神奇的臍帶血

神奇的臍帶血

臍帶血含有造血幹細胞與間葉幹細胞，可補充各類血球、骨細胞、結締組織等，當病患的這兩類幹細胞無法正常分化時，臍帶血移植就成了救命良方！

文／徐英豪

收集臍帶血是為了取得裡面的造血幹細胞。圖中右邊那一袋是用離心法使紅血球沉澱，造血幹細胞位於底下深紅色的上方。（影像來源：《科學人》影像資料庫／攝影 徐志初） 　隨著知名藝人代言與廣告的推波助瀾，儲存臍帶血似乎蔚為風潮；臍帶血幹細胞移植確實也陸續治癒幾個病例，例如今年4月，台大醫院透過臍帶血移植手術，將一名小女孩的臍帶血注入她患有地中海貧血症的哥哥，使他恢復正常造血功能。此消息讓許多病患對臍帶血充滿更多期待。然而，臍帶血真有這麼神奇？哪些人可能因臍帶血而受惠？ 　要了解臍帶血，首先要認識幹細胞：幹細胞依分化潛能分成「胚胎幹細胞」與「成體幹細胞」等，胚胎幹細胞是「原始、萬能」的細胞，為人體細胞的源頭，可以進一步分化成各種細胞；成體幹細胞只能分化某一種或某幾種相關類型的細胞，如皮膚幹細胞可以分化為皮膚細胞、肝幹細胞分化為肝細胞等（詳見科學Easy Learn網路版第3期）。 　臍帶血裡含有造血幹細胞及少量的間葉幹細胞等（見下圖），造血幹細胞能分化成血小板、紅血球及各種的白血球；間葉幹細胞則可分化為骨細胞、軟骨細胞、平滑肌細胞、心肌細胞等與結締組織。當病患體內的造血幹細胞或間葉幹細胞無法正常分化時，可藉由移植健康嬰兒的臍帶血幹細胞，治癒相關疾病。 臍帶血所含的幹細胞主要為造血幹細胞及少量的間葉幹細胞，它們負責製造人體的血球、淋巴細胞、骨細胞、平滑肌細胞等。（電腦繪圖／姚裕評） 　目前很多惡性疾病的治療要靠骨髓移植，主要是依賴骨髓中的造血幹細胞，但由於患者中有1/3無法從別人身上的骨髓得到造血幹細胞，而且即使得到了也可能引起嚴重的排斥反應。1988年，美、法兩國合作以移植臍帶血幹細胞的方式，治癒一名先天再生不良性貧血的法國男童後，臍帶血的研究開始蓬勃發展。 　　臍帶血幹細胞造成的排斥效應（抗宿主反應）比成人的造血幹細胞小，主要原因是臍帶血的造血幹細胞比較原始，不易被人體免疫系統中的T細胞辨識，因此比較不會活化免疫反應。成體骨髓移植時，都必須先檢視人類白血球抗原（human leukocyte antigen, HLA）基因型是否相符，才能降低排斥的機率。HLA是在細胞膜上的蛋白質，它們的組成方式使每個人的細胞有不同特徵，因而可以讓免疫系統分辨「自我」與「非我」。而移植臍帶血對此要求較低，因此相較於骨髓移植，臍帶血配對與移植的成功率高了許多。 　除了排斥問題，臍帶血中的幹細胞濃度高於其他幹細胞來源10～20倍，分化能力也更好，因此成為相當具治療潛力的幹細胞。目前臍帶血幹細胞已可治癒數十種疾病，包括地中海型貧血、血癌、淋巴瘤、先天性免疫不全症候群、紅斑性狼瘡、黏多醣症等。 誰需要儲存臍帶血？ 　骨髓移植的捐贈者要接受全身麻醉，危險性較高，相對地，臍帶血的取得則不會對母親及新生兒造成傷害或痛苦。不過臍帶血也有缺點，因為採集後的臍帶血，經處理只剩下約20cc，可用的幹細胞數量不足以供應一名成人所需，且私人臍帶血儲存費用非常昂貴，不是每個人都負擔得起，因此儲存臍帶血的產婦比例仍不到6%。 　所幸科學家紛紛投入研究幹細胞增生技術，目前已找出一種名為HOXB4的特殊蛋白，可刺激造血幹細胞、間葉幹細胞等骨髓幹細胞增殖，讓幹細胞可以不斷增殖，若技術成熟，將可以解決幹細胞數量不足的問題 　哪些人需要為自己儲存臍帶血幹細胞？尖端臍帶血基因事業處品質主任陳威霖建議，如果家族中有相關病史，嬰兒長大後或是其兄弟姊妹需要臍帶血移植的機率就會相對增加。一個新生嬰兒的臍帶血幹細胞，有25~30%的機率與兄弟姊妹的HLA吻合，而嬰兒的父母則有50%可配對符合而骨髓配對成功率僅有5%。生物醫學一日千里，沒有人知道臍帶血幹細胞未來究竟可以治療多少種疾病或損傷，因此儲存臍帶血可以當做是一種新的生物型健康保險。 　不過，如果嬰兒罹患癌症或其他重大傷病，因自己的臍帶血幹細胞基因一樣具有先天缺陷，就算成功移植，也可能在未來再度發生相同疾病，除非將來有基因治療、基因剔除、基因置換等方法，否則將成為臍帶血的使用限制。 　至於臍帶血的儲存時間，研究已證實至少能夠冷凍15年以上，且可能可以繼續保存更長的時間。國內儲存臍帶血的機構分為公益捐贈的臍帶血庫與私人自費儲存的臍帶血銀行兩大類，公用的臍帶血庫有台灣血液基金會、慈濟骨髓資料庫等，私人臍帶血銀行也已經有好幾家。 　通常產婦只要健康良好、懷孕過程順利且嬰兒足月或體重超過2500公克，無論自然或手術生產，皆可捐贈臍帶血。公用血庫是無償捐贈，會以匿名方式儲存備用，不可指定使用者，只要病患所屬醫院提出申請，即可進行HLA配對檢測。但有家族遺傳病史或曾罹患B型肝炎、C型肝炎、梅毒、愛滋病等的產婦，則不適合捐贈臍帶血，此外，一年內曾經吸毒、紋身的產婦也不宜捐贈。 　臍帶血幹細胞除了可治療目前已知的數十種疾病之外，未來若技術發展成熟，還可望治療眼底黃斑部病變、肌腱再生等疾病。由於臍帶血的治療領域不斷開發，也讓它的潛力不斷發揮。 如何取出臍帶血內的幹細胞？ 人體的臍帶有三條血管，臍帶血是採集最大的一條「臍靜脈」血液，在嬰兒產出斷臍後、胎盤還未從母體排出前，收集垂在母體外臍帶內的臍帶血。醫師把臍靜脈的血液抽出後，儲存到臍帶血血袋中。採集後的血袋會先放置在15~25℃的運送箱，由專人帶回實驗室檢測和儲存。為確保品質，臍帶血需做各種檢測及幹細胞計數，紅血球和血漿部份要做血液篩檢及病毒檢測，如ABO血型、B型肝炎病毒表面抗原、C型肝炎病毒抗體等。 　採集後的血袋會先放置在15~25℃的運送箱，由專人帶回實驗室做進一步處理、檢測和儲存。為確保品質，臍帶血需做各種檢測及幹細胞計數，紅血球和血漿部份要做血液篩檢及病毒檢測，如ABO血型、B型肝炎病毒表面抗原、C型肝炎病毒抗體等。 　尖端臍帶血基因事業處品質主任陳威霖表示，從醫院取回的臍帶血在實驗室確認無污染之後，就會打入沉澱劑，然後放入3D混合機進行初步離心，第一次離心後可將血液分成三層：血漿、白血球和紅血球，經分層壓板轉移後，分成兩袋：紅血球一袋、血漿與白血球一袋。 　丟棄紅血球血袋後，取血漿與白血球血袋進行低溫重度離心，之後留下富含幹細胞的白血球血袋，在低溫下緩慢注入抗凍劑保護幹細胞的細胞膜，然後快速地將幹細胞轉入抗凍袋，貼上條碼標籤，套上抗凍膜，並置入抗凍匣保護（抗凍袋、抗凍膜、抗凍匣只是不會在低溫下損壞的袋、膜、匣，並非能幫助幹細胞「抗凍」）；最後以機器手臂放入液態氮冷卻槽中，等溫度降到-50℃以下，再繼續往下降入冷卻槽底層的-196℃超低溫恆溫液態氮槽中保存。等將來某一天要使用時，只要將儲存的臍帶血幹細胞回溫並增量，就可像一般輸血一樣，將臍帶血幹細胞注入人體，它就能自己找到需要修復的位置；另外也可採用局部移植方式，將定量的臍帶血幹細胞打入患部，讓幹細胞附著在組織或血管上，直接在患處生長並修復。 1. 採集50~70cc臍帶血液後，放入密閉式血袋。 2. 利用離心機取出幹細胞。 3. 幹細胞的血袋最後存放於-196℃液態氮中。（影像來源：《科學人》影像資料庫／攝影 徐志初）