幹細胞能幹甚麼？
臨床運用的玄機 (上)
文／曹昌堯醫學博士(中山醫學大學內科學教授、逢甲大學EMBA高階101、中山醫學大學附設醫院「免疫細胞治療中心」)
幹細胞是人體內最神奇的細胞，它們是器官、組織內暗藏的修復系統，幹細胞有能力發展成各種特定類型的細胞，能夠長期自我分裂和更新；這種再生與修復的能力，對個體的生長、發育和受傷癒合的過程至為重要。日常生活中，最基本和經常發生的體驗就是：嘴巴破洞或是皮膚受傷，只要過幾天就可以自然修復、痊癒的情形。
幹細胞依其功能可以分成下列四類：
1.全能幹細胞（totipotent)：
全能幹細胞具有發展成一個獨立個體的能力，所以，它是最高層次的幹細胞，例如：受精卵。全能幹細胞，從一個單一細胞就可以發育成一個完整的個體（一個人），受精卵在形成胚胎過程中，分裂一為二，二為四、四為八，的八細胞期之前，任一細胞皆是全能幹細胞。自然懷孕時，同卵雙胞胎的機率大約是1/250，同卵四胞胎大約為1/70萬，同卵八胞胎的機率極低，但是有可能出現的。所以，受精卵被視為一個個體(人)。
臨床的運用：目前受精卵最多的臨床應用就是人工受孕的技術發展，甚至運用於代理孕母；但是，利用基因工程來改變一個受精卵的遺傳基因，受到法律與倫理的嚴格限制，胚胎基因療法指的是在胚胎發育早期，透過改變其基因來治療或預防潛在的遺傳性疾病，是治療先天疾病的可行方法。
2.多能幹細胞(pluripotent)：
多能幹細胞是全能幹細胞的後代，它們無法發育成一個個體（人），但是具有分化出多種細胞組織的潛能，如神經幹細胞或肌肉幹細胞。它們可以發育成人體的多種組織，形成器官，但是無法構成完整個體。
臨床的運用：正常的個體（人）身上目前分離出這樣的細胞，所以，臨床上無法從個體（人）取得與運用。研究上，可以透過基因重編程，達到類似胚胎幹細胞狀態的成體細胞，稱為：誘導性多能幹細胞 (induced pluripotent stem cell, 簡稱iPSC），它們保留了分化成各種細胞類型的能力，因此對研究和潛在療法具有重要價值。
3.次多能幹細胞(multipotent)：
次多能幹細胞具有增殖與分化的能力。它們與多能幹細胞類似，卻有一些不同。多能幹細胞的胚胎幹細胞可以無限次複製而且尚未分化，但是，次多能幹細胞的前驅細胞僅可有限次數的複製，而且已是分化比較成熟的特定（specific）細胞，例如較接近形成目標細胞的：造血幹細胞、間質幹細胞。正常個體（人）的骨髓可視為次多能幹細胞，它們經過特地的藥物誘導與血球分離技術可以取得造血幹細胞、間質幹細胞及上皮幹細胞。
臨床的運用：骨髓或周邊血造血幹細胞可以用於自體或異體的骨髓移植，用來治療白血病或淋巴瘤；自體的周邊血幹細胞，可以用來治療缺血性腦中風及嚴重下肢缺血症；自體的骨髓間質幹細胞可以用來治療退化性關節炎或膝關節軟骨缺損或脊椎損傷。
4.單能幹細胞（unipotent）：
單能幹細胞只能只能朝向一種密切相關的細胞類型分化，例如：上皮組織基底層的幹細胞，肌肉中的成肌幹細胞（又稱骨骼肌幹細胞）。這些細胞存在於各種組織中，具有分裂的潛力，但也代表著它們只能分化成，特定於其來源組織的有限種類的細胞。例如：來自於皮膚的纖維母細胞或來自神經系統的神經幹細胞。
臨床的運用：包括使用特定器官的幹細胞來修復器官損傷一直被廣泛的研究，例如：以幹細胞治療急性心肌梗塞，在動物實驗已發現，幹細胞能增進心臟及血管細胞新生，縮小梗塞範圍，進而改善心臟功能。
結語：
上述的造血幹細胞（來自骨髓或周邊血液）和間質幹細胞（來自脂肪、軟骨或骨髓），稱為成體幹細胞（或稱體細胞幹細胞），它們存在於各種組織中，具有多能或單能性，這意味著它們能分化成單一特定於其來源組織的有限種類的細胞。但是，由於它們可以從個體（人）身上取得並加以運用，因此開起了幹細胞治療的濫觴。