本港血庫庫存頻頻告急,有關單位長年求血,仍然供不應求。日前科學家首次成功將多功能幹細胞(幾乎等於體內所有細胞種類)轉化成血幹細胞,兩個研究日前在科學期刊「自然」上發表。研究人員相信今次的成果帶領他們邁向無限血液供應時代,意味著未來可能不再需要人類捐血。
對於癌病、白血病、部分長期病患、分娩孕婦或因手術而需要輸血的病人,好心人自願捐血是必不可少,不過最近美日科學家聯手的研究,成功將多功能幹細胞轉化成血幹細胞,日後靠實驗室造血有望,可說是病人福音。雖然實驗中最終從多功能幹細胞而成的是血幹細胞與祖細胞(須幹細胞同樣具有分化潛能的細胞)的混合物,但實驗證明它們同樣擁有生產多種人類血細胞的能力。
自從科學家於 1998 年成功分離出胚胎幹細胞(ES),試圖利用它來轉化成血幹細胞的研究不曾中斷。2007 年,美日科學家才首次利用病毒載體將人類皮膚細胞成功轉化誘導性多功能幹細胞(iPS),不單排除了原有技術的道德爭議,也解決了患者身體排斥問題,此後被廣泛應用於多種人體細胞培育,包括神經元和心肌細胞,只是造血幹細胞始終是未解的難題——直到今次研究成功前。
波士頓兒童醫院戴利實驗室的杉村龍一和其他研究人員結合前兩次的研究方法,先利用化學信號引導人類多功能幹細胞(包括 iPS 及 ES)在正常胚胎發育階段分化成特化細胞及組織,藉此培養出造血內皮細胞。接著利用慢病毒植入遺傳調節因子於造血內皮細胞,推動其進入造血狀態,研究人員先後試驗 26 種遺傳調節因子,最終證實有 5 種能成功生成血細胞。研究人員將經基因改造的造血內皮細胞移植入實驗鼠體內後幾星期,發現部分老鼠骨髓及心血管系統出現多種人類血細胞,包括紅血球前體細胞、髓細胞、T 及 B 淋巴細胞,部分老鼠更可在接種疫苗後產生人體免疫反應。
是次研究成果最直接即時的貢獻,無疑是讓科學家能利用「人化」的老鼠模擬人類的血液功能,研究遺傳性血液疾病。但更長遠而言,成功轉化血幹細胞及造血祖細胞後的下一步,便是製造真正的造血幹細胞,杉村龍一表示:「我們未來有望利用遺傳性血液疾病病人自體細胞,通過基因改造技術更改其遺傳缺陷,造出健康正常的血細胞。」如成功再下一城,人類血液無限量供應之日可期,鬧血荒將成為歷史。
另一方面,康乃爾大學威爾醫學院的研究人員也成功將成年老鼠細胞轉化為幹細胞;而且當免疫系統被除去的實驗鼠接受幹細胞植入時,也能重生免疫血細胞。若此研究成果能應用於人體,將有助治療自體免疫性疾病。該研究同樣於「自然」期刊上發佈。
有份為論文撰寫評論的劍橋大學專家 Caroline Guibentif 形容兩個研究成果都是極大的突破:「大家已努力了 20 年都求而不得。這是首次有科學家能培育細胞,能自我再生而且能生成各種血細胞。」戴利實驗室負責人兼哈佛醫學院院長的 George Daley 更為樂觀:「現在我們離培養出真正人類血幹細胞只差毫釐。這是超過 20 年努力累積而來的科研成果。」