第二章 臍帶血幹細胞之醫療應用
第一節 幹細胞研究
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第二章 臍帶血幹細胞之醫療應用
現代醫學中臍帶血之妙用來自於臍帶血中所富含之幹細胞，科學的進 步與幹細胞研究之發達賦予臍帶血新的生命，使臍帶血由傳統上醫療廢棄 物轉而成為珍貴的寶藏。然而，幹細胞究竟有何功能，號稱全能細胞的幹 細胞究竟能對人類有怎樣的貢獻，臍帶血幹細胞又有怎樣的功效、是否值 得我們加以保存？本章擬從幹細胞之生物特性與目前醫學上之應用出發
，藉以瞭解臍帶血幹細胞在現今幹細胞研究中之地位與功效，並以資為進 一步研究之基礎。
第一節 幹細胞研究
幹細胞一詞最初是在十九世紀的生物學文獻中出現，如同許多其他生 物學名詞一般，在許多文獻中被使用至今，並隨研究的深入而被賦予了新 的意涵。1998 年，一群在美國威斯康辛大學的科學家成功的利用人類胚胎 組織分離培育出胚胎幹細胞，且此分離出的細胞能夠成功的在體外不斷生 長、增殖，具有很強的分化潛力，此一對幹細胞研究的突破性進展成功的 引貣了各界的關注3，同時也將幹細胞研究帶往一個新的領域；而 1999 年 美國「科學」雜誌將人類幹細胞研究進展評為當年世界十大科學成尌之首
，自此以後，生物醫學正式進入一個新的領域，而伴隨著各種幹細胞療法 的出現所帶來的各種倫理、法律上爭議，更將整個世界捲入一股幹細胞研 究的浪潮。
第一項 幹細胞（stem cell）之來源與定義
所謂幹細胞（stem cell），乃是指生物體內功能尚未分化的原生細胞4， 其具有進一步分化成該生物體的其他類型的體細胞、組織、器官的潛能。
在細胞的分化過程中，大部分細胞往往由於高度分化而完全失去了再 分裂的能力，最終衰老死亡。生物體在發展適應過程中為了彌補此一不足
，保留了一部份未分化的原始細胞，稱之為幹細胞（stem cell）。為因應一 旦發生之生理需要，這些幹細胞可按照發育途徑透過分裂而產生分化細胞
3 詳參鄭天喆、姚福燕編著，深入淺出談生物科技，達觀出版：永續圖書總經銷，2004 年初版
，頁 174 以下。
4 關於幹細胞之定義，依照 Everythingbio.com 生物網站之定義為：「An unspecialized cell that gives rise to differentiated cells. Stem cells have the ability to proliferate indefinitely. Stem cells have been isolated from adult skin, fat, brain, bone marrow and other tissues. Embryonic stem cells are derived from fertilized embryos which have undergone only a limited number of cell divisions from the zygote stage.」網路資料，來源http://www.everythingbio.com/，visit at 2007/4/21。
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5。故幹細胞是一類具有自我更新和分化潛能的細胞。一般來說，幹細胞與 非幹細胞間之差別在於：幹細胞較不成熟、尚未特化，因此也較已特化的 成熟細胞更具發展空間6。
幹細胞的特點在於其具備分化與自我更新能力、尚未分化且可發育成 特定的細胞組織7，因此幹細胞在利用上有以下優點：
（一）可以經培養大量增殖：幹細胞目前可以在實驗室培養而增殖，此部 分目前仍屬研究階段。
（二）可分化成各種組織細胞：幹細胞的高分化能力，目前已知可分化成 各種神經細胞、心肌細胞、肝臟細胞、皮膚細胞、角膜上皮細胞、
胰島小體細胞等各種細胞，但是否能具體應用，尚頇實證研究。
（三）可植入外來基因：造血幹細胞為基因治療的載體，自體造血幹細胞 移植與基因治療結合可能是較佳的未來治療趨勢，先取得病人自身 造血幹細胞為樣本，植入具功能的基因以取代原來缺陷的基因，再 將設計的幹細胞植入病患體內，利用幹細胞的基因治療好處在於可 以自我更新，且可減少病毒載體的副作用，而可治療疾病8。
第二項 幹細胞之種類
幹細胞之種類若依幹細胞轉變成其他細胞能力的大小、即分化之能力 限制區分，可大略分為四種型態9：
第一款 全能性幹細胞（Totipotent stem cells）
Totipotent 一字乃指具有完全能力的，故 Totipotent stem cells 即是每 個細胞均可發育成一個完整的生物個體。以人類胚胎為例，當精子與卵子 結合成為受精卵再發展成整個個體，受精卵即代表具完整潛能，一個受精 卵會分裂成兩個完全相同的細胞，而這兩個細胞會分裂成為四個、八個細 胞，在此時期此八個細胞中任一細胞若單獨放入成熟女性子宮中，均可發 育成獨立、完整的個體，因此其被稱為全能性幹細胞。此一階段大約維持 四天，歷經幾次細胞分裂週期後，便開始形成特定分化的細胞。
第二款 多潛能性幹細胞（Pluripotent stem cells）
此種雖無法分化成完整個體，但因具有豐富潛能，能發育成許多不同
5 詳參衛品妃，由生物技術論人類幹細胞之可專利性，東吳大學法律研究所，頁 5 以下，2003 年。
6 詳參安˙帕爾森(Ann B. Parson)，海神效應-幹細胞與其對醫學的承諾，頁 24 以下，張老師出版
，2006 年初版。
7 參照 Stem cell introduction，美國 NIH 網站：http://stemcells.nih.gov/info/basics/basics1.asp，visit at 2006/11/6。
8 參照彭瓊芳，幹細胞移植與管理，律師雜誌第 285 期，頁 64 以下，2003 年 6 月。
9 參照邱永仁，幹細胞生物工程之立法與研究，台灣醫界第 46 卷第 10 期，頁，2003 年 10 月，
網路資料 http://www.tma.tw/magazine/ShowRepID.asp?rep_id=1520，visit at 2007/6/23。
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種類之細胞，例如胚胎發育進入胚囊期以後，此階段之細胞，通稱胚胎幹 細胞，具有相當高之分化能力，屬多潛能性幹細胞，可進一步部分分化成 特定組織幹細胞，例如皮膚幹細胞、血液幹細胞、神經幹細胞，而這些特 定組織幹細胞即為下所稱之「多能性幹細胞」。
第三款 多能性幹細胞（Multipotent stem cell）
此種幹細胞係由多潛能性幹細胞再往下分化而成，為已特化成特定組 織的幹細胞，主要來源為自新生兒臍帶血或骨髓，以造血幹細胞為例，造 血幹細胞可再往下分化成淋巴幹細胞與骨髓幹細胞，其中淋巴幹細胞可分 化成淋巴球、殺手細胞等，而骨髓幹細胞可分化成紅血球、白血球與血小 板等；成人與小孩體內都可找到多潛能性幹細胞，藉由幹細胞「自行再生
」的能力，多潛能性幹細胞主要扮演著補充與更新我們體內正常所消耗掉 的細胞，目前還無法將人體內所有組織的多潛能性幹細胞分離出來，已可 分離的包括腦、骨髓、肝、骨骼肌及脂肪組織等；成人體內多潛能性幹細 胞所能收集到的量不多，亦較難分離與純化。10。
幹細胞能力有強弱之分，以應用性來說，全能性及多能性幹細胞能力 最強，科學家操控其分化效果也最佳，應用前景最被看好。以上之分類可 謂僅是階段性之通說11，實則隨著生物科技的進步，上述幹細胞之分類界 限已漸趨模糊，事實上在特定的實驗室培養環境下，許多醫學研究已證實 各幹細胞間已有跨越分化上的分支可能性12。
第三項 人類幹細胞主要來源
幹細胞的優點在於其具有分化能力，能夠不定期的分化並產生特定細 胞，幹細胞是在生命的成長與發育過程中產生主幹作用的細胞，尌如同建 築中的鋼筋、泥沙這樣的基本材料。人或動物從受精卵到成體的全部發育 過程中，在胚胎和成熟組織中均存在一些高度更新和多向分化能力但尚未 分化的幹細胞13，且人類幹細胞之研究，首先涉及者為幹細胞取得之法律 問題，以下本文即針對幹細胞取得來源做一概略介紹：
第一款 由成體組織取得
在新生兒、兒童、成人組織中存在的多能性幹細胞統稱「成體幹細胞
」。成體幹細胞具有修復及再生能力，其主要作用在於維持並修復組織，
10 參照林甫穎，認識幹細胞與臍帶血（一），癌症新探第 20 期，頁 31 以下，2002 年 1 月。
11 參照彭瓊芳，幹細胞移植與管理，律師雜誌第285期，頁64，2003年6月；黃效民，幹細胞之 研究與運用，國家衛生研究院簡訊第6卷4期，頁6，2001年7月。
12 參照Martin K and Zeev E. Adult Stem Cells for Tissue Repair－A New Therapeutic Concept？, The New England Journal of Medicine 349; 6, August 7 , 2003.
13 參照裴雪濤主編，幹細胞技術，頁 8 以下，五南圖書,，2003 年初版。
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成體幹細胞類型主要有14：
一、間葉幹細胞：相較於大部分成體幹細胞，擁有高度自我更新及增生能 力，尤其是支援造血系統的生成，在全球的幹細胞臨床實驗中，動物 實驗結果最令人滿意者亦為間葉幹細胞。
二、造血幹細胞：主要來源為骨髓、週邊血液與嬰兒之臍帶血，造血幹細 胞為製造血液及免疫系統之主要來源。造血幹細胞目前是在醫學上研 究時間最長、瞭解最多的。
三、成體幹細胞：人之身體內組織內存有各式各樣之成體幹細胞，包括有 表皮幹細胞、軟骨幹細胞、精子幹細胞、骨髓幹細胞、血液系統內之 周邊血液幹細胞等。
這些幹細胞於生物體中，具有日常修復人體組織器官或維持生命正常 運作等不同的功能，例如皮膚表皮下方的幹細胞，隨著幹細胞不斷分裂、
增殖，表皮細胞將陸續生成，儘管表皮細胞再怎麼變成污垢脫落，表皮也 永遠不會消失；血液幹細胞則可源源不絕不斷分化為人類所有的血球及免 疫球細胞，因此不論血球細胞如何老化耗損，或人體於對抗疾病耗用大量 免疫細胞後，人體均不至於缺乏血球或免疫細胞。其中最常為實務所運用 之幹細胞，則為骨髓幹細胞、週邊血液幹細胞、脂肪皮膚幹細胞等。
第二款 由胚胎幹細胞取得
由胚胎中取得者為胚胎幹細胞與胚胎生殖細胞。胚胎幹細胞乃係受精 卵於持續分裂 5、6 日左右，將之分離培養取得，具自我增生、複製能力
；胚胎生殖細胞則是由受精後已成長約五至九週時「胎兒」之原始生殖細 胞中所分離取得。所謂原始生殖細胞便是製造將來成為精子或卵子等生殖 細胞的幹細胞15。通常胚胎生殖細胞的來源為墮胎胎兒之生殖細胞。
上述幹細胞之取得途徑中，由於成體幹細胞之取得並未涉及倫理及宗
上述幹細胞之取得途徑中，由於成體幹細胞之取得並未涉及倫理及宗