「菜瓜布肺」有救了! 陽明大學領先全球發現幹細胞治療肺纖維化生機
▲陽明大學醫學系教授傅毓秀領先全球的發現,爲肺臟纖維化治療帶來一線生機。(圖/陽明大學提供)
根據統計,國人的十大死因中,肺炎已上升到第三位,慢性下呼吸道疾病的死亡人數則攀升爲第七名。但截至目前,臨牀醫學上並沒有任何藥物或方法可使已經纖維化的肺臟回覆功能。陽明大學醫學系教授傅毓秀研究團隊發現此問題,因此將人類臍帶間質幹細胞移植至肺臟纖維化的大白鼠中,竟發現,不僅幹細胞能長時間存活於大白鼠肺臟中,並能有效治療肺臟纖維化。
傅毓秀說明,肺部組織會因爲吸菸、老化、空氣污染、細菌、病毒、氧化自由基、放射性、化療藥物或遺傳等多種原因,導致肺部傷害,造成具有呼吸功能的肺泡逐漸變少,並且被纖維化組織所取代,也就是所謂的「肺臟纖維化」。肺臟纖維化不僅是不可逆,還將使得肺功能漸進性地惡化;當肺部纖維化現象越來越嚴重後,即是俗稱的「菜瓜布肺」,會使病患發生呼吸衰竭進而導致死亡。因此,一旦確診爲肺部纖維化,病患平均存活時間一般不超過三年。
傅毓秀指出,近年來,肺臟纖維化雖有兩種口服藥物被臨牀批准使用,即Pirfenidone和Nintedanib,但其藥價非常昂貴,且僅能達到延緩病情惡化的速率,並沒有治療肺纖維化的效果。因此,如何治療慢性肺纖維化已成臨牀醫學上重要的課題。
▲大白鼠在肺部纖維化(BLM傷害)和植入人類臍帶間質幹細胞後,肺泡麪積的變化。(圖/陽明大學提供)
傅毓秀的實驗室發現,人類臍帶間質幹細胞容易增生,20 cm長的臍帶可萃取出106幹細胞,培養三天後即可得到兩倍的數量。他們團隊將人類臍帶「瓦頓氏凝膠」內的臍帶間質幹細胞,植入肺臟纖維化的病鼠;結果發現,在移植後一個月,白鼠肺臟中的人類臍帶間質幹細胞仍然存活、分佈於肺臟中,並沒有分化成肺泡上皮細胞,而且分泌出生物激素與玻尿酸,一方面產生抗發炎作用,降低纖維母細胞的活化;另一方面,刺激大白鼠巨噬細胞的活化、併合成大量的MMP-9,用以分解已經存在的膠原蛋白;而且還促進大白鼠的肺泡上皮細胞大量表現TLR-4,加速肺泡上皮細胞的修復。
傅毓秀研究團隊也說明,經由肺功能檢測發現,肺臟纖維化的病鼠,原本動脈血氧飽和度明顯降低且呼吸頻率明顯上升,但在移植人類臍帶間質幹細胞後,血氧飽和度有顯著回升,呼吸頻率也有統計上的舒緩現象。而利用核磁共振造影定量大白鼠肺泡空間的結果也顯示,病鼠纖維化的左肺肺泡空間原已顯著減少,但移植高劑量幹細胞後,肺泡空間有明顯的回覆情形。由肺臟之連續組織切片也發現,病鼠左肺的中央區域原本出現細胞大量浸潤,還有膠原蛋白大量沉積、肺泡麪積明顯減少,而在仍存有肺泡的左肺外周圍,肺泡的數量以及肺泡的圓周總長度也都明顯降低;但移植高劑量幹細胞之病鼠,明顯改善肺部細胞浸潤、膠原蛋白沉積等病理變化。
▲傅毓秀(右)及實驗室研究成員。(圖/陽明大學提供)
傅毓秀根據實驗結果分析,移植的人類臍帶間質幹細胞不但能夠長時間存活於大白鼠肺臟中,而且有效治療肺臟纖維化,對臨牀肺臟纖維化的病患提供了一個嶄新且極具希望的治療方向。
此外,團隊也發現,移植人類臍帶間質幹細胞能治療大白鼠脊髓損傷,有效修復大白鼠後肢行爲,以及治療大白鼠的腦中風、癲癇,還有肝臟纖維化、腹膜纖維化與糖尿病。這些實驗均顯示,人類臍帶間質幹細胞可以長期存活在大白鼠不同臟器內,並作爲適合用來進行異體異種移植的良好乾細胞來源。參與這個領先全球重要研究的成員,除了傅毓秀教授及其實驗室成員,還包括:高雄榮民總醫院胸腔內科醫師朱國安、臺北榮民總醫院外傷中心主任陳天華、以及重症醫學部醫師蔡佩君。團隊未來希望能在臺北榮總與高雄榮總進行進一步的人體實驗。而該領先全球的發現,已刊登在知名醫學期刊《Theranotics》(治療,SCI=8)。