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「逆轉」腎病指數!羊水幹細胞讓腎臟重新再生
HEHO健康     2021/11/22 10:00
人類的平均壽命正隨著醫療發展與生活水準逐漸延長,台灣的平均國民壽命也來到 79 歲高齡,活得長之外,追求更好的生活品質則是新的挑戰!高血壓、高血脂、糖尿病等慢性疾病,也被投注了更多關注與照護,而曾經的「洗腎王國」,現在是否已有逆轉的機會呢?

台灣透析人口逐年下降,但仍為醫療沉重負擔
根據美國腎臟病登錄系統公布的資料顯示,台灣透析人口「發生率(每年新增患者)」有逐年下降的趨勢,但廣泛的盛行率仍然是醫療體系正面臨的沉重課題。

腎臟背負著人體排除代謝物的重大使命,健康的腎臟平時透過內部豐富的微血管,負責過濾、交換出體內的廢棄物,而當身體處在高血壓狀態,腎臟便無法有效過濾體內的代謝物,腎臟病就這樣發生了。而高血糖也容易導致腎臟組成單位─「腎絲球」和「腎元」硬化、遭破壞,嚴重影響腎功能。

在過去,當腎臟因為各異的原因發生功能性或結構性的損傷,往往只能透過終身進行透析,或者移植才能維持生命,但現在已有新的研究指出,幹細胞具有優異的治療潛力,有機會能改善腎臟功能。


幹細胞治療「逆轉」腎病相關指標
近年加速開發的幹細胞治療,有機會成為相關疾病的治療首選。多項幹細胞研究指出,幹細胞優異的抗發炎特性、自我再生能力,被證實在腎小球、腎小管有良好的組織修復功能。

在臨床指標中,有兩大腎功能評估指數,也就是尿蛋白及血肌酣酸(Creatinine Cr)。尿蛋白一旦上升,腎病病情便不容樂觀、難以逆轉,有極大可能走向腎衰竭,而血肌酣酸亦是反應腎功能最精準的指標之一。在近年動物研究中,發現注射幹細胞或移植治療慢性腎衰竭小鼠,結果顯示能明顯降低尿蛋白,並且血中的肌酣酸數值大幅降低,此結果也意味著,經過幹細胞移植治療,腎功能有機會獲得大幅的改善。

深入探討幹細胞之所以對腎臟疾病能有所改善,科學家推測其中的原因可能來自幹細胞改善了目標組織的粒線體功能,換句話說,幹細胞像是直接提升了受傷腎細胞的「發電廠」能量,提供腎小管上皮細胞面對損傷的保護力,藉此防止尿蛋白的發生。

腎臟重新「再生」靠羊水幹細胞!
2019 年,韓國的研究團隊將「羊水幹細胞」植入部分被切除的腎臟中,發現腎的「總體積」逐漸恢復,腎小球及腎小管也再生了!同時,血液中的尿素氮和肌酐值也顯著下降,直接證明腎功能的狀態復原,再仔細觀察,發炎因子和纖維化因子都幾乎沒有增加,對受傷組織是非常好的現象。


除此之外,幹細胞治療的其中一項隱憂「腫瘤增生」,在羊水幹細胞中,安全性也相對較高。在研究中發現,羊水幹細胞在移植後會逐漸消失,並不會遷移到其他器官,像是肝、脾或是肺,觀察長達 40 週,都未發生腫瘤增生,顯示羊水幹細胞同時具備優異的幹細胞特性、組織再生能力,但未存在安全性威脅。

同時,來自美國北卡羅來納州的研究團隊也發現,羊水幹細胞會移動至受傷的腎細胞處,並釋放營養因子,改善慢性腎臟病。

而針對急性腎損傷,羊水幹細胞也有它一套方法!

急性腎損傷也不怕 羊水幹細胞開啟保護機制
急性腎損傷可能肇因於尿結石、攝護腺肥大或是腎毒性藥物、感染、脫水、休克等,通常是指一週內因為不同原因造成腎結構損害或是腎功能受影響。

輕微的急性腎損傷大多無礙,然而中度到重度的腎損傷可能導致腳水腫、尿量變少、食慾不振等「尿毒」症狀,甚者呼吸急促等。

現行的治療方式為先找出病發原因,再針對問題處理,同時調整藥物種類與劑量,減輕腎臟負擔。而科學家們也正積極開發新穎的治療對策,期望發揮幹細胞對損傷發炎反應的抑制效果。

2014 年,義大利研究團隊首先在《Nephron Experimental Nephrology》發表,他們在急性腎損傷的小鼠中,移植羊水幹細胞,發現羊水幹細胞自主移動至腎臟,並發揮抵抗細胞凋亡、抑制發炎反應、免疫調節等作用。隨後在 2019 年,印度研究團隊證實,羊水幹細胞之所以能夠減緩急性腎臟病,是由於羊水幹細胞啟動了一種保護機制─「細胞自噬反應(autophagy)」和抑制了「細胞凋亡(apoptosis)」,並將成果發表在知名期刊《Stem Cell Research & Therapy》。

羊水幹細胞比骨髓、脂肪幹細胞更優異
根據過往的研究基礎,各式各樣的幹細胞應用在腎臟病治療的研究,愈來愈熱絡。研究發現,像是脂肪幹細胞、骨髓幹細胞這類的成體幹細胞,也對腎臟病治療有一定的作用。

然而羊水幹細胞在取得的方式與效率上更具優勢,只要孕期婦女在進行例行性羊膜穿刺產檢時,額外抽取少量的羊水,即可取得所需求量。並且,羊水幹細胞比成體幹細胞都還要「年輕」,擁有更接近胚胎幹細胞、更優異的增生和分化能力,加上羊水幹細胞的免疫排斥性低,使得羊水幹細胞更適合作為移植治療選項。

目前在國際上,以羊水幹細胞相關的臨床研究已全面進行中,在可期待的未來,除了腎臟相關疾病,羊水幹細胞在醫療應用上,有望成為治療明日之星。

參考資料:

Yu, Nh., Chun, S.Y., Ha, YS. et al. In Vivo Safety and Regeneration of Long-Term Transported Amniotic Fluid Stem Cells for Renal Regeneration. Tissue Eng Regen Med 2019;16:81–92.Sunil K. George, Mehran Abolbashari, Tae-Hyoung Kim, Chao Zhang, Julie Allickson, John D. Jackson, Sang Jin Lee, In Kap Ko, Anthony Atala, and James J. Yoo. Effect of Human Amniotic Fluid Stem Cells on Kidney Function in a Model of Chronic Kidney Disease. Tissue Engineering Part A. 2019;25:21-22.Morigi M. De Coppi P. Cell Therapy for Kidney Injury: Different Options and Mechanisms – Mesenchymal and Amniotic Fluid Stem Cells. Nephron Exp Nephrol 2014;126:59-63.Minocha, E., Sinha, R.A., Jain, M. et al. Amniotic fluid stem cells ameliorate cisplatin-induced acute renal failure through induction of autophagy and inhibition of apoptosis. Stem Cell Res Ther 2019;10: 370. https://doi.org/10.1186/s13287-019-1476-6
文 / 徐虎