零距離科學:再生醫學與幹細胞療法,為脊髓損傷患者重燃希望

零距離科學:再生醫學與幹細胞療法,為脊髓損傷患者重燃希望

我們想讓你知道的是

幹細胞療法為患者帶來天大的喜訊,為他們重燃希望。在這集《零距離科學》中,有患者從下半身癱瘓,康復至可以在輔助下行走,甚至能重拾駕駛的樂趣。再生醫學利用了幹細胞的特性,將從前的不可能變為可能。

文:吳家亮(香港中文大學通識教育基礎課程講師)
圖:香港電台

提起香港中文大學的校長段崇智教授,可能大家會想起他曾經跟學生一起吃過催淚彈,而忽略了他科學家的身分。他從事肌肉骨骼生物學及組織再生研究多年,希望為修復人體受損的組織出一分力。再生醫學(Regenerative Medicine)可說是近年醫學界的一個革命性領域,最新一集《零距離科學》跟大家一起探索再生醫學的進展,看看它在病人身上促成何等的奇蹟。

神經可再生?

大家或許聽過,有些人體組織有自我修復的功能,例如捐肝者只要保留原有肝臟的三分之一,便能在大約半年後再生成原來大小。但不是每一個組織都有如此厲害的能力,斷指、玉莖就不能重生,神經細胞的自我修復能力也不高。後者尤其對脊髓損傷(Spinal Cord Injury)患者造成相當困擾,覺得自己康復遙遙無期。在日本,每年有大約五千名患者因車禍、運動等不同原因,造成不同程度的脊髓損傷,有的患者受傷脊髓部位以下完全喪失知覺和肌肉功能,呈癱瘓狀態,有的則仍維持一定功能。

現代醫學有沒有方法幫助患者的神經細胞再生,改善患者的生活質素,甚至讓他們完全康復?科學家對幹細胞(stem cells)的研究帶來了巨大的突破,為患者帶來希望。幹細胞是一些未充分分化的細胞,在身體裏不同的組織均能找到,它們具備再生成各種組織、器官的潛能。

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幹細胞並未分化,具備再生成各種組織、器官的潛能,如神經、肌肉、心臟等。

育成幹細胞

科學家特別對研究間充質幹細胞(mesenchymal stem cells)感興趣。它們不像胚胎幹細胞般存在著道德爭議,又能易於從患者的組織提取和培養。正因細胞來自患者本人,放回體內時亦沒甚麼排斥的風險。再者,間充質幹細胞有一個特殊的能力,它們會被損傷位置所釋放的因子吸引,從而自我導航至該部位,讓治療更具針對性。

讓我們先來看看間充質幹細胞從提取到放回患者體內的過程。骨髓和脂肪組織都是這種幹細胞的提取來源,原因是骨髓具備再生能力,而脂肪組織則是我們「避之則吉」的。若是前者的話,醫護人員大多會從髖骨抽取骨髓液,當中大約0.1%為間充質幹細胞。

接著,科學家會用二至三星期在實驗室的環境下培養這些幹細胞,讓它們的數量增加超過一萬倍,達至大約一億至一億五千萬顆的數量。數目看似驚人,其實當這些細胞緊緊地靠在一起,才是大約半毫升的體積。這一劑量的幹細胞接下來就會通過血液送回患者的體內,然後自我導航至傷處。

能幹幹細胞

科學界之前普遍認為,幹細胞的作用是分化成傷處的細胞,從而取代壞死的部分。後來發現,這並不如想像中簡單,受損的組織要被分解、吸收、更新和重塑,這過程之複雜並不能單靠幹細胞來解決。

那幹細胞扮演著甚麼樣的角色?科學家認為,幹細胞造成的旁分泌效應(paracrine effect)更為重要。幹細胞會分泌出一些細胞因子(cytokines),刺激附近的受傷細胞,為它們療傷。

以脊髓損傷的患者為例,在第一階段,間充質幹細胞會遊走至傷處,刺激附近的受傷神經細胞。這或已讓患者能脫離病床,以輪椅活動一下。在第二階段,幹細胞會「醫好」受傷神經細胞,有患者在接受療程的三個月後回復了走路的能力。在第三階段,幹細胞或會轉化成該神經細胞,讓電子訊號得以完好地傳遞全身,有患者在六個月後便能走動自如,毋須協助。

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患者的運動能力在接受幹細胞治療後顯著改善。運動功能(Motor Function)在一星期後已回復至75%,三個月後至85%,六個月後更至95%。

患者的福音

幹細胞療法為患者帶來天大喜訊,為他們重燃希望。在這集《零距離科學》中,有患者從下半身癱瘓,康復至可以在輔助下行走,甚至能重拾駕駛的樂趣。再生醫學利用了幹細胞的特性,將從前的不可能變為可能。展望將來,我們還會從身體裏發掘到甚麼寶藏,成就更多生命的奇蹟?

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醫生指,四肢癱瘓的病人如能康復至坐輪椅活動,已經是非常了不起的進展,但透過再生醫學,其中一名病人甚至能夠再次彈琴。

延伸閱讀:Pittenger, M.F., Discher, D.E., Péault, B.M. et al. Mesenchymal stem cell perspective: cell biology to clinical progress. npj Regen Med 4, 22 (2019). https://doi.org/10.1038/s41536-019-0083-6

《零距離科學》(節目網站)集合世界各地有趣的科學紀錄片,網羅與大眾息息相關的科學資訊,啟發觀眾的好奇心和求知慾,節目逢星期五晚9時30分在港台電視31及31A播映。本集於2月21日播出。港台網站及流動程式RTHK Screen視像直播及提供節目重溫。

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責任編輯︰Kayue
核稿編輯︰Alex


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