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文：卡 飛
嚴重心臟病患者日後可能無需再苦候有心人捐出心臟作移植之用。早前，港大醫學院專家成功利用人類胚胎幹細胞，培育出全球首個人工製造的人類心臟細胞，並利用選擇性堵塞「離子通道」避免幹細胞移植後發展成腫瘤。專家指，有關幹細胞不會與身體排斥，日後或可取代傳統器官移植手術。
利用幹細胞修補受損器官，近年成為醫學界重點研究，港大醫學院內科學系早前獲1,000萬元捐款，資助發展幹細胞研究，範圍包括把老化自體幹細胞「年輕化」，再培植成可修補各種器官所需的「萬能」幹細胞。
「幹細胞研究是現時科研熱點，今年全球很多科學家都在心臟研究取得突破，在幹細胞研究範疇中，應該是由再生醫學站在最前線。」港大醫學院內科學系心臟病科教授謝鴻發接受訪問時指，開發醫治心臟病新療法再生醫學（regenerative medicine）是一個重要研究方向，誘導幹細胞分化成特定類型，修補破損的細胞組織。
據謝鴻發教授介紹，港大醫學院的心臟科在全球數一數二，是始創方法治療心臟病的中心，是世上少數能利用病人自己骨髓幹細胞治療心臟病，並以DNA技術發展生物起搏器的醫療機構之一。另外，它在全球最先應用心室去纖顫器及單導管起搏設施進行手術，於亞太區內最先替心臟衰竭病人，用激光技術進行起搏器起動和導管拔除。目前，它正進行多方面冠心病研究，包括心臟起搏、心率不整、心臟衰竭、高血壓、心肌細胞再生等。
謝鴻發教授開創了幾個新療法，包括利用幹細胞使心肌細胞再生，他領導的小組正進行業界首批病人臨床測試。另外，他正在亞洲開展大型臨床試驗，用導管將病人自己的骨髓細胞移植到心臟，使血管再生，最終目標是令新療法將來可廣泛應用在嚴重心臟病患者身上。
堵塞通道 防範腫瘤
「在所有從骨髓抽取的人類幹細胞中，人類胚胎幹細胞是唯一可分化成身體上不同種類的細胞，當中包括腦細胞和心臟細胞等高度分化、並缺乏再生能力的細胞。人類胚胎幹細胞既能不斷再生，又能維持分化成不同種類的細胞，所以幹細胞可無限量提供細胞組織作移植和其他治療用途，長遠有機會解決器官捐贈者不足問題。」
不過，以人類胚胎幹細胞作治療的主要難題，是植入人體幹細胞分化，可能受部分極少數未能成功分化的幹細胞影響，發展成癌細胞。港大醫學院專家早前首次在人類胚胎幹細胞中發現數個種類的「離子通道」（ion channel），如能透過選擇性堵塞離子通道，就可控制幹細胞的分化與繁殖，排除移植細胞發展成腫瘤。
改造細胞 病人佳音
港大醫學院與美國加州大學細胞生物和人體解剖學系合作，研究用基因方法製造生物竇房結（sinus nude）細胞，可望為數百萬名心跳過慢的病人，提供安裝心臟起搏器以外的療法。
謝鴻發教授指，心率過慢可引致暈眩、昏厥甚至猝死，現行治療方法是為病人裝上電子心臟起搏器，但只能緩解症狀，並不能根治疾病，而且起搏器存有不少弊處，安裝過程有重大風險，首先要剖開胸腔，放進兩條電線及一台機器，機器數年換電一次，電線損壞便要再開刀施手術，每當電線損壞或斷裂，拔出來十分危險。而且，安裝起搏器的費用高昂，約港幣25,000至48,000元。
「竇房結細胞其實也是心臟細胞，只是自己識跳、識放電波。其他心臟細胞也識跳，但跳得慢，只有收到指示才跳。如果竇房結出問題，例如自然老化和壞死便沒有電波，心跳便慢下來。病人的竇房結細胞雖然會退化，但心臟還有其他細胞，只是他們不會跳，我們利用基因改造方法使不會跳的細胞變成識跳。」
透過認識竇房結細胞特性，研究人員發現以不同離子通訊頻道可控制心跳。利用基因方法，使普通心臟細胞產生離子通道，變成仿竇房結細胞。利用這方法可把任何細胞變成竇房結細胞，而竇房結細胞在心臟任何一個地方出現都可達至相同功能。
「情況其實不如想像般簡單，每個竇房結細胞都有數十條離子通道，有如幾十台引擎，只搭通一條通道，等於只開動一台引擎，未足以推動整個心臟跳動。我們利用基因改造，改變那條電離子通道特性，使它跳得比正常快。」
以毒攻毒 安全十足
研究員首先在豬身上製造與人類相似的心律過慢病變，利用導管在豬心找出竇房結，再把其細胞殺死，再利用基因改造把其治癒，結果豬在接受治療兩星期後，其正常心肌細胞分化變異並形成起搏細胞。這些細胞可以觸發心率，並與正常動物一樣，對應激變化作出反應。第一輪實驗為求清楚，需剖開觀察豬的胸腔，第二輪則嘗試其他可行手術，如利用導管把病毒注入體內，日後進行手術時或可不用開刀。
謝鴻發教授指，實驗目的為證實一些基礎理論，攜帶基因病毒只有2個多星期壽命，當病毒死亡後基因也會消失，細胞亦變回普通心臟細胞，結果只能證明經基因改造的細胞能短期運作，長遠可行性尚未清楚。往後實驗，研究員將揀選其他壽命較長的病毒，把基因帶入細胞作長時間觀察，以了解病毒潛在毒性，觀察其進入人體後會否進一步變異，以判斷經改造細胞能否長時間運作。
「人們聽到這樣的治療可能會害怕，但近幾年已有愈來愈多案例，一般應用於醫治免疫系統毛病或腫瘤癌症等，牽涉身體範圍很廣，例如免疫系統。細胞基因改造針對全身白血球，所以需把大量病毒打進身體，而今次實驗牽涉範圍卻很細和局部，只把小撮心臟細胞變成竇房結，所用病毒數量有限，不會影響其他器官。即使細胞病變，我們也會殺死它，安全方面有所保障。」
技術應用 指日可待
謝鴻發教授相信，有關技術在5至10年後可應用在人體。雖然新方法未能完全取代心臟起搏器，但研究結果為生物治療提供了重要資訊，例如以基因或細胞為基礎的起搏器治療心律異常，並加深了科學家對人類心跳產生和傳導機制的理解。
「這項研究若有成果，即使未能完全取代心臟起搏器，也有輔助作用。現時起搏器壽命只有7年左右，但利用人工竇房結細胞，起搏器壽命可延長20年。那麼，年輕病人一生可能只需做一次植入手術。」
「開發基因治療的原因，主要是我們看到市面上的巨大需要。人類器官出問題是常見病症，但很多器官細胞無法自我再生，因此便解釋了為何基因治療和幹細胞治療是現時醫學界的研究熱點。」
先進技術 成本高昂
謝鴻發教授表示，未來幹細胞研究將循兩方面進行，包括將胚胎幹細胞培植成心臟幹細胞，但缺點是細胞由於是屬於他人，病人移植後或會出現排斥。第二個重點，是利用皮膚細胞透過基因轉移技術，將細胞年輕化，再轉化成萬能幹細胞，以至具有修補器官用途的幹細胞。
「由於人的幹細胞也會隨年齡老化，若能把它活化成為年輕幹細胞，就能增加幹細胞效用。不過，活化過程要克服引致癌症的可能性，故有關技術最快要5年後才可應用。」
謝鴻發教授指，港大幹細胞治療心臟病研究其實早已起步，第一及第二期研究共有40名心臟病人受惠，研究是利用病人自己的骨髓幹細胞，修補受損的心臟部分，病人以缺血性心臟病為主，現時第三期研究已經展開，將有80至90名病人參加，對象主要是嚴重心臟衰竭病人，由於每名病人的治療費用高達10萬元，所以研究計劃仍需籌募經費。
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