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糖尿病治療與胚胎幹細胞療法的發展之路

文章發表:2016/12/28

高寧若

壹、議題概要*

糖尿病已被全球公認為最重要的慢性疾病之一,此不僅是因為其尚無良好治癒方式,同時其所造成之各式併發症,也帶來金額龐大的醫療支出。目前因電子偵測與應用系統之發展迅速,致使電子人工胰臟技術產生了新的突破,另一方面,人類胚胎幹細胞研究展現的無限可能性,也為此一疾病的治療提供了極大的希望。2014年哈佛大學(Harvard University)的研究團隊以人類胚胎幹細胞為主要研究對象,成功培養出健全的胰島β細胞,並有效應用於糖尿病小鼠身上,控制其血糖維持於正常範圍長達6個月。這些研究不僅為糖尿病治療帶來一絲曙光,同時也讓糖尿病治療發展邁向本質性治療的階段,而不再僅以控制或緩解病情為治療方向。

貳、討論與分析

全球糖尿病罹患人口逐漸攀升,導致其治療方式亦隨之加速發展。傳統使用於糖尿病患者的血糖偵測器與降血糖藥物,雖也不斷被進行改良,但仍有無法突破的限制存在。諸多幹細胞研究相關的生技公司皆同意且主張,鑒於胰島素每年在全球超過300億美元的廣大市場,血糖偵測與藥物技術均為須聚焦之重點發展對象。尤其對第Ι型糖尿病患者來說,失能的胰島細胞與高血糖侵襲,造成其每日必須多次取血監控自身血糖值與注射胰島素,此不但造成生活品質降低,同時可能減少其近10年壽命。細胞療法於是成為治療糖尿病的一種新穎方案,這一新方案希望的是從源頭解決問題,而非只是緩解問題。

從實際層面來說,生物技術領域中,向來對提取體外胚胎幹細胞,從而獲得可發展於人體中任一組織之幹細胞治療寄予厚望。然而,卻僅有少數人體試驗可獲得進行,且其成果亦未盡理想。這樣的研究架構,聽起來或許不難,事實上卻仍有諸多技術需要突破。哈佛學者Melton因自己的兩個孩子皆是第Ι型糖尿病患者,因此致力於研究將幹細胞轉化為胰臟細胞之研究,至今將近15年的研究過程中,Melton與他的研究團隊已研究出將幹細胞誘導分化成可感知葡萄糖與分泌胰島素的β細胞所需之每一相關步驟。同時Melton研究團隊將人類β細胞移植於小鼠,研究結果也證實可控制小鼠的血糖約6個月1

針對糖尿病的治療研究,也有公司致力於技術解決之方案,如,開發新型態的電子人工胰臟,利用結合血糖偵測器與胰島素幫浦的形式,並配合可控制劑量的傳遞感應器,這樣的系統離美國食藥署的核可標準已越來越接近,且在前期人體試驗中獲得良好結果2。而谷歌(google)旗下子公司也曾開發過葡萄糖感應隱形眼鏡與超薄傳遞感測器等,希望將來可供應相關治療領域應用3

為避免新移植的β細胞迅速被第Ι型糖尿病患錯亂的免疫系統摧毀,麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology)研究一種藻酸凝膠包裹,透過這種可移植囊袋,希望提供移入之β細胞保護,免除其受到免疫系統攻擊4。但有學者認為,保護植入細胞是不可能且相當困難的,因為人體細胞因子、抗體以及其他化合物皆會對置入異物產生免疫反應,且目前尚未有足夠的研究證據支持「植入膠囊或囊袋可以保護移植細胞不受免疫反應影響」。另一方面,對應用此一植入模式的糖尿病患來說,亦無法保證其生命年限,更遑論其尚須面對每年一至兩次的手術,以及反復手術後可能產生的疤痕組織5。此外,亦有另一研究團隊正進行人體試驗,將胚胎中衍生的未成熟人類胰腺細胞以塑膠網狀包囊包覆後植入人體,希望其可於人體中分化,但在人體內無法控制的因素太多,除不確定多少細胞能變成所需的β細胞,分化的過程亦需耗時三個月6

綜合這些糖尿病治療之研究可知,糖尿病治療目前研究趨勢,皆是從解決病源本質為出發點,畢竟僅使用胰島素注射或降血糖藥物做為控制方案,都只是治標不治本的醫療方案。現今幹細胞對於糖尿病治療之研究,或許未臻完美,但不可否認的是,其確實已逐步突破以往的研究限制,並不斷朝著目標邁進。雖然仍無法在研究成功的時間上做出承諾,但可確定的是,這樣的研究不僅提升了科學技術的進展,同時也為醫學做出了相關貢獻。

參、延伸閱讀

  1. 吳美枝,幹細胞完美現形,科學發展,509期,2015年5月,74-75頁。
  2. 許曉芬,法國生物倫理法制之規範型態——以「胚胎研究」與「胚胎幹細胞可專利性」為例,政大法學評論,143期,2015年12月,1-60頁。
  3. 張善斌、李雅男,人類胚胎的法律地位及胚胎立法的制度構建,科技與法律,2期,2014年4月,276-295頁。
  4. 李素華、謝銘洋,生技醫療產業所面對新興專利課題——基因檢測、細胞治療與基因治療之專利保護與權利限制,台灣科技法律與政策論叢,4卷2期,2007年6月,49-100頁。
  5. 黃榮堂、周英爵,應用於生物感測器之恆電位儀電路與系統設計,理工研究國際期刊,5卷2期,2015年6月,25-29頁。
  6. 李勝隆,人造器官與器官移植對象之選擇(上),軍法專刊,16卷6期,1970年6月,22-25頁。
  7. 李勝隆,人造器官與器官移植對象之選擇(續),軍法專刊,16卷7期,1970年7月,25-27頁。

註釋

  • Aleszu Bajak, Will Embryonic Stem Cells Ever Cure Anything?, MIT TECHNOLOGY REVIEW, 12/08/2016, https://www.technologyreview.com/s/602143/will-embryonic-stem-cells-ever-cure-anything/ 返回內文
  1. Arturo J Vegas, Omid Veiseh, Mads Gürtler, Jeffrey R Millman, Felicia W Pagliuca, Andrew R Bader, Joshua C Doloff, Jie Li, Michael Chen, Karsten Olejnik, Hok Hei Tam, Siddharth Jhunjhunwala, Erin Langan, Stephanie Aresta-Dasilva, Srujan Gandham, James J McGarrigle, Matthew A Bochenek, Jennifer Hollister-Lock, Jose Oberholzer, Dale L Greiner, Gordon C Weir, Douglas A Melton, Robert Langer, & Daniel G Anderson, Long-Term Glycemic Control Using Polymer-Encapsulated Human Stem Cell–Derived Beta Cells In Immune-Competent Mice, http://www.nature.com/nm/journal/v22/n3/full/nm.4030.html 返回內文
  2. Production Assistant, Diabetes In Control, 2016 to Bring Two New Artificial Pancreas Trials, http://www.diabetesincontrol.com/2016-to-bring-two-new-artificial-pancreas-trials/ 返回內文
  3. Amy Tenderich , NewsFlash: Google Is Developing Glucose-Sensing Contact Lenses!, http://www.healthline.com/diabetesmine/newsflash-google-is-developing-glucose-sensing-contact-lenses 返回內文
  4. Vegas AJ, Veiseh O, Gürtler M, Millman JR, Pagliuca FW, Bader AR, Doloff JC, Li J, Chen M, Olejnik K, Tam HH, Jhunjhunwala S, Langan E, Aresta-Dasilva S, Gandham S, McGarrigle JJ, Bochenek MA, Hollister-Lock J, Oberholzer J, Greiner DL, Weir GC, Melton DA, Langer R, & Anderson DG, Long-Term Glycemic Control Using Polymer-Encapsulated Human Stem Cell–Derived Beta Cells In Immune-Competent Mice. 22(3) NATURE MEDICINE 306-311 (2016). 返回內文
  5. Brian Alexander, A Pancreas in a Capsule, https://www.technologyreview.com/s/535036/a-pancreas-in-a-capsule/ 返回內文
  6. Id. 返回內文

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