生命传奇-脐带血随著生物科技日新月异的发展,自八零年代晚期开始,在过去一直被当成医疗废弃物的脐带血就已经被证实其中富含可以分化出不同型态之细胞或组织的万能细胞-干细胞,能够被用来治疗人类的疾病.使得脐带血的研究成为了二十世纪最重要的议题.进入二十一世纪後,有关脐带血的研究与发展更是随著「再生医疗技术」风靡全球.一些民间私人的生技公司纷纷投入这个潜力无穷的市场,电视与平面媒体不断的传输著有关脐带血干细胞的新闻以及脐带血银行的广告,上述种种的因素,引起了我们对於脐带血的兴趣,因而展开了这次脐带血的初步探索.首先我们蒐集了各种有关脐带血的资讯以及报导,接著将脐带血与现行已臻成熟的周边血,骨髓移植做比较,并对於脐带血的治疗应用,储存处理作相关的讨论,了解脐带血未来可能的发展,以做为他日进一步探讨的依据.贰●正文一,关於脐带血01.何谓脐带血：胎盘是妈妈供应胎儿所需氧气和养分的转运中心,怀孕时,妈妈可以将氧气和养分经由胎盘透过脐带,将养份提供给胎儿,从脐带的婴儿端到胎盘端的静脉所采集收取的血液就叫做脐带血(cdblood),一条脐带平均能够取出70~100cc的脐带血,其中有用的部分在去除杂质後大约只剩10~20cc左右.脐带血被用作医疗用途是近15年才有的生物科技新发展;过去在胎儿出生後,医生会将连接在身上的脐带剪断,将脐带和连接在另外一端的胎盘当作医疗废弃物处理.现在由於科技的发展和医学的进步,它成为新生儿一生只能采取一次的珍贵宝贝,目前在美国,欧洲,澳洲,纽西兰,日本等地,已有许多的家庭在为他们的新生宝宝永久保存脐带血.如同冷藏保存精子的精子银行一样,冷藏保存脐带血者称为脐带血银行.脐带血中含有极为丰富的「零岁」干细胞,是人体三种造血干细胞移植来源(骨髓,周边血,和脐带血)的重要资源之一及免疫系统的主要来源,这些干细胞可以发育成血液和免疫系统的细胞,因而可取代骨髓移植使用.脐带血的干细胞又称为万能细胞,因为它类似胚胎一般,是「年轻」而较未分化的细胞,可以发展成不同型态之细胞或组织做为做为基因治疗(genetherapy)及复制疗法之用,以便矫正基因缺失(geneticdefects),和治疗自体免疫疾病(autoimmunediseases),还有一些先天性异常的遗传疾病病人,或是恢复癌症患者因为放射治疗而损伤的造血系统,像是分化/增生为运送氧气的红血球,抵抗外来感染的白血球,协助凝血的血小板等等;目前随著生物科技的进步,不久的将来人类甚至生命传奇-脐带血-3-能够用自己的脐带血干细胞分化发育出年轻的细胞取代我们身体老化受损的细胞,组织,或是置换受伤害的器官.(注一)02.脐带血发展史：A.自70年代,DrBoyce实验显示,遭受致命剂量放射线破坏骨髓的老鼠,可藉注射老鼠胎血而获救活命.B.1980年代末期Dr.Broxmeyer证实,人类脐带血中含有丰富的原始造血细胞,而且这些细胞较骨髓中相对的细胞,更易作为基因转载体,进行各种遗传病的基因治疗手段.C.第一个脐带血移植是l988年在法国巴黎的医院所完成.该次脐带血移植是用来治疗一位罹患先天性再生障碍性贫血(Fanconisanemia)的五岁男孩,这位病人至今仍健康地生活著.D.1990年成功在美国完成第一例白血病童手足间的脐带血干细胞移植.E.1993年美国使用脐带血成功地以基因治疗三位患有致命性免疫缺陷疾病的孩童并有医院开始从事非亲属间之脐带血移植.F.1993至1995年间,约近百个非亲属间脐血移植中,虽有不少案例是在HLA配型不合的情形下完成,但大多数都移植成功.G.截至目前为止,「脐带血移植」的相关病例应该超过二千多例,而且相关的治疗领域也在不断开发中.统计显示,三分之二的脐带血移植手术是因为挽救恶性病症而必须施行的,而三分之一脐带血应用,则是用来医治各种遗传性的血液病症.H.现在美国联邦政府将批准一个大型临床试验,来收纳美国境内所有与脐血移植相关的医病资料.在此一计划中也提议设立全国性脐带血库,并为脐血的采集和储存建立标准流程.(注二)二,脐带血所具之优势01.脐带血的优点：生命传奇-脐带血-4-相对於周边血或骨髓的取得与应用,我们发现脐带血有下列优点：A.来源容易：它的来源很容易,因为每一位新生婴儿都有脐带,只要是正常足月分娩婴儿的脐带,所取得的脐带血都是良好的来源.台湾每年有超过25~30万的新生儿(逐年减少中),因此脐带血的来源是非常丰富的,而且库存脐血运送方便,移植时在时间上容易掌控.不过这项行动,在不同的国家法律规定,是需取得母亲代理婴儿的同意而作捐赠的要件,送往有特别设置的脐带血银行或机构处理及保存.B.采集简单：脐带血取得容易,对捐赠人没有任何危险或者疼痛,只要医师或护理人员在分娩过程中,顺便以无菌技术像抽血一样采集就可以;在采取过程中免麻醉,免手术,免住院,对母体及婴儿都不发生影响或造成任何伤害痛苦.除了妊娠不足32周,胎盘剥离时间与分娩时间相差12小时以上,分娩时发烧高於38℃,羊水中有胎粪,产妇有严重贫血,胎儿呼吸窘迫,红血球致敏,产妇有HBV,HCV,HIV,或梅毒感染等情况者不予采集外,正常分娩的胎盘与脐带都是良好的来源.此外为避免脐带血凝固并保持细胞的活力,脐带血需在胎儿产下後的十分钟内尽快采集.还有为保证脐带血的品质和安全起见,虽然会增加一些成本,但仍然建议采用密封连袋式的收集袋(collectionbag)和处理袋.C.成本低廉：脐带血本身就是废物利用,如果收集来直接给自己输用(自体移植)或马上输给亲属用时(异体移植),花费的确不多.它和骨髓移植的至少二万五千美元的花费,或需要连续五天注射生长激素,再经一至二次使用血球分离机收集静脉血液循环中造血干细胞的周边血干细胞采集的开销相比较,简直是天壤之别.D.带传染原或病毒的可能性较低：巨细胞病毒(Cytomegalovirus;CMV)感染是造成异基因造血干细胞移植病人死亡的主要原因之一,人类巨细胞病毒感染在人群中广泛存在,在发达国家为40-60%,发展中国家为90-100%;再者免疫系统尚待建设的病人,如果感染传染性病毒,可能会导致严重的并发症.而脐带血因为胎盘过滤能力极佳且脐血在胎儿初生不久即被采集,所以具有"纯真(naive)"或说是"没有经验(inexperienced)"的天性,鲜少有被CMV或EBV病毒污染的案例报告,如此看来脐带血干细胞移植和骨髓或周边血干细胞移植相比之下,受感染可能性极低.E.含较多的造血母细胞：生命传奇-脐带血-5-脐带血干细胞和祖细胞(progenitcells)的数量和品质都比其他干细胞优良,而且脐带血中的造血干细胞以及母细胞的浓度比骨髓里的多10-20倍,所以它的增生能力(proliferativecapacity)也比较高.F.移植配型要求较低：由於脐带血细胞较为原始,脐带血移植同样需作HLA配对,但因脐带血中所含的淋巴免疫球功能尚未成熟,故在做脐带血移植时不会如成人作骨髓移植,可产生"移植物对抗宿主"的重大不良反应.脐带血移植的病人发生排斥反应(rejection)的机会,比起骨髓移植要来得低(捐受双方HLA抗原型比对只要达到80%以上吻合即可),因此不需要像骨髓移植要求六个人类白血球抗原配对相同,只需四～五个人类白血球抗原配对相同即可.不过依据过去的经验来看,医师还是采取比较保守的态度,配到有五个抗原相同的脐带血再进行移植,这样成功的机率会大幅提高.G.移植後排斥反应较低：在植体抗宿主排斥反应中(graft-Vs-host-disease,GVHD),捐赠者骨髓中的免疫细胞会攻击病人的器官和组织,使其丧失生理功能,并使病人容易受到病原菌的伺机性感染.但由於脐带血造血干细胞比较不成熟(primitive;immature),它的T细胞较纯真(naive),辨识『自我(self)』与『非我(non-self)』的能力就比骨髓或周边血的成熟造血干细胞要差,因此可以减少移植物抗宿主病(graftversushostdisease;GVHD)和排斥反应(rejection)的发生,其排斥性比骨髓低60%,此外还可以增加少数族群移植的机会.(注三)02.脐带血,周边血,骨髓的比较：项目脐带血周边血骨髓来源脐带及胎盘周边血液骨髓收集过程由剪断脐带来采集,对婴儿或产妇不具任何感觉或伤害连续2-3天,每天一次在血库以自动血球分离机收集2-4小时,将之冰冻保存备用在手术室进行,约需1-3小时,采全身麻醉.从骨盆腔两侧肠骨脊抽取500-1000ml骨髓液收集时机婴儿出生时年龄,性别,身体状况许可下干细胞的年龄零岁与捐赠者同龄干细胞浓度高於骨髓10倍以上,且其增生能力较高较骨髓更加不足浓度较低且增生能力较生命传奇-脐带血-6-干细胞体外增殖能力较高较低受病源污染的可能性因胎盘的过滤作用分化增生能力较强,污染率几乎为零分化增生能力较弱较容易遭受感染移植等待期数天-数周(新生儿出生时即以低温储存,需要时可随时解冻使用)数周-数月至少需4-6个月前置准备期(找寻配对者耗时,有时甚至长达半年以上,病人常等不及)人类白血球抗原(HLA)配对HLA不须完全符合,手足有50%机会可适用;非亲属之间移植,只需5~4个人类白血球抗原相符非亲属移植,HLA须完全的符合,手足间约25%的机会符合;非亲属之间必需6个人类白血球抗原皆相符,配对成机率约5万~10万分之一宿主排斥(GVHD)较少(脐带血自体保存自体移植者,无排斥反应)异体周边血液干细胞移植後之慢性GVHD,发生率高达70%排斥情况中等,通常是骨髓移植失败的主因捐赠者前预备不需使用造血生长因子刺激捐赠者干细胞生成有具体效应後才能开始收集(约需5-7天)在移植前一个月内,捐赠者必须分次自捐500-700ml血液,存放在血库捐赠者副作用无副作用造血因子刺激後之副作少数会有低血钙,肌肉抽筋,嘴唇麻木,低血压,头晕,寒颤等现象.手术麻醉的危险及麻醉消退後之身体不适与疼痛恢复期不需2-3周内可恢复4周内会自行再生费用费用较低费用昂贵,尤其在处理宿主排斥所产生的疾病需许多药物(注四,五)二,脐带血之功效与应用01.脐带血之功能：生命传奇-脐带血-7-A.可以替代骨髓移植：脐带血干细胞人体造血及免疫系统的主要来源,可以取代骨髓,治疗各种血液,免疫及代谢方面的30多种疾病,对於癌症等病患在接受放射线治疗,或化学治疗时被破坏掉的造血与免疫系统,也能藉由脐带血的干细胞来恢复其功能.B.可进行基因疗法(GeneTherapy)：所谓的基因疗法是指针对病人的基因缺陷,在医疗上将正常基因或具某种特殊功能的基因植入干细胞,利用干细胞的繁殖性,制造出带有此基因的新细胞,并散布到整个身体里,以达到治愈的疗效.C.可进行复制疗法(TherapeuticCloning)：复制疗法是指利用干细胞(StemCell)复制出的细胞来修补受损的器官,或是利用复制出的年轻细胞来取代死去或受损的细胞组织,以达到抗衰老的效果.由干细胞培养出的新神经细胞,可用以治疗脑部或脊髓神经受损的疾病,例如：老年痴呆症等疾病(电影「超人」中男主角克里斯多夫李维近年来便不断鼓吹这方面的研究).除了神经方面的疾病外,若是将干细胞培养成特定器官的细胞或组织,则可治疗糖尿病,关节炎,或是修补肝脏,心脏,肾脏等器官方面的疾病.此外,用干细胞培养出血管,则可望运用在心肌梗塞等疾病的治疗或制造人工血管(目前为实验阶段).(注六)02.脐带血的治疗应用：A.恶性肿瘤：急性淋巴性血癌(ALL),慢性淋巴性血癌(CLL),急性骨髓性白血病(AML),慢性骨髓细胞白血病(CML),多发性骨髓瘤(multiplemyeloma),骨髓发育不良徵候群(MDS),淋巴癌,又称非何杰金氏病(non-HodgkinHodgkin),神经母细胞瘤等固体肿瘤以及脑瘤,卵巢癌,肺癌,鼻咽癌,乳癌,睾丸癌等属於实质性肿瘤.B.血色素及血液功能障碍疾病：再生不良性贫血(AplasticAnemia),Fanconi贫血症,镰刀状细胞疾病(sicklecelldisease),Kostmann徵候群,地中海性贫血,巨细胞球缺乏性血小板减小症….C.先天新陈代谢失常：肾上腺脑蛋白障碍,黏多醣症,Krabbe病,Hurler氏徵候群(HurlerSyndrome),淋巴组织细胞增生症,脑白质肾上腺营养不良症,婴儿遗传性脑白质萎缩,骨生命传奇-脐带血-8-质石化病(大理石宝宝),Adrenoleukodystrophy(ALD),白血球粘著缺乏症等….D.免疫功能缺陷类病变：严重复合免疫不全(SCIDs,气泡娃娃症,俗称泡泡儿),慢性肉芽肿疾病,X—性联性淋巴组织增生疾病….E.自体免疫疾病：多发性硬化症,风湿性关节炎,红斑性狼疮….(注七)参●结论综合以上的资料,我们可以了解脐带血内干细胞的功能,主要是应用在「基因疗法」与「复制疗法」上,如：复制神经干细胞来治疗神经受损方面的疾病,或是生产如皮肤,血管,神经,肌肉,肝脏等脏器.因此血液干细胞有朝一日可能用来修补或替代不同器官的组织,而且从血液取得干细胞要比从骨髓获取干细胞容易得多.此外,它的安全性,便利性及较低的并发症而言,均较骨髓移植或周边血液干细胞移植,更为优越;这些研究虽然都还没到成熟的地步,但也显示了脐带血干细胞保存的前瞻性.展望未来,学术研究单位与生技产业界的合作与研发应可加速干细胞研究与相关科技的发展,也冀望两者的整合为21世纪台湾及世界的医疗带来划时代的进步.
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