登《自然生物醫學》頂尖期刊!

榮總心臟科胡瑜峰 成功開發生物相容節律器細胞模型

日期2021-12-13
榮總心臟科醫師胡瑜峰博士,利用生物相容性材料---絲素蛋白,誘導製造出能產生人類生物相容節律器細胞。(圖片來源:榮總醫院官網)
未來,全世界心律不整的患者,可能有希望無需在心臟安裝「金屬」、「充電式」的心臟節律器(pacemaker),過海關不怕再「嗶、嗶」叫了!
 
近期(11 月 22 日),研究論文刊登於頂尖期刊《自然生物醫學工程(Nature Biomedical Engineering )》,臺北榮民總醫院內科部心臟科主治醫師胡瑜峰博士利用生物相容性材料---絲素蛋白,誘導製造出能產生人類生物相容節律器細胞,有望解決目前「金屬」心臟節律器過海關、或強磁波場所(如CT/MRI檢查)會出現假影和「充電」的問題,並已完成人體實驗前的大動物測試。此一嶄新的人類生物節律細胞系統開發,將為心臟傳導疾病帶來顛覆性的個人化治療機會。
 
論文揭示,絲素蛋白誘導的調節細胞能在體外表現出真正的竇房結心肌細胞的功能和形態特徵,在大鼠左心室注射絲素蛋白後所產生的調節細胞,可充當原位竇房結的替代物。實驗顯示,此一具有合適心肌表面結構的生物材料節律器,會融入心臟節律細胞,成為自己心臟細胞的一部分。
 
根據論文研究,節律器細胞可以從幹細胞中分化出來,或者通過基因遺傳操作從靜止的成熟心臟細胞中誘轉分化。實驗表明,將大鼠靜止心室心肌細胞暴露於絲素蛋白水凝膠中,再透過誘導血管內皮細胞粘附糖鈣蛋白的異位表達,激活了靜止心肌細胞直接轉化為節律心肌細胞。
 
由於絲素蛋白為具有力學和生物化學的生物材料,不僅合適心肌細胞表面結構,並可促進生物節律心肌細胞的擴展及生產,以供人類使用。透過細胞或基因操作的生物節律器,可望被開發為一種無硬體裝置的替代方案。
 
目前,全球心律不整患者在60歲以上的族群中,每100個人就會有4個,到了80歲以上,盛行率就會提高到每10個人就會有1個,全球有超過3300萬人飽受心律不整帶來的心臟傳導疾病問題,如竇房結(SAN)功能障礙可誘發心率減慢、頭暈到心臟驟停風險。
 
迄今,電子設備仍是標準療法,但有局限性。接受治療的患者必須避免出入高電壓例如CT/MRI檢查室、電壓轉接站、電視、廣播或雷達傳送站等。
 
胡瑜峰團隊此一領先國際的創建,目前也獲科技部多年支持計畫,最終目標希望台灣能以此實驗結果,申請進行未來的人體測試,讓患者於人體內自行製造生物節律器細胞,支持正常的生理機能、替換電子設備,為心臟傳導疾病的治療帶來重要的變革。