醫學新知
回醫學新知首頁 >
醫學新知:
20111115
免疫細胞療法在癌症治療的重要性
本文修改摘錄自Journal of Translational Medicine 2011 9:107.
譯者:周怡君
審稿:張隆基 博士
2011年11月1-2日,美國國家衛生研究院(National Institutes of Health, NIH)於馬里蘭州舉行一場關於癌症免疫細胞療法的高峰會,會議中以免疫細胞療法治療癌症為主軸,分別在學術、臨床研究者與接受臨床治療的個體等三部分,討論該療法在臨床治療過程、產品、評價與管理等各層面於近期的發展與未來的展望。由於癌症免疫細胞療法發展迅速,並且該療法的演進牽涉的議題非常廣泛而複雜,因此,此次高峰會確實有其必要性。盼望藉著免疫細胞療法與其他臨床療法經由相關臨床領域、管理機構與產業間的交流可得到最大助益。
一般而言,免疫細胞療法在癌症治療的研討會中不僅為主軸,更是在輸入細胞療法(Adoptive Cellular Therapy)的發展中扮演著關鍵的角色。 除了免疫學、細胞生物學、癌症生物學為細胞療法的基本架構外,基因轉殖、細胞重建與幹細胞生物學更是替該領域帶來新的研究視野。此次會議包括了四大主題:
一、輸入細胞療法,包括使用腫瘤浸潤性淋巴細胞(Tumor infiltrating lymphocyte, TIL)、細胞毒殺性T細胞(Cytotoxic T cell)與自然殺手細胞(Natural killer cell, NK)。
二、免疫細胞與幹細胞重建:1.樹突細胞、2.T細胞受體、3.嵌合抗原T細胞受體、4.幹細胞。
三、細胞擴增技術更新。
四、新技術由學術領域至臨床治療的轉移。
一、輸入細胞療法 (Adoptive cellular therapy)
在癌症的治療中,腫瘤部分多以手術切除病灶為主,而接續的輔助性治療(化學治療、放射線治療)目的在於將殘存的癌細胞殲滅,避免復發、延長壽命。但無論是化學治療或是放射性治療皆有其副作用,例如掉頭髮、噁心、嘔吐、血小板降低、食慾不振、腹瀉、出血等。而免疫細胞療法的原理則是取自體免疫細胞做為材料,訓練免疫細胞成為對癌細胞具有專一性辨識與攻擊能力的士兵,回輸到體內,這些訓練有素的士兵們會找到癌細胞並且殲滅;由於這些免疫細胞取自於病患,因此並不會有排斥的併發症,相較於傳統的化療與放療,免疫細胞療法更溫和,病人也能得到更好的生活品質。
目前,輸入細胞療法所使用的細胞工具多是以T細胞為主,也有部分其他免疫細胞也列入研究範疇,以下為大家介紹現行的細胞製劑與其臨床成果:
1. 腫瘤浸潤性淋巴細胞 (Tumor infiltrating lymphocyte, TIL)
1988年,第一件以腫瘤浸潤性淋巴細胞治療的疾病個案為黑色素瘤(metastatic melanoma),由美國國家衛生研究院的癌症研究中心手術部門執行,相較於傳統療法更為有效並且廣為使用。首例以腫瘤浸潤性淋巴細胞成功治癒黑色素瘤後,陸續也傳來以腫瘤浸潤性淋巴細胞成功治療黑色素瘤的案例。患者事先接受化學療法減少體內淋巴細胞、以減低癌細胞在體內的免疫耐受性後再以腫瘤浸潤性淋巴細胞治療,可提高病人在臨床療效達50%;另一個臨床研究也證實,以更強烈減低癌細胞免疫耐受性藥物cyclophosphamide、fludarabine與全身放射線照射,再搭配施予腫瘤浸潤性淋巴細胞治療,更提高病人在臨床療效達72%。目前,已有許多醫療機構使用腫瘤浸潤性淋巴細胞治療黑色素瘤。
2. 毒殺性T細胞 (Cytotoxic T lymphocyte, CTL)
鑒於免疫細胞療法在黑色素瘤的顯著成效,造血幹細胞移植 (Hematopoietic stem cell transplantation, HSCT) 也從原先的細胞替代療法轉向輸入細胞療法。事實上,癌症與造血幹細胞移植的免疫療法在許多方面是合併的,例如非破壞骨髓化學療法、全身放射線照射與自體CD34+細胞輸入等,這些療程與治療黑色素瘤的療程是相似的。
多年來,移植後併發白血病或慢性骨髓性白血病的病人,以回輸被訓練過的淋巴細胞做為輸入細胞療法的工具。舉例來說,自骨髓移植捐贈者的骨髓分離出來後,給予Epstein-Barr virus(EBV)抗原訓練後的淋巴細胞對專一抗原具辨識能力,可用來治療接受骨髓移植後復發的B淋巴細胞增生疾病。移植後淋巴增生疾病 (Post-transplant lymphoproliferative disease, PTLD) 好發於接受T細胞缺失移植治療(骨髓移植前先去掉供者的T細胞)的病患,雖然移植後淋巴增生疾病可藉由回輸捐贈者的淋巴細胞做為治療手段,但也易發生移植體抗宿主反應疾病(graft-versus-host disease, GvHD)。
為了避免發生移植體抗宿主反應疾病,移植後淋巴增生疾病患者可回輸對EBV具專一性辨識的T淋巴細胞做為治療。這些對EBV具專一辨識的T淋巴細胞來自於骨髓捐贈者,自骨髓捐贈者的血液中分離出周邊血液單核球細胞(Peripheral blood mononuclear cells, PBMCs)後,周邊血液單核球細胞與已被EBV轉化過的B淋巴球細胞株共同培養,可訓練出一群對EBV具有專一性辨識能力的毒殺性T淋巴細胞(Cytotoxic T lymphocytes, CTLs),回輸給移植後淋巴增生疾病的病人可達80%的治癒率,更能有效預防移植後淋巴增生疾病。(註:鑫品目前於北京治療的病人已可達>95%的治癒率)。
目前有些團隊致力於研究對白血病抗原具專一性辨識的T細胞,用來預防造血幹細胞移植手術後病發的白血病,例如:Wilm‘s tumor 1 (WT1)與proteinase 3 (PR3)。近期研究發現,經由接種疫苗可增加體內對癌症抗原具專一性辨識的T細胞反應大量增加。這些研究成果提供了一個新的醫療契機,假若合併疫苗接種與輸入細胞療法,或許可使T細胞擴增更理想並得到最大醫療效益。
3. 自然殺手細胞 (Natural killer cells, NK)
在輸入細胞療法中,自然殺手細胞(NK cells)也做為治療的工具之一。臨床治療人員對於以NK細胞治療癌症與惡性血液疾病的療法有著高度興趣,而目前已有輸入自體或異體NK細胞治療白血病的案例。為了避免惡性血液疾病患者發生術後併發症,可預先輸入造血幹細胞捐贈者的NK細胞作為保護。經由人類白血球抗原(Human leukocyte antigen, HLA)比對符合的捐贈者,抽血後分離出周邊血液單核球細胞,利用具專識的免疫磁珠純化出NK細胞。一旦併發症發生,可輸入NK細胞進行治療,並合併給予IL-2以利NK細胞在體內擴增。
目前的臨床案例中,在19位急性骨髓性白血病病人中,有5位接受NK細胞治療而完全治癒。以相似的方法分離NK細胞,也適用於乳癌、卵巢癌與難以治癒的淋巴癌。淋巴癌患者先以減弱淋巴細胞療程減少體內淋巴細胞後,再輸入經由人類白血球抗原配對吻合捐贈者的NK細胞、並給予IL-2輔助治療,六名患者中有4位改善。
二、免疫細胞與幹細胞的細胞重建
基因療法也是目前在癌症治療領域正炙手可熱的治療方法之一,基因療法的基本想法是:當基因壞掉時,直接將基因修復或是放入正常的基因! 這個想法在20年前可說是天方夜譚,然而在生物醫學技術成熟的現今已是可達成的。1990年,美國已有將基因植入免疫細胞的成功案例,因此基因療法在免疫治療領域中又開展了新的疆野,以下列舉了目前正積極研發的項目:
1. 樹突細胞 (Dendritic cells, DCs)
在癌症與惡性血液疾病的治療中,基因療法漸漸在細胞療法中嶄露頭角,尤其是樹突細胞治療 (Dendritic cell therapy)。樹突細胞(Dendritic cells, DCs)已用於許多癌症免疫細胞療法的臨床治療中,周邊血液單核球細胞經由分化劑誘發,使單核球細胞(monocyte)分化成未成熟的樹突細胞(iDCs),未成熟的樹突細胞經由催化劑的催化下生成成熟樹突細胞(mDCs);在傳統的治療中,將成熟樹突細胞與帶免疫特異性的胜肽與蛋白質共同培養、刺激其產生抗原,但在近期的研究則是在基因層面操控成熟樹突細胞表現人類白血球抗原。
其實,以基因操控細胞表現抗原、配合輸入細胞療法,用於治療何杰金氏淋巴瘤(Hodgkin’s lymphoma)已行之有年。這些對EBV具專一性辨識的毒殺性T細胞(CTL)用於治療移植後淋巴增生疾病,同時也使用於對EBV陽性反應的何杰金氏淋巴瘤(EBV-HD)患者。但有臨床研究人員表示,這些T細胞對 EBV-HD患者表現之EBV抗原-LMP2的辨識能力很低; 因此,運用基因調控技術使T細胞對LMP2辨識能力提高。臨床試驗中,6位EBV-HD的患者接受這些對LMP2具高度辨識的T細胞治療後,高達5位患者得到改善。
2. T細胞受體 (Arming autologous T cell with T cell receptors, TCR)
另一個非常有前景的癌症療法是以基因工程技術修飾自體T細胞,使T細胞表現對癌細胞抗原具高度親和力的T細胞受體(T cell receptors, TCRs),經由體外培養將修飾過的T細胞擴增後回輸給病人,做為治療癌症的手段。臨床試驗中,以修飾過對黑色素瘤產生高度親和力的T細胞,回輸給黑色素瘤的病人,癌症也都得到改善。(註:此臨床試驗使用鑫品慢病毒載體專利技術進行修飾T細胞)
另一個癌症基因NY-ESO-1,在80%滑膜肉瘤及25%黑色素瘤病人的病人會表現此基因,研究人員以基因工程技術使修飾T細胞,使T細胞表現對NY-ESO-1具高度親和力的TCRs,回輸給病患後,6位滑膜肉瘤病人中有4位得到改善,而在11位黑色素瘤病人中也有5位有正向反應。
3. 基因修改的嵌合抗原T細胞受體(Chimeric antigen T cell receptors, CAR)
嵌合抗原T細胞受體(CAR)也是一種治療癌症的輸入細胞療法,一個嵌合抗原T細胞受體是由三個部分組成,分別為辨識CD19、輔助刺激分子CD28與T細胞受器,使自體T細胞表現對CD19具專一辨識的嵌合抗原T細胞受體,可針對表現CD19 的B細胞淋巴癌進行毒殺作用,此部份的臨床實驗,初步結果令人振奮 。(詳見上期醫學新知)
4. 幹細胞 (Stem cell)
為了更加改善T細胞輸入細胞療法的效果,臨床試驗者將研究方向轉向幹細胞。原始Naïve、長效記憶性central memory與短效記憶性effector memory三種T細胞經由基因修飾都可表現CD8+,但對於治療癌症的效果不同。Restifo與他的同僚研究發現,原始T細胞較另外兩種T 細胞更有能力表現T細胞受器與擴增細胞。並且,原始T細胞表現較低的分化指標,較低分化指標被認為在輸入細胞療法具有較佳的成效,並且表現CD27與較長的染色體端粒(telemeres),這些都顯示出原始T細胞有較高的增生潛力。
健康人體內循環系統中的原始T細胞數目變異很大,而癌症病人體內T細胞的數目變異更大,但是癌症病人接受化學治療後,循環系統中的T細胞數量驟減。因此,目前研究人員正積極的研究細胞再生技術,用來大量製造輸入細胞療法的原始T細胞與幹細胞。(註:鑫品已發展出擴增原始T細胞的技術,並已在臨床應用)
三、細胞擴增技術更新與動機
新的治療技術尚未經臨床試驗證實之前不會提供給病患施行。幸運的是,輸入細胞療法近期在臨床試驗中成功的發展出新的技術和產品,大大增加了該療法在臨床上運用的可行性。臨床研究人員發現,可透氣的細胞培養瓶(G-Rex flasks)相較於傳統不透氣的培養瓶更適合用於擴增毒殺性 T 細胞。使用可透氣的細胞培養瓶,僅需要傳統培養方式五分之一的培養液與生長因子,且減少其他耗材的使用; 更重要的是,以此種培養方式更能得到大量的T細胞或NK細胞; 在考慮到成本層面,以可透氣的細胞培養瓶培養細胞可得到較大的經濟效益。
目前已有許多研究團隊致力於以G-Rex flask建立細胞擴增技術,使其適用於擴增腫瘤浸潤性淋巴細胞、T細胞、基因修飾後的T細胞與NK細胞。假若該方法可行,且適用於各種不同形式的輸入細胞療法,細胞療法的實驗室則會著手進行G-Rex-flask的製造,設計符合良好作業規範(good manufacturing practice, GMP)的培養瓶,更加簡化腫瘤浸潤性淋巴細胞、T細胞與NK細胞的培養過程,更利於輸入細胞療法的推廣與普及。
四、新技術自學術領域至臨床治療的轉移
輸入細胞療法的整個療程中,細胞生長與培養在不同時期有適合的培養環境,並且培養期間要給予細胞生長所需的細胞激素和抗體。為了得到較大量且高純度的目標細胞,需要以抗體作為篩選工具,用來篩選適用細胞或去除非目標細胞。有時為了特定需要,例如基因工程修飾,細胞也必須以腺病毒或慢病毒進行感染。將上述複雜的流程應用於臨床醫療,臨床試驗人員必須對產品提出安全性與有效性的聲明文件。為此,美國食品暨藥物管理局(FDA, USA) 即對癌症輸入細胞療法提出了安全性與有效性的管理規範。
結論
由於免疫學、基因治療與幹細胞生物學領域研究進展快速,以及學術研究與臨床醫療之間成功的技術轉移,造就輸入細胞療法在臨床應用上的普及與成功。
為了使輸入細胞療法能有更突破性的發展,學界間的意見交流、以研發實驗與動物模式中測試新構思、細胞療法的演進、符合GMP的細胞製劑以及測試輸入細胞療法應用於臨床試驗的成效等,各個層面都必須環環相扣。
這個癌症細胞療法高峰會針對輸入細胞療法的願景、概念與新想法進行討論,而與會者更是來自於不同產業界,我們希望這個前所未有的會議能夠替該領域激發出新的想法與合作機會,而更能帶領癌症細胞療法進入新的里程碑!
20111014
導讀:
許多人對免疫細胞(Immune cell)和幹細胞(Stem cell)容易產生混淆。除了免疫細胞為對抗病原以捍衛人體健康的戰士、幹細胞可進行骨髓移植的應用,一般人對幹細胞是只聞其名、不明其詳。
幹細胞的發現為醫學界帶來新曙光,讓許多患者大受鼓舞,燃起無窮希望。然而,幹細胞是否真能如眾人期待般成為救世萬靈丹?幹細胞在臨床上的應用可行性究竟如何?目前還有那些技術障礙有待克服?人類胚胎的幹細胞取得的正當性?在幹細胞能安全應用前,這些疑問勢必得一一解決。透過本文我們將解答您對幹細胞的疑惑。
幹細胞在臨床診療上的應用與提醒
(修改摘錄自Journal of Experimental & Clinical Cancer Research)
譯者 : 歐明昌
審稿及改編 : 張隆基 博士
前言
在生物學上,幹細胞的最大特徵是具有自我更新的能力,除了能快速持續地分裂產生分化的細胞外,也能持續產生原有特性的幹細胞。這樣的一個特殊能力是藉由非對稱有絲分裂的過程來達成,因為在細胞質中的調節因子不均勻的分配,造成一個子細胞走向分化成為功能專一的分化細胞;另一個則仍作為幹細胞保留下來。另外,幹細胞也具有很高的可塑性,例如跨越細胞支系障礙的能力和表現別種組織細胞特有功能表型的能力,換句話說,若使幹細胞生長於其他來源的組織環境,它可以產生其他組織細胞的功能。
因為有上述的能力,所以在醫學上,幹細胞一直被認為具有醫療因為疾病、衰老、遺傳因素或創傷所造成的身體損害的強大潛力。過去,科學研究努力地去瞭解和辨識與幹細胞有關的分子過程、機制及細胞間的溝通,只有具備了更深厚的有關幹細胞的病理機制知識,我們才能利用它們來治療許多疾病,如退化性疾病、自身免疫性疾病和癌症等。
儘管幹細胞有治療應用上的潛力,但在臨床上仍可觀察到幾個問題。第一,自我更新和可塑性同時也是癌細胞的特徵,因此假如移植的自體幹細胞失去控制而形成腫瘤,將是一種危險的副作用。第二,在異體移植的情況下,免疫排斥移植的幹細胞是難以避免的;最後,關於胚胎幹細胞,衛道人士會認為胚胎跟人一樣享有人權,因此有道德方面的問題。
幹細胞的種類
按分化潛能大小,幹細胞基本上可分為以下三種類型:
(1) 全能幹細胞:具有很強的分化潛能,能形成完整的個體,如胚胎幹細胞。
(2) 多能幹細胞:有分化成多種功能細胞的潛能,但不具有發育成完整個體的能力,如造血幹細胞。
(3) 單能幹細胞:只有分化成一種或密切相關的兩種類型細胞的能力,如上皮組織基底層的幹細胞。
按取得幹細胞的來源區分,幹細胞可分為下列四種:
(1)胚胎幹細胞:
卵子與精子結合後成為受精卵,是新生命開始時的第一個細胞。經過大約一星期,受精卵經由卵裂形成有空腔的囊胚,空腔內的內細胞團塊就是胚胎幹細胞的來源。胚胎幹細胞具有全能性,能分化成為所有種類的組織細胞,而且在適當的人工培養環境下,可維持其未分化的型態和特性一至二年。胚胎幹細胞可以大量生成未分化的幹細胞以應用在治療或研究上。
(2)胎兒幹細胞:
胎兒幹細胞可自胎兒的血液和骨髓,以及從其他胎兒組織,包括肝,腎,或是從胎盤及羊水中分離出,但較可行且安全的來源是胎兒的血液。胎兒血液中富含造血幹細胞,且比臍帶血或成人骨髓中的造血幹細胞增殖更為迅速。胎兒的血液也包含了間葉幹細胞,並能分化成多種功能細胞。胎兒造血幹細胞及間葉幹細胞在應用上皆較同類的成人幹細胞更有優勢,包括更強的多能性及更低的免疫原性;又因胎兒幹細胞比胚胎幹細胞較沒有道德上的爭議,所以對細胞移植和體外基因療法有相當大的幫助。
(3)臍帶幹細胞:
在臍帶中,有兩種類型的幹細胞來源,一是臍帶上皮,另一是臍帶血。
在研究中已發現,將臍帶上皮幹細胞培養於含纖維母細胞之膠原蛋白膠體上,可形成分層的上皮組織。也有研究證明臍帶上皮幹細胞是人類角質形成細胞的一個重要來源,它能夠重新生成表皮以供皮膚科應用。
在臍帶血中,可以找到造血幹細胞與間葉幹細胞。儘管臍帶血的幹細胞與成體幹細胞類似,但臍帶血幹細胞具有較高的免疫耐受性。事實上,臍帶血的間葉幹細胞的可以產生有利幹細胞在體外生存的細胞因子,而臍帶血的間葉幹細胞的移植也比骨髓間葉幹細胞更有效。
(4)成體幹細胞:
成體幹細胞是已部份定向的幹細胞,可從骨髓、肌肉、脂肪組織、滑膜、骨膜、腸、皮膚、乳齒及神經組織中獲得。成體幹細胞的功能是接收組織周圍的訊號,進行自我更新或產生分化的細胞以修復組織。近年來已發現成體幹細胞亦具有跨器官/組織分化的可塑性,又因其取得容易,成人的造血幹細胞和間葉幹細胞在治療應用上非常重要。
幹細胞應用在臨床上的風險與阻礙
風險
幹細胞移植的結果包含治療效果和副作用。副作用需要審慎的評估,以決定此種療法是否能在醫學上作為一種常規性治療,因此,科學研究必須去瞭解副作用的嚴重性以及它們在患者中出現的頻率,並開發預防或減輕副作用的可能方法。
例如,在造血幹細胞移植時,可能產生的副作用風險有呼吸系統併發症及移植物抗宿主症。
在造血幹細胞移植後有高達50%的患者發生肺功能障礙,而肺部併發症是最常見的發病和致死主因。閉塞性細支氣管炎(obliterative bronchiolitis, OB),是一種涉及多因素的過程,其部分成因可能是由於異體免疫反應損害支氣管的表皮細胞所造成。通常閉塞性細支氣管炎為晚期併發症,通常發生在移植後的6-12個月,嚴重程度從無症狀到猛暴性發病和致命。
此外,阻塞性細支氣管炎合併肺炎也是一種常見的併發症,它是涉及支氣管,肺泡管,肺泡的疾病,患者的管腔變得充滿由纖維細胞和相關聯的疏鬆結締組織基質所形成的肉芽組織。
有研究顯示,遲發性非感染性肺部併發症,包括閉塞性細支氣管炎和阻塞性細支氣管炎合併肺炎,在438位造血幹細胞移植的患者中2年累計的發病率是10%;而且受併發症影響的患者的5年生存率較不受影響的患者為差。
移植物抗宿主症(GvHD)是造血幹細胞移植後常見且致命的併發症,也因此限制了這種重要療法的使用。依病理和症狀可將移植物抗宿主症分為急性和慢性。
急性移植物抗宿主症一般發生在移植後的 100天內,當捐贈者的淋巴細胞進入受體,它們將受體環境視為外來物,因此起而對抗而造成強烈的炎症或免疫反應。移植物抗宿主症呈現的症狀,在皮膚上有全身性的斑丘疹,角化症(在嚴重的情況下,可能有水泡和潰瘍);在胃腸道方面,如腹瀉,嘔吐,厭食,腹痛,粘膜潰爛出血;及肝靜脈閉塞性疾病,藥物中毒,病毒感染,敗血症等。
慢性移植物抗宿主症是血液幹細胞移植後晚期非復發型併發症造成死亡的重要原因,它的病理原因仍未完全瞭解。有推測認為,為移植所做的藥物準備所造成的胸腺萎縮或功能障礙,在慢性移植物抗宿主症的發生上可能扮演重要角色 。胸腺萎縮可能導致周邊的耐受性減少及自身反應性T淋巴細胞的數量增加,造成T細胞干擾素γ刺激導至的膠原蛋白累積和組織纖維化 。
慢性移植物抗宿主症的症狀表現是千變萬化的,往往具有自身免疫疾病的性質。很多部位都會受到影響,如:脫髮、皮膚異色症、指甲營養不良或損害、口乾燥病、潰瘍、因硬化而難以張口、眼睛乾澀、乾燥症、瘢痕性結膜炎、筋膜和關節筋膜炎、肌炎、關節僵硬、女性生殖器陰道硬化症、食慾減退、消瘦、食道蹼、黃疸、限制性或阻塞性肺功能缺陷、閉塞性細支氣管炎、胸腔積液、腎病綜合症(罕見)、心包炎、血小板減少、貧血及嗜中性白血球減少症等。
肝靜脈閉塞症(hepatic veno-occlusive disease, VOD)是另一種幹細胞移植後的重復併發症。肝靜脈閉塞症的情況是一些小的肝靜脈受到阻塞,在移植後誘發的情況是由細胞阻塞所引起,它的特徵是因液體滯留而導致的體重增加,血中膽紅素水平的增加。而肝靜脈閉塞症在幹細胞移植的兒童中更為常見。
有研究對244個血液幹細胞移植患者進行評估,發現其中的11%的患者有肝靜脈閉塞症。現已鑑定出肝靜脈閉塞症危險因素是年小於6.7歲,及移植前的預處理過程。在治療肝靜脈閉塞症方面,口服defibrotide或結合靜脈注射肝素及口服谷氨酰胺和ursodiol都有不錯的效果。
幹細胞應用的障礙和可能的解決方法
受贈者和移植物的相容性是 器官、組織或細胞移植是否能成功的主要關鍵。在幹細胞移植中,免疫排斥也是一個重要的障礙,但如果能使用自體的細胞,則沒有免疫排斥的問題。有趣的是,在緊急情況下,如脊髓損傷或心肌梗塞,間葉幹細胞異體移植已證明具有相當高的成功率。事實上,間葉幹細胞可通過細胞與細胞間的直接影響及分泌可溶性因子,抑制T細胞的增殖和成熟,進而減低免疫排斥的發生。
但是,其他幹細胞的異體移植不像間葉幹細胞那麼具有免疫耐受性,因此醫學界已發展出幾種防止免疫排斥的策略,目前最被看好的是體細胞核轉移法(Somatic cell nuclear transfer)。體細胞核移植的步驟包括將由捐贈者的卵母細胞移除細胞核,再將患者的體細胞核移入。因為創造出來的細胞表達受贈者的主要組織相容性複合體(MHC),所以是具有高度免疫耐受性的,但是此方法的缺點在於創造和銷毀胚胎的道德性,以及目前無法將此技術應用在自身免疫性疾病。
另外,在胚胎幹細胞方面, 研究顯示它們在囓齒類動物的移植實驗上,與產生惡性轉型(如:畸胎瘤)的風險有高度的關聯。雖然可藉由在體外預先將細胞誘導分化後再植入體內的方法來大大地減低致瘤的可能性,但在胚胎幹細胞移植之前,由一個準確的功能特性分析來區分已部分轉型、潛在的致癌細胞和正常細胞,避免植入惡性細胞更是重要。
醫學之旅
在一些發展中國家,醫生不需等待臨床試驗來確認其安全性,就可以利用成人幹細胞來治療患者,在這些治療中,幹細胞被注射進入血液、腰椎或受傷組織。
目前,已經臨床試驗證明可用成人幹細胞做治療的疾病只有血液異常、骨髓移植及少見的免疫缺乏症。但幹細胞移植的副作用也不容忽視,例如在注射胎兒神經幹細胞後可能有腦瘤或腦膜炎的副作用。
網路上關於幹細胞治療的消息大多形容其為安全、有效且在許多情況可用於常規醫療, 然而,這些資訊卻可能有以下的弊病:從網站上獲得的資訊通常不能真正代表患者在治療過程中實際的訊息;從不同的醫療診所收集而來的總計數據不能用來評估特定醫療診所的聲稱;最後,網站聲稱的準確性尚未通過實際數據的統計分析測試。事實上,已公布的臨床證據並不足以支持這些可以用於常態醫療的論點,相反地,幹細胞醫療診所的聲稱通常缺乏高質量證據。即使假定醫療診所確實在治療後觀察到一些慢性病的康復,仍缺乏充分的證據證明這樣的效果是因為幹細胞治療的效果。
就安全和道德上,幹細胞移植的患者必須接收到足夠和正確的資訊並真正了解其風險,而醫療診所也不應該提出超過合理範圍的預期。事實上,如果這些治療是沒有效的,那麼患者只會遭受到不當的風險和增加龐大的經濟負擔。
幹細胞應用的指導方針
幹細胞移植在人類的移植應用上必須確保安全性和療效。
臨床前研究的目的是在一個適當的體外或動物模型中提供有說服力的證據,支持相關的臨床結果的可能有效性。而利用動物模型來評估分析移植細胞產物後可能產生的不利影響也是非常重要的,尤其是在大規模的體外操作細胞或當細胞是來自於多能幹細胞時,特別需要動物模式的支持。
但是,不可否認,臨床前試驗,包括在動物模型上的研究,因細胞本質及受贈者免疫反應的不同,它們只能提供有限地有關理解移植的人體細胞如何在受贈者體內表現。也因此,臨床試驗開始前,臨床前研究必須經過嚴格和獨立的同儕評核和管理監督,以確保臨床研究的實行具有在科學和醫學上的根據,只有當擁有令人信服的臨床前數據時,在患者身上進行試驗才是有正當理由的。
此外,以幹細胞為基礎的臨床試驗必須遵循國際公認的原則,包括臨床研究的道德倫理及對人類受試者的保護,關鍵要求包括監管監督、與研究員和贊助商無關的同儕評核獨立小組、公平的受試者選擇、知情同意和對病人的監測。
結論
目前,許多有關幹細胞療法的臨床結果都十分令人雀躍和振奮,如糖尿病和神經退化性疾病,藉由幹細胞移植可以重新建立一個健康的狀態。另外,許多臨床研究都強調了幹細胞在自身免疫性疾病上具有免疫調節功能,可能是藉由免疫抑制或抑制自體反應T細胞的增殖來達成。至於中樞神經系統相關的疾病,如腦血管病變和脊柱創傷,對於幹細胞移植後所誘導的自體細胞因子的作用的相關研究已在進行,在未來,或許可以成為一種新的治療模式。幹細胞在臨床上治療疾病的可能應用請見圖一。
幹細胞可能用來建立疾病模型、篩選有效且安全的藥物,同時也可經由細胞移植治療患者。 然而,必須在第二期、第三期人體臨床試驗中得到良好的結果,這些預測才有可能是正確的。此外,對幹細胞擴展應用於再生醫學有影響的新的小分子和生物活性物質在未來將被篩選出來,而這些新藥物將對於在體外、體內的幹細胞分化與組織、器官的整合和復原可能提供幫助,使幹細胞療法再向前跨一大步。
或許,在將來,利用幹細胞療法真的可以克服醫學上的難題,達成人類的夢想,使人類擺脫老、病、殘的夢魘,但一切的醫療行為都應該在有充分的臨床證據支持下,才可使患者安心。
近年來,細胞免疫療法因為其在癌症及感染性疾病的治療上具有強大的潛力,因此掀起頗大的話題。相對於幹細胞療法,細胞免疫療法使用的是自體免疫細胞,排除了免疫排斥的風險,另外,在日本和美國,細胞免疫療法都已被核可為常規醫療的方法,較無安全上的顧慮。而影響免疫細胞療法成功與否的一項因素,就是免疫細胞的活性,因此趁年輕時儲存健康有活力的免疫細胞,也不失為對未來的一個投資。

圖一 幹細胞在臨床上治療疾病的可能應用
參考文獻
1.Daniele Lodi, Tommaso Iannitti, Beniamino Palmieri; Stem cells in clinical practice: applications and warnings. Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 2011,30:9
2.維基百科-幹細胞
