腦傷不怕!幹細胞療法可啟動細胞存活與再生機制

2023/09/21 22,432

撰文/陳人輔博士;整理/編輯部

腦損傷一般指由物理力衝擊造成的腦傷害,也是導致個體死亡或永久殘疾的的主因。一旦罹患腦傷,除了依嚴重程度制定治療計劃之外,亦可透過幹細胞療法修補受損的細胞,甚至有機會逆轉腦傷,為患者帶來一線曙光!


腦損傷又名為「創傷性腦損傷(traumatic brain injury,以下簡稱TBI)」,舉凡交通意外、跌倒、槍傷、暴力傷害、運動傷害等,都是常見的原因。和其他腦部疾患相較,腦損傷患者的腦組織會因瞬間衝擊產生局部直接性壞死,稱為初級傷害,並由此逐漸擴散為發炎風暴,使二級傷害因免疫反應失調而持續加劇,導致鄰近損傷區的腦神經發生毒性障害而逐漸凋亡,進而影響更多腦部功能。一旦損傷涉及腦部重要核區,甚至引發嚴重腦水腫,便有可能致命。

 

TBI的病理機轉迅速 需立即介入治療

TBI的病理機轉啟動相當迅速,當腦組織受到衝擊,直接破裂的細胞群會大量釋放氧化壓力、細胞死亡因子,與神經細胞並存的微小膠細胞(microglia)也會一併活化,釋放出大量IL-1、IL-6、TNF-α等促發炎因子,以召集更多免疫細胞浸潤,清除細胞碎片。血管破裂會帶來細胞水腫、腦水腫,以及血腦障壁(blood-brain barrier,BBB)直接性與間接性破壞,因微小膠細胞產生MMPs基底分解蛋白,加速瓦解血管與大腦之間的基底組織結構,會讓血管內的免疫細胞直接侵襲神經細胞,引發強烈的免疫反應。在創傷發生數天至數週之後,原本殘存或受到輕微損傷的神經細胞還會因免疫風暴而受到二次傷害,無法正常修復,導致更多細胞慢性死亡,讓腦組織的損傷範圍持續擴大。

 

因此,為防止TBI的二級損傷機制啟動,必須立即接受醫療介入,在創傷發生的數小時至一天內找出受損核心區,給予發炎控制。一般而言,臨床上會先以格拉斯哥昏迷指數(Glasgowcoma scale,GCS)評估患者的意識,並以電腦斷層掃描確認患部骨折、腦出血、血腫、挫傷的位置與損傷範圍,再以顱內壓監測器監控腦壓,以決定後續的治療方針。

 

「格拉斯哥昏迷指數」是臨床上常用來評估昏迷程度的測量工具,由睜眼、語言、運動三項動作評估後的總和,滿分為15分,小於等於7分表示昏迷,最低3分表示深度昏迷。昏迷程度越嚴重者,昏迷指數分數愈低。

 

根據腦部出血程度的不同,TBI患者可能不會出現立即反應,但隨著腦組織的破壞,有可能逐漸陷入昏迷。

〈1〉輕度TBI:

通常不會失去知覺,僅感到頭痛、噁心、疲勞、嗜睡、失去平衡,以及視力模糊、畏光、耳鳴等感官異常,但神經系統影響不大。

〈2〉中重度TBI:

上述症狀持續幾小時至幾天內,發展成喪失意識數小時、頭痛、頭暈、嘔吐持續惡化、癲癇發作、散瞳、腦脊髓液從鼻孔流出、失去動作協調,最後陷入昏迷。通常也伴隨腦部挫傷、頭骨骨折、腦壓升高,以及呼吸、體溫、脈膊等生命徵象出現變化,甚至產生嚴重出血、腦水腫和腦幹損傷等情形。

 

搶救中重度TBI關鍵在於延緩腦部損傷速度

若為中重度TBI患者,開顱手術即為必要手段,唯有解除腦出血和血腫的危險性,才可挽救性命。若無立即開顱的必要性,但顱內狀況不穩定者,則以顱內壓監測器持續觀察,此時降腦壓就是最重要的急性期處置,必要時可安裝腦室外引流管,藥物則透過靜脈注射利尿劑,加強排除體內液體。為預防二級損傷發生,一般也會同時給予抗癲癇藥、昏迷誘導藥物、抗發炎藥物,以延緩因發炎、神經放電異常、氧化壓力異常而使腦部繼續損傷的速度。由此可知,臨床上搶救TBI患者的首要目標,就是盡快針對初級損傷區清創,包含移除頭骨碎片、穿刺物、血塊,並加以止血,防堵二級損傷範圍擴大,以保全剩餘腦部組織的功能健全,同時降低併發症及後遺症的機率,爭取患者預後的存活機會。

 

幹細胞生長因子 可幫助腦細胞修復再生

除了前述治療,我們也能利用幹細胞療法來啟動細胞存活和再生機制。幹細胞是一群保持原始活性、可藉由分子訊號刺激分化成不同成熟體細胞的不朽細胞,它們分布在全身各處,當身體組織某處發生損傷,該處的幹細胞會被喚醒、召集,以汰換和再生病灶處細胞,修復損失的生理功能。此外,幹細胞的部分旁泌蛋白也具有細胞保護作用和抗發炎作用,可防止損傷的細胞邁向死亡,並抑制免疫細胞過度活化。

 

然而,大腦雖有少量的原位神經幹細胞,但此處的幹細胞幾乎不活化,無法填充失去的神經細胞數量,所以即使TBI患者的預後和復健情形良好,也很難再回復到受傷前的功能狀態。所以,如何活絡並運用這些幹細胞,一直都是科學界的研究重點。動物研究顯示,注射含有間質幹細胞生長因子的外泌體至腦損傷模式的小鼠大腦,一週後可發現受損的神經細胞重新長出突觸,一個月後受損區的細胞數量更回復至六成數量,且與其認知、記憶功能的改善有正相關。

 

另有多組研究顯示,將幹細胞及其分泌的神經生長因子注入中重度TBI患者腦部,六個月內約有70%患者能有效改善其運動、認知、語言能力,並能觀察到大腦的灰白質體積、血液中的神經滋養因子及生長因子濃度明顯增加,無論是急性或長期TBI患者,皆可發現上述改善效果。不僅如此,若在TBI發生後一個月內就給予幹細胞治療,成效更為顯著,一至兩週內接受治療者,還可有效縮短重症者的加護監控時間,甚至有案例從植物人狀態甦醒,足見幹細胞療法確實有效。

 

治療後應持續復健 找回自主人生

無論接受何種治療,多數TBI患者都必須面對一段復健之路,部分患者可能在性情方面產生變化,則建議由精神科密切追蹤預後,並給予適合的情緒引導或心理治療。完成治療返家後,患者的生活起居應以固定行程、模式、移動路線為主,並且多利用筆記幫助記憶,以「一次處理一項事務」為原則,避免消分心和過度勞累,導致腦心負擔加重。在運動方面,應加強腿部肌肉和行動平衡,居家環境務求維持整潔、增設無障礙設施,服藥後暫勿移動以防暈眩摔倒,這些都是避免意外傷害的要點。總之,在腦功能尚未完全重現靈活之前,患者應維持簡單、重複性高的生活節奏,唯有從根源杜絕傷害,持續努力復健,才能順利康復,找回自主人生!

 

 

陳人輔 博士

現任世勛國際生醫股份有限公司創辦人暨科研總監|英國諾丁漢大學生物醫學博士|國立陽明大學口腔生物所碩士|致力於成人及胚胎幹細胞、再生醫學、幹細胞生長因子、美容再生醫學等相關領域進行研究與實際應用,曾於香港擔任亞太幹細胞研發副總及科技新報科學顧問