生物都是由細胞所組成的,而幹細胞 (stem cells) 就是我們體內原始且未分化的原始細胞,它具有再生與分化的二大功能。透過不斷的再生與分化,幹細胞供應我們每日新陳代謝以及意外損傷所需的細胞。簡單來說,幹細胞就像是體內細胞的供應工廠,每天提供我們需要的各種細胞。
幹細胞有自我更新、增生、分化等多種能力,被稱作『萬能細胞』,能夠在適當的誘導下分化成所需要的細胞,以作治療用途。
以往當身體受傷或是生病時,都是以吃藥打針為主的傳統治療方式。在過去經驗中,使用藥物後如果未能得到改善時,就只能期待自我痊癒,但是現在多了一個選擇:幹細胞再生療法。
部份國家開始通過再生醫療,包括韓國、日本、台灣及美國,幹細胞治療的時代已經來臨!其實很多疾病都是根源於體內的組織細胞受損無法及時修復,導致部分功能永久喪失及纖維化。年輕時身體會啟動幹細胞的功能完全修復,現在已經突破年齡老化的限制,透過口服或注射幹細胞啟動身體細胞功能修復,目前的案例應用在動物醫治和康復,甚至應用在人類身上:
- 退化性關節炎
- 慢性腎臟病
- 慢性口炎
- 椎間盤退變
- 慢性傷口
- 角膜潰傷
- 骨折及神經損傷
什麼是幹細胞 (Stem Cell)?
有哪些類型的幹細胞?
—般成人體內的細胞只能有限度地再生和分裂,但幹細胞卻能夠長時間地自我再生,分裂出新的幹細胞。此外,幹細胞的特點是非專門化,其形態和生長方式並無特定模式,可以透過分化而產生多種專門細胞。
幹細胞可分為多能性和多塑性兩類,前者包括胚胎細胞、胚胎原始生殖細胞和誘導式多能幹細胞;後者則包括上皮幹細胞、造血幹細胞和神經幹細胞。多能性幹細胞屬生殖細胞,可發展成新的獨立個體。多塑性幹細胞則可發展成多種特定的體細胞如皮膚、角膜、血球細胞等,並能產生代替物,以修補受損的組織及器官。
幹細胞按其功能性亦可分成二大類:第一類造血幹細胞 (HSC):造血幹細胞是造血系統及免疫系統的主要來源,可製造紅血球、白血球、血小板( PRF )及免疫細胞(如淋巴球),來源可取自骨髓、周邊血液與臍帶血。本身具有排斥性,因此需要使用自體或配對成功的細胞才能使用,一般常見的骨隨移植就是指造血幹細胞。使用在癌症、血液疾病及免疫相關疾病等。第二類為間質幹細胞 (MSC):間質幹細胞可由人體骨髓、臍帶、動物胎盤、脂肪等不同組織來源取得,並可分化為成硬骨細胞、軟骨細胞、肌腱、心肌細胞、神經元等組織細胞,在細胞治療、組織工程與再生醫學上的應用,具有相當大的潛力。間質幹細胞可以從動物的臍帶及脂肪取得,除了具備自我更新和分化成不同組織細胞的功能以外,也可以自行驅動至組織受損的地方進行修補 (Homing)。間質幹細胞不具排斥性,所以可以使用異體來源的幹細胞來治療病患,是再生療法很重要的細胞來源。
由於自體細胞取得不易,而且品質通常欠佳,因此使用異體幹細胞會成為未來應用趨勢。異體間質幹細胞可預先製備保存並於研究應用時隨時取用,而且取用特定年輕無感染及特定病源的捐贈者 (super donor),可以獲取品質較佳的細胞,另外使用非破壞性及入侵性的動物胎盤,使用的效果也會比較好。目前美國、日本的幹細胞細胞治療臨床試驗、涵蓋廣泛的疾病,異體細胞治療在這短短的十年間逐年成長,預期將為未來的應用主流。
近年科學家還嘗試找出適用於治療多種疾病的幹細胞。「間質幹細胞」便是其中之—。這種細胞由可由人體骨髓、臍帶、動物胎盤、脂肪等不同組織來源取得分離所得,屬多能性幹細胞,能發展成人體大部分細胞。
全球包括亞洲也不斷有新的幹細胞藥物正在孕育而生
幹細胞被視為藥物開發的潛力,2012年 美國公司 Osiris Therapeutics 研發了一款治療急性移植物抗宿主疾病(GvHD)的療法。Prochymal是Osiris Therapeutics 公司生產的幹細胞療法。這是加拿大批准的首個幹細胞療法。這個藥物是針對血癌骨髓移植出現的免疫系統排斥移植的療法。Prochymal 也稱為 remestemcel-L,2013 年出售給澳洲的Mesoblast 公司,當時其品牌名稱改為 Ryoncil。它是一種異體幹細胞療法,基於來自成年供體的骨髓的間質幹細胞(也稱為藥物信號細胞、間質基質細胞和 MSCs )。 MSCs 從骨髓中純化、培養和包裝,來自單一捐贈者最多可獲得 10,000 劑。這些劑量將被冷凍保存直至需要為止。
幹細胞藥物治療異位性皮膚炎以及類風濕關節炎
為主要從事藥物產品開發的韓國 Kangstem biotech 成立於2010年,由首爾大學教授 Kyung-Sun Kang 創立於 2010 年,是以臍帶血幹細胞培養,以及細胞培養基純化為主要技術的公司,其研究團隊為韓國國家幹細胞與再生醫藥中心。利用臍帶血幹細胞為患有罕見和不治之症的患者開發幹細胞治療產品。分別研究了異位性皮膚炎、類風濕性關節炎、克隆氏症、銀屑病、骨關節炎等疾病,並分別提出了用於治療異位性皮膚炎的Furestem-AD、用於治療風濕性關節炎的Furestem-RA。根據最新資料,Kangstem biotech 異位性皮膚炎治療用藥 Furestem-AD® 在2019年10月於第三期臨床試驗,未能夠達成 EASI-50 標準 (皮膚炎患者病況嚴重指數,最低為0,最高為72),以失敗告收。在 66例受治療患者中有21例(31.82%),對照組則是81例安慰劑組別患者中有22例,達到EASI-50(27.16%)。可以發現藥品製備到投藥所耗時間,也可能明顯影響藥物效果表現,從 2013 年開始到第二期試驗為止的試驗都是在製藥後 8 小時內投藥,但第三期試驗平均耗時需要 26 小時。而在動物實驗中,已經發現藥物製作到使用的所需時間會顯著影響療效。
Kangstem biotech 在2010年 2 月開啟第三期臨床人體試驗,希望藥物開發進度能夠跟上去年開始規劃的海外技術轉移,以及歐洲臨床試驗申請,Furestem-AD® 核准與上市,除了將是患者一大福音。由於幹細胞治療不同於以往藥物,非化學合成分子而是近似細胞療法,以純化後的細胞冷凍作為藥物施用,所以在生產、純化、保存等細節上有極多變因,藥物的品質要求和控管需要良好的細胞純化技術以及檢測能力,這也是幹細胞藥物之所以難以取得多國上市核准。
Furestem-AD® 的核准與上市,也是對韓國幹細胞藥物製程與品質控管的考驗。在韓國通過核准上市的幹細胞藥物已經有 10 項以上,是亞洲最第一,日本僅次之。即使製備困難,價格高昂,再生醫學療法依然是政府關注的項目,日本神戶醫療產業都市近年將再生醫學作為研究重點,而韓國也在 2012 年就設立幹細胞與再生醫藥中心;細胞療法與再生醫學的生產技術突破,將會是未來疾病治療的新選項。
以幹細胞開發開發美容產品
另一方面,科學家正在利用臨床得到的臍帶血,分離出不同表型的幹細胞,再將其培養增殖,後續不只能夠以幹細胞做為藥物治療頑疾;幹細胞調節培養液,因富含各種細胞分化所分泌的生長激素,更與化妝品公司合作開發為美容產品原料。