「羊水幹細胞教父」在台灣!黃效民博士:羊水幹細胞是幹細胞發展 4.0

談到能夠逆轉疾病、甚至逆轉年齡的幹細胞技術,你是不是會先聯想到好萊塢充滿未來感的醫療電影,或是西方乃至日本的實驗室技術。如果是的話,你可能一直都低估了台灣的幹細胞實力。事實上,挾帶著強勁的醫療實力以及研發能量,甚至還有專利與法規護航,台灣的幹細胞產業,一直是被全世界看好的明日之星。

全球第一個發表成功分離和鑑定出羊水幹細胞論文與專利的人,「台灣羊水幹細胞教父」,幹細胞研究和保存權威、美國羅格斯大學微生物暨分子遺傳學黃效民博士,就是讓全世界看到台灣幹細胞技術的關鍵人物。他所發明的羊水幹細胞採集技術,至今都是全球實驗室沿用的準則。

扎實訓練和理論兼顧一出手便打造全世界最好的細胞庫

身為台灣幹細胞庫計畫主持人以及國家衛生研究院細胞庫計畫主持人,其實,一開始黃效民並非從事幹細胞相關的研究。從台大畢業後,他來到了食品研究所工作,研究的是微生物和遺傳工程。

不過表現卓越的黃效民,被單位以公費生的資格,派到國外學習最新的細胞科技。他也不負期望,學滿歸國後,馬上著手投入細胞庫的建立,讓台灣的細胞相關研究,可以有高品質的細胞材料供應和冷凍保存制度。

即使是現在,也不是每個國家都擁有自己的細胞庫,黃效民表示,要做就要做到最好的,他親自參與每個階段,為台灣打造世界一流的完整細胞庫。不少的國際學者來到這裡參觀後,告訴他,「你們不是世界一流之一(one of the best),你們的細胞庫就是世界第一(the best)!」

幹細胞挑戰未來醫療方向 促使黃效民投入研究

才剛打造好全世界最好的細胞庫,黃效民開始關注如何培育幹細胞,因為幹細胞治療將是未來醫療發展的重要工具。黃效民指出,越早期的幹細胞,在學理上具有越好的分化能力,按照這個邏輯,最好的幹細胞就是「胚胎幹細胞」。但是,胚胎幹細胞的建立需要破壞一個受精卵,爭議性實在太大,包括美國前總統布希都是帶頭反對者,更不要提其他歐洲的保守基督教國家。

因此,如何在身體其他部位、或是生命的特定階段,尋找分化效果最好的幹細胞,就成了近半個世紀以來,科學家所關注的重點。

間質幹細胞研究分為四階段,找尋潛力最大的幹細胞

黃效民表示,到今天為止,間質幹細胞研究約有半世紀的歷史,按照發現的時間、應用的範圍,可分為四個階段,依序為骨髓幹細胞、脂肪幹細胞、胎盤與臍帶幹細胞,以及目前最重要的羊水幹細胞。

1968 年,俄國科學家首次發現骨頭中具有某種再生能力強大的細胞,並發表在期刊上,這個細胞隨後被稱為所謂的「骨髓間質幹細胞」,人們逐漸對這種具備再生能力的細胞感到好奇,這是幹細胞 1.0 的年代。

不過,骨髓間質幹細胞的搜集仍比較困難。因此接下來,有研究人員從脂肪中提取的脂肪幹細胞成為 2.0 年代的代表。從脂肪中找尋幹細胞確實比較容易,量也較多,但是無論是從骨頭還是脂肪中取得的幹細胞,都是從成熟的個體中取得,分化能力仍然有再提升的空間。

胚胎幹細胞存有爭議性 黃效民成功從羊水提取幹細胞

2000 年以後,國內的臍帶血庫出現,臍帶血、臍帶、胎盤幹細胞在嬰兒出生時能夠同步被保存。不同於從成人身上取到的成體幹細胞,這些更早期的幹細胞,被大家相信將會有更好的治療成效。

因此,大量的臍帶血銀行商業廣告進入大家的視野,讓大眾們聽到幹細胞,馬上就聯想到臍帶血,這就是所謂的幹細胞 3.0 時代。

面對琳瑯滿目的廣告,讓黃效民有了一個靈感:「具有爭議性的胚胎幹細胞是在著床前取得,而胎盤、臍帶血幹細胞是在出生後取得,這中間還有整整 10 個月的時間啊!」

黃效民笑道,正巧因為太太懷孕生產,他和國泰產前遺傳診斷中心的主任蔡明松醫師成了好朋友,向蔡明松詢問了從羊水中提取幹細胞的可能性,幹細胞的 4.0 時代,就此展開序幕。

偶然的靈感取得全世界第一個羊水幹細胞專利!

其實,過去不是沒有人想過,羊水中可能含有幹細胞。2003 年時,就有相關學者預言,未來可以在羊水中找到非常早期的幹細胞,但是遲遲沒有人成功。因為有過去累積各種幹細胞的培養和鑑定經驗,黃效民比其他研究人員更有耐心和執著,他分析,過去的研究無法成功提取羊水幹細胞,是因為「時間」的問題。

「從新鮮的羊水中,培養出來的大都只有羊水細胞,因為真正的幹細胞處於休眠狀態。」黃效民幸運的使用羊膜穿刺後第一次培養放置了 3 天的羊水,其中未貼附的細胞液,才成功喚醒了幹細胞,且消除了會干擾真正幹細胞生長的纖維母細胞。

2004 年 5 月,這項論文發表於《Human Reproductive》,並成為該期的頭條與封面,黃效民一戰成名,並取得了全世界第一個羊水幹細胞專利,細胞 4.0 年代正式開始,這份專利更是讓台灣在下一輪醫療科研競爭中,已經立於不敗之地。2007 年美國時代雜誌 (TIME) 更將羊水幹細胞,票選為當年度人類十大醫學突破之一。

羊水幹細胞效果媲美胚胎幹細胞,將是最有前景的明日之星
醫學界普遍認為,幹細胞中「可塑性」最高的是胚胎幹細胞,它可以生長成人體超過 220 種細胞。然而這種幹細胞要從胚胎抽出,胚胎在過程中會被摧毀,等同扼殺生命而遭到許多倫理爭議。

羊水幹細胞的好處,是具備多樣性、又免於道德爭議,且取得容易又安全,治療效用可媲美極具道德爭議的胚胎幹細胞。「羊水幹細胞是胎兒早期的細胞,染色體的端粒長度非常長,意味著細胞的增殖生長能力較出生後的細胞更佳,老化的速度較慢,」黃效民表示。

他更指出,在產檢時多抽一點羊水保存下來,其實不只是照顧孩子,更是照顧一家人,因為羊水幹細胞的免疫抗原性很低,對於血緣相近的家人們,未來都有機會,能夠提供不一樣的醫療照護。

治療不治之症!羊水幹細胞成為「不死癌症」的救星

目前在國際間,羊水幹細胞的研究應用範圍,包括了腦中風帕金森氏症心肌梗塞、肺纖維化、急性腎衰竭、尿失禁、骨修復等,應用範圍十分廣泛。黃效民指出,尤其在「神經性疾病治療」方面,羊水幹細胞將扮演重要的角色。

「神經損害的疾病,包括了腦中風、帕金森氏症、阿茲海默症等,在目前都是具有明顯治療瓶頸,且難以治療,」這些看不到治療希望的疾病,被稱為現代的不死癌症。

不過,羊水幹細胞卓越的再生能力,在神經修復上,不斷有突破性的表現。黃效民指出,越來越多的研究證實羊水幹細胞治療缺血性中風十分具有前景,像是 2014 年,《Front Cell Neurosci》期刊指出,羊水幹細胞移植治療可以減少梗塞面積,提高認知功能的恢復;2019 年發表在《Cell Transplant》上的動物研究,也顯示了羊水幹細胞治療對缺血大腦的益處。

全球範圍內,多個頂尖團隊正嘗試透過細胞治療修正出現問題的腦神經組織,國泰醫院近年來也有針對羊水幹細胞治療帕金森疾病的動物實驗。

黃效民博士樂觀表示,隨著臨床試驗不斷獲得積極結果,安全性及療效等相關問題將得到證實。未來,羊水幹細胞有望成為這些不死癌症的有效療法。

文 / 林以璿

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