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自體脂肪幹細胞搶救退化性關節炎

人體關節的軟骨若使用過度,容易導致磨損或變形甚至退化,因此骨關節炎又稱退化性關節炎,是最常見的一種關節病變,運動員及老人為兩大好發族群。根據統計,退化性關節炎在臺灣65歲以上長者的發生率,約為20-30%,亦即每100名長者就有2-3人為此所苦。

退化性關節炎中,又以膝關節炎最為普遍,患者的膝關節軟骨磨損,骨對骨的關節內部產生摩擦,因而引發關節僵硬、腫脹及燒灼疼痛感等症狀。病人常因怕痛而減少運動,活動量變少所帶來的負面結果將逐漸影響其他器官,並增加跌倒的危險。

現行醫療雖能減輕或延緩退化性關節炎的惡化,卻無法有效治療軟骨損傷,所幸近年來幹細胞的發展研究,對於促進細胞增生頗具斬獲,其方法是由患者自體脂肪組織提取幹細胞,待增生到足夠數量,即可移植到骨關節,稱得上是再生醫學最新型態的療法。

 
認識幹細胞與間質幹細胞

幹細胞是原始且未特化的細胞,具有再生與分化的能力,可以增殖為與來源相同的細胞,亦可分化成為其他功能的細胞。

因為具有以上特性,所以幹細胞可用來修補受損的組織或器官,甚至可以建構出完整的器官。間質幹細胞除了具備自我更新、增生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。間質幹細胞的取得來源包括骨髓、臍帶、胎盤、脂肪等不同組織,可分化為成骨細胞、軟骨細胞、肌腱、心肌細胞、神經元和脂肪細胞等,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。

IGF1R間質幹細胞

但並不是每一個間質幹細胞都具有相同的增生、分化與治癒的能力,有些幹細胞的增生分化治癒能力強,有些幹細胞的增生分化治癒能力弱。根據長新生醫研究團隊的分析,在幹細胞表面具有胰島素生長因子1號受體(IGF1R)的幹細胞,其增生能力是不具備該受體之幹細胞的10倍;分化為其他細胞或組織的能力,是不具備該受體之幹細胞的3-5倍;對於某些疾病(如:腦中風)的治癒能力,是不具備該受體之幹細胞的5倍。然而,具有IGF1R受體的幹細胞,在整體幹細胞所占比例不到5%。增生分化治癒能力如此強大的細胞,含量卻這麼稀少,不免限制了幹細胞的儲存與應用效果。為此,長新生醫成功研發出可以增加IGF1R表現的培養液,能培養出具有IGF1R受體的幹細胞高達34.3-50%,如此便能儲存最原始最年輕的第一代間質幹細胞,未來取出應用時,這些間質幹細胞也因同樣具備高度的增生分化治癒能力,而擁有較佳的醫療效果。

下圖為經過90天的培養,具有IGF1R的間質幹細胞增生數量( ●符號 ) ,比起完全沒有IGF1R的間質幹細胞( ○符號 )與一般的間質幹細胞( ▼符號 ) ,增生數量可增加10倍。這代表只要設法增生具有IGF1R的間質幹細胞,就能在最小代數內達到所需使用的量。

症狀一出現就應採取對策

預防勝於治療,膝部退化性關節炎也是如此。沒有任何一種藥物可使嚴重受損的膝關節軟骨完全恢復正常,患者要減輕膝關節炎的症狀,在發病早期就應聽從復健科醫師指導,建立正確的生活習慣及從事適合的運動,並配合藥物治療,好好保養膝關節,應可獲得相當程度的改善。但若膝關節炎已發展到後期,往往就只有依賴手術(關節鏡或人工關節置換)來減輕疼痛了。

以自體脂肪幹細胞修復膝關節的實例

拜再生醫學技術突破所賜,Jaewoo Pak於2011年成功地將病人自體脂肪幹細胞注射於患部,經過5週之後,受損組織順利增生且可減少或停止服用止痛藥;8個月後,軟骨損壞區塊大幅減少,膝蓋下的水腫癒合;追蹤到最後的報告更顯示,病人的膝關節功能改善,不僅恢復正常生活,甚至能夠跑步。此一研究意味著使用自體幹細胞修護受損細胞及部位,並非遙不可及的夢想,而是人類醫學一個新的里程碑。自體幹細胞應用於治療退化性關節炎,是根據再生醫學理論輔以臨床實證的結果,軟骨組織的修復和再生需要各種細胞要素,才能幫助病人軟骨增生與再造,也唯有給予骨頭再生性的修復細胞和健康的軟骨細胞,才能真正達到治療退化關節的目的,提升老年的生活品質。所以,當您發現膝蓋疼痛不適,務必要儘快就醫,防止膝關節炎持續惡化,否則拖到舉步維艱的那一天,可就後悔莫及了。
運用自體脂肪幹細胞治療髖關節壞死,治療前後的磁振造照(MRI)對照圖。
藍色箭頭表示骨頭已再生,綠色箭頭表示骨頭已實質化。
參考資料:
1.長新生醫國際股份有限公司網站:www.ever-health.com.tw
2.Jaewoo Pak(2011).Regeneration of human bones in hip osteonecrosis and human cartilage in knee osteoarthritis with autologous adipose-tissue-derived stem cells: a case series.Pak Journal of Medical Case Reports,5:296

【撰文/中國醫藥大學附設醫院 護理師 蔡秉宸 圖像設計/林世豪】


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