自體骨髓間質幹細胞簡介

埃及神祗歐西里斯（Osiris）與愛妻伊西斯受到歐西里斯弟弟賽斯的嫉妒，謀取篡位。最後竟將其大卸十四塊，丟進尼羅河，不死心的伊西斯找回丈夫的屍塊拼湊回去，竟能再度復活。基於此埃及傳說，納斯達克（Nasdaq）幹細胞生技公司，在1992年就以Osiris為名在美國馬里蘭州成立。由於該公司骨髓間質幹細胞取自健康成人骨髓，沒有宗教倫理的爭議。且骨髓間質幹細胞為擁有自我複製更新能力及具多能分化之間質細胞，可以分化成多種類型的成熟細胞，包括：成骨細胞，脂肪細胞及軟骨細胞等中胚層細胞及神經細胞等非中胚層的成熟細胞。骨髓間質幹細胞具有低免疫排斥特性，也可以直接做為異體移植。目前已被利用於進行如GvHD（移植物抗宿主病）、Crohn’s Disease（克隆氏症）、Acute Radiation Syndrome（急性幅射損傷）、第一型糖尿病、急性心肌梗塞、慢性阻塞性肺疾和骨關節炎等疾病之人體臨床試驗。自體骨髓間質幹細胞取自於病人本身，沒有排斥的疑慮，其安全性更甚於異體骨髓間質幹細胞，有助於退化性患處的修復及再生。因此，在高齡化社會中，使用骨髓間質幹細胞為主體的幹細胞藥物，來促進退化性及損傷性疾病 (如退化性關節炎及膝關節軟骨缺損) 的修復，逐漸受到重視。

治療退化性關節炎及膝關節軟骨缺損的作用機制

膝關節軟骨缺損是指膝內軟骨受到內在因素(代謝性或免疫發炎等病症)及外來因素(車禍、激烈運動傷害或承受超負荷壓力)而引起軟骨受損。因為年紀的增長與氧化壓力而抑制軟骨修復，同時會產生大量促發炎物質與分解酵素破壞軟骨使軟骨表面粗糙、彈性降低並逐漸磨損崩解，局部的潰瘍漸漸地導致軟骨流失、變性和關節破壞等一連串的慢性傷害。另一方面，像籃球、足球、馬拉松等，對膝關節撞擊傷害較多，其中大部分的缺損處多在股骨(Femur)，若年輕時有軟骨缺損，則很容易產生退化性關節炎。

退化性關節炎目前的治療，起初都是採取保守療法，也就是非手術性的治療包括 1. 藥物治療(類固醇與非類固醇抗炎藥)，作用在阻止體內疼痛和 發炎的前列腺素產生。2. 復健治療與注射針劑如: 玻尿酸、自體濃縮血小板注射等方式達到減緩不適感。當保守療法都無效時，且病患症狀持續加劇，以致行動困難，醫師可能會建議進行人工關節置換手術。綜合而言，目前a的治療還是以 NSAID 藥物為主，但只是單一地治療退化性關節炎的發炎，再加上長期服用的副作用，因此以骨髓間質幹細胞進行關節軟骨修復及再生是有迫切需求的。

骨髓間質幹細胞為具有自我複製更新能力及多能分化之特性，應用於協助關節軟骨修復及再生機制，主要分為兩大類:第一類為骨髓間質幹細胞貼附於退化或損傷的關節軟骨表面，並進一步分化成軟骨細胞，直接參與關節軟骨之再生。第二類為骨髓間質幹細胞並未移行至關節軟骨表面，而存在於關節內的其他部位，藉由釋放激素或生長因子，間接來抑制關節發炎或協助體內幹細胞或軟骨細胞進行再生。目前有諸多研究正在進行，如何發展新技術，協助遞送幹細胞並貼附在關節軟骨表面，更進而促進其分化成軟骨細胞，直接再生出多層軟骨細胞。隨著新技術的發展，幹細胞的再生功能將不斷被提升推升，未來將有機會以幹細胞療法取代人工關節置換手術。

自體骨髓間質幹細胞治療的風險

細胞治療學中存在內在風險 (細胞本身) 及外在風險 (製作過程)。內在風險包括細胞分化程度、癌化潛能、長期存活風險、排斥、非預期生物效應等。外在風險，則包括捐贈者、細胞取得及培養過程的污染、保存過程及運送條件是否造成製劑受損、以及治療後的臨床反應是否能達到細胞治療的預期等。因骨髓間質幹細胞具高度分化能力、無癌化的案例及低排斥的特性，屬於低內在風險的產品，因此民眾只需慎選優質的治療院所，就能降低外在風險。
 

國內外治療案例

國內案例：(引用自參考文獻1及2)

1. 參考文獻1顯示，在兔子的動物模式中，在6周和12周時，與單獨接受玻尿酸注射的組織相比，注射異體骨髓間質幹細胞的組別，關節表面顯示較少的軟骨損失和磨損，並觀察到相較於單獨玻尿酸組別，有更好的組織學評分和軟骨含量。此外，在表面軟骨中可見所給予的、以超順磁奈米鐵標示的幹細胞。因此，注射異體骨髓間質幹細胞能減緩退化性骨關節炎的進程。並且在國內有業者與醫院於110年2月開始執行幹細胞治療膝關節炎，目前已有41例進入治療療程，其中有28例完成兩次完整治療，短期的治療效果顯著。
2. 參考文獻2進一步找到了退化性關節炎所具有的專一性標的膠原蛋白12的標靶胜肽，在豬的動物模式中，針對此標的發展出能發現早期關節炎的顯影劑，並結合玻尿酸，增加關節的潤滑度，以減緩退化性骨關節炎的疼痛，並能精準將骨髓間質幹細胞帶到退化性關節炎軟骨上，增加關節軟骨的厚度。

國外案例：(引用自參考文獻3)

1. 在伊朗德黑蘭，有兩個小型的臨床試驗 (6個病人)中，分別用 20-24 × 106 骨髓間質幹細胞或每公斤體重5 × 105骨髓間質幹細胞治療，可以增加軟骨厚度和修復組織，以及顯著改善長達 30 個月。這些改善在12個月內保持穩定，隨後下降，因此表明可能需要隨後注射骨髓間質幹細胞以實現延長的治療效果。 
2. 在西班牙巴塞羅那，有12名KL分類為II-IV級患者中，注射40 × 106 骨髓間質幹細胞後，隨著時間的推移，疼痛功能評分（VAS）和關節軟骨質量得到顯著改善，在12至24個月的隨訪期間沒有任何下降。

參考文獻：

1. Chiang E-R, Ma H-L, Wang J-P, Liu C-L, Chen T-H, Hung S-C. Allogeneic Mesenchymal Stem Cells in Combination with Hyaluronic Acid for the Treatment of Osteoarthritis in Rabbits. PLoS ONE 11(2): e0149835 (2016).
2. Lin, CY., Wang, YL., Chen, YJ. et al. Collagen-binding peptides for the enhanced imaging, lubrication and regeneration of osteoarthritic articular cartilage. Nat. Biomed. Eng 6, 1105–1117 (2022).
3. Lopa, S., Colombini, A., Moretti, M. et al. Injective mesenchymal stem cell-based treatments for knee osteoarthritis: from mechanisms of action to current clinical evidences. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 27, 2003–2020 (2019).

作者：洪士杰 教授/中國醫藥大學醫學院 新藥開發所特聘教授、中國醫藥大學 新藥開發中心主任、中國醫藥大學附設醫院 整合幹細胞中心主任
共同作者：何俊德 博士後研究員/中國醫藥大學附設醫院 整合幹細胞中心

資料來源: 衛生福利部