生物技術

幹細胞生物學與再生醫學專題月末結尾文

你有聽過不老泉(Fountain of Youth)的傳說嗎?根據希羅多德的記載,傳說中任何人喝了他的水都能恢復青春、恢復健康並獲得長壽。二十一世紀的今天,隨著再生醫學與幹細胞學的突飛猛進,傳說逐步成為事實。

再生醫學廣義而言包括了移植醫學。在上個世紀裡,人類在移植醫學領域裡跌跌撞撞、披荊斬棘,竟也都克服萬難使得器官移植成為常規醫療的選項。早在二十世紀初,捷克醫師 Eduard Zirm 便已完成了眼角膜移植。之後,人們便開始試圖將動物或死人腎臟移植到腎衰竭病患身上,當時人們對於器官保存、免疫排斥和血管接合都沒有太多知識,想當然爾是以失敗收場,一直要到 1956 年才由 Joseph Murray 成功完成了人類史上第一例以同卵雙胞胎為來源的腎臟移植。累積了越來越多成功與失敗的經驗以後,人們才逐漸了解到血型配對和免疫抑制劑的重要性,許多異體移植還有其他器官的移植也隨之展開。如今我們已能夠進行骨髓移植、肝臟移植、心臟移植、肺臟移植,甚至過去認為十分困難的子宮移植也在今年年初傳出喜訊(Mats Brännström, et al. Livebirth after uterus transplantation. Lancet 2015; 385: 607–16.)。

雖然移植手術每年造福了許多病人,但卻是僧多粥少,以台灣為例,目前在候補名單上的人數加總起來近萬人。這使得臨床醫師們必須尋找更多替代方案,而隨著幹細胞技術日趨成熟,細胞治療便成為許多人心目中極具潛力的選項。

事實上早在 1968 年由 E.D. Thomas 所完成的骨髓移植就屬一種成體幹細胞(adult stem cell)移植。不過多數成體幹細胞的分化能力相當有限,因而常被認為並不是非常理想的治療選項。而以核轉移(nuclear transfer)或從內細胞團(inner cell mass)中萃取到的胚胎幹細胞(embryonic stem cell)雖然有很好的分化能力,也在動物複製實驗中有不錯的成績,不過如何分化成堪用的、可供移植的組織卻讓科學家們嘗盡了苦頭──不僅需要找尋適當的分子讓細胞朝特定方向分化以外,科學家直到最近才漸漸了解到三維立體結構對於組織培養的重要性。除此之外,利用胚胎幹細胞進行研究所衍生的倫理議題也讓許多科學家的工作難以為繼,幸好這個議題在山中伸弥開發出誘導性多功能幹細胞(induced pluripotent stem cell,iPSC)以後得到一定程度的解決。

如今,隨著科學家們對於細胞分化的了解和組織工程的進步,各項研究也都陸續開花結果。本月報導了 Advanced Cell Technology(ACT)公司將胚胎幹細胞分化成視網膜細胞在臨床應用上的巨大成功,也報導了以 3D 立體培養重建陰道的小規模臨床測試。我們也報導了一些相當具有臨床應用潛力的動物實驗和離體培養實驗,例如胰臟 β 細胞的培養與移植、肝臟類器官與胃部類器官的培養等等。這些研究不僅可利用於移植,也為疾病的研究的模式開啟了新的紀元。在幹細胞生物學的部分,F-class 的 iPSC 的發現堪稱是最讓人振奮的新聞,至於其後續能怎樣應用值得觀察。

從器官移植到細胞治療,再生醫學走過漫長而顛沛的道路。前人的血汗化作後人的養分而在某一個時刻成為深受疾病折磨的人與家庭的希望。想想,其實挺熱血的。

 

 

 

撰文 | 李政霖

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李政霖

作者為前社員,現為臺大醫院神經部住院醫師(2017- )。