它們能分化成角膜細胞 替換掉損壞的部分 但是如果因為疾病、化學藥品噴濺 或是外力受傷 而導致發生角膜緣幹細胞缺乏症 縮寫LSCD 角膜傷口在結疤之後就會遮蔽視野 使視力嚴重減退 研究團隊嘗試了新方法 先取得健康捐贈者的血液細胞 倒轉時鐘變回iPSC 接著 將iPSC放進培養皿 養出薄薄一層角膜組織 最後再透過手術縫合 4名患者手術之後視力很快就改善了 並且在兩年的觀察期中 沒有發生醫師最害怕的兩個副作用 一個呢 是明顯的免疫排斥 另一個是iPSC的致瘤性 這裡要強調一下 由捐贈者細胞製成的iPSC 雖然有經過返老還童的處理 但它本質上仍然帶有「他人」的某些要素 之所以沒有發生明顯的排斥 推測啊 是因為角膜本身的特性 這角膜細胞表面的辨識標記稀少 再加上眼球表面的免疫活性細胞也比較少 所以比較不會被免疫系統察覺 換句話說 只要是來自他人的幹細胞 都免不了要和免疫排斥的問題直球對決 如果要應用到其他器官 這個 會是幹細胞醫療目前必須突破的難關 第二個問題是致瘤性 別懷疑 就是癌症的那個腫瘤 什麼 iPSC竟然會致癌 原因是 iPSC 既然有任意分化成各種組織的強大能力 那它在分裂複製的過程中 也有一定的風險會走錯路 黑化變成腫瘤細胞 只不過它跟基因突變的那種致癌不一樣 iPSC 是在分化過程中 偶然製造出失控的惡性細胞 這是使用iPSC治療疾病的已知風險 也是幹細胞醫療必須解決的另一個課題 除了角膜 現在也有實驗正在試著用幹細胞 來修復視網膜的黃斑部病變 而眼睛之外呢 還有更多器官也有了對應的修復技術喔 其中一個很有代表性的例子 是心臟 心肌梗塞只要即時搶救就能活命 但以往 我們對於失去收縮力的 受損或壞死肌肉束手無策 如果放著不管 很容易演變成慢性心臟衰竭 科學家動腦筋把幹細胞植入心臟 指望活細胞可以取代死掉的組織 讓心臟恢復功能 理想的心臟修復必須滿足哪些條件呢 首先 需要生成功能健全的心肌細胞 同時也要增生能提供營養與氧氣的微血管 和冠狀動脈系統 更要緊的是 新生心肌需要能和原心臟無縫接合 才能規律的打出足量血液 然而事實上實驗發現 心臟植入幹細胞後很容易發生心律不整 研究者猜想原因是 心臟裡有規律發送電氣訊號的特殊細胞 訊號如果正常生成和傳遞 心肌就能整齊一致收縮 不過 在人體發育的初期 組成心臟的細胞 每一個都有潛力變成電氣細胞 或是變成單純負責收縮的肌肉細胞 因為幹細胞本身具有多能性 因此植入的新組織 可能會長出電氣細胞 混亂地發送訊號 結果造成心律不整 修復心臟所遇到的困難 其實可以看作生醫領域發展幹細胞醫學 一路以來顛簸的縮影 因為每一種器官組織各有各的鮮明「個性」 所以對每一種器官都需要投入長時間 研發一套專門的方式 很難有一體通用的療法 此外呢 還有一個根本問題 那就是幹細胞是活的 它不像無生命的藥物 吃或打進體內 可以大致預期效果 幹細胞常會出現預料外的行動 比如說 長出一些多餘的組織 或是跑到不該去的地方 導致意想不到的副作用 這就是為什麼現在的幹細胞再生試驗 科學家們都很戰戰兢兢 為的就是要把過程中的未知因素 一一梳理出來 盡可能減少日後的醫療風險 這些林林總總的原因加起來 就會讓人覺得 這幹細胞治病這件事 好像已經喊了很多年 進度卻令人一再失望 不過也有好消息 像是心律不整的問題 研究者就透過CRISPR基因編輯技術 修改了幹細胞內和電氣訊號相關的基因 讓分化的心肌細胞不再自己亂放電 相信再. .
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