間質幹細胞療法在肺部免疫發炎疾病的現況及其在新冠肺炎(COVID-19)的應用潛能

人類間質幹細胞因具有免疫調節的功能,所以逐漸應用在再生醫學與免疫發炎疾病的治療。今年在全球大流行的新冠肺炎,因會造成急性呼吸衰竭,故有相當高的致死率,但是直至目前為止,臨床上也尚無有效的治療方法。在尋求治療方法之際,由於人類「間質幹細胞」具有免疫調節功能,因此也列為研究項目之一,探究是否能在新冠肺炎的治療上有所突破。本院細胞及系統醫學研究所顏伶汝研究員級主治醫師,日前受幹細胞研究領域的尖端期刊Stem Cells Translational Medicine邀請,就此議題撰寫截至目前為止的研究進展之回顧性論文(review article),將有關人類間質幹細胞在肺部免疫發炎疾病的可能作用機轉,整理與介紹現正進行的臨床試驗,並給予適切的審視與評論,已於近期刊登。此篇論文的共同作者包括:本院癌症研究所劉柯俊研究員、感染症與疫苗研究所司徒惠康特聘研究員與國立臺灣大學醫學院附設醫院嚴孟祿教授等免疫學與間質幹細胞的專家。

有趣的是,在回顧文獻時發現,第一個使用間質幹細胞的免疫應用研究就是肺部疾病,即是在2003年的特發性肺纖維化(idiopathic pulmonary fibrosis),而移植物抗宿主疾病(GVHD)為第一臨床使用案例。至今,應用間質幹細胞的免疫調節能力於疾病治療上的試驗研究,已累計超過一千項,這其中包括有非感染性的肺部免疫發炎疾病、慢性阻塞性肺病、哮喘等,也包括感染性如細菌引起的肺炎,且應用於動物實驗也都有相當不錯的結果。

可惜的是,應用在病毒感染引起的肺炎上較少,但結果都很有意思,比如說,在高致病性的病毒如感染H5N1,其間質幹細胞治療效果竟比感染低致病性的H1N1好(圖1)。因此,不由得使人聯想到是否與間質幹細胞的另一個功能有關—細胞再生能力的發揮;這也促使臨床醫師想到使用在新冠肺炎患者的治療上,因為這就是一個病毒感染合併有嚴重細胞損傷需再生修補的疾病。


圖1:間質幹細胞治療肺炎之機制
根據目前已知的臨床前動物試驗資料,整理出間質幹細胞治療各式肺炎的機制。包含有非傳染性的免疫性肺炎疾病,如哮喘、肺纖維化、慢性阻塞性肺疾病,以及傳染性的肺炎疾病,如細菌或病毒感染所引發的急性呼吸窘迫症候群

 

 

 

 

圖2:使用於肺炎臨床試驗的人類間質幹細胞來源。圖中數字顯示不同來源的人類間質幹細胞使用的試驗次數。
1:自體來源(AUTO-MSC)、同種異體(ALLO-MSC)、未敘明(UNSP-MSC)、間質幹細胞衍生性產品如外泌體或共同培養液(MSC-derived products)
2:摘錄自2020年5月美國國家衛生研究院臨床試驗網站

 

 


圖3:目前使用人類間質幹細胞治療肺部疾病的狀況。圖中數字顯示使用人類間質幹細胞於各種疾病的試驗次數。
1:新冠肺炎(COVID-19)、特發性肺纖維化(IPF)、哮喘(Asthma)、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、急性呼吸窘迫症候群(ARDS)
2:摘錄自2020年5月美國國家衛生研究院臨床試驗網站

多方的組織與團體,針對以幹細胞治療新冠肺炎一事,也提出不同的看法,故仍需嚴謹臨床試驗設計、評估患者納入/排除的標準,及嚴格的道德考量,以能保障患者的健康與生命安全,進而開發另一新興療法。

文/圖:細胞及系統醫學研究所顏伶汝研究員級主治醫師、癌症研究所劉柯俊研究員、感染症與疫苗研究所司徒惠康特聘研究員與國立臺灣大學醫學院附設醫院嚴孟祿教授

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