台大醫院移植主動脈完成氣管重建 揭開「主動脈長出軟骨」原因
【記者王良博/台北報導】氣管是維持呼吸的重要通道,但若遭腫瘤侵犯、外傷等需要重建,卻缺乏適當替代材料。在國科會支持下,台大醫院外科部主任陳晉興與醫師洪琬婷研究團隊,以冷凍主動脈移植到氣管,藉此誘導氣管軟骨再生,至今成功完成6例治療,並針對主動脈為何能使氣管軟骨再生,進行實證性研究,研究成果刊登於知名期刊《Advanced Healthcare Materials》。
國科會今(4)日舉行研究成果發表記者會,氣管是人體維持呼吸的重要通道,但可能因為腫瘤侵犯或外傷等因素而出現缺口,陳晉興說,患者若因切除氣管上的病灶,而使得氣管缺口較長,就需要氣切,但也會使得生活品質不佳,因此醫界開始研究用不同材質,進行氣管重建。
台大醫院外科部研究團隊過去曾研究,要用3D列印人工氣管,但效果不佳。陳晉興說,後來團隊取經法國臨床經驗,改為採用「冷凍保存主動脈」進行氣管重建,並於2021年完成亞洲首例以冷凍保存主動脈,進行氣管重建,成功治療嚴重氣管狹窄的患者,至今累積了6例成功案例,其中4例長期存活。
洪琬婷說明,另外2例雖然成功重建氣管,但後來仍因原先腫瘤疾病而過世。
陳晉興回顧,2023年小犬颱風來襲,一名加油站員工騎車在路上,發生電線纏繞頸部意外,傷及氣管,就是用冷凍主動脈完成氣管重建。
陳晉興說,臨床上手術的方式,是將經過冷凍後再解凍的主動脈,植入患者的氣管缺口,並放入支架支撐,大約2年到3年後,主動脈會逐漸長出氣管軟骨,就可移除支架,完成氣管重建。
不過,陳晉興強調,臨床實踐跟基礎研究會有落差,最早使用冷凍主動脈完成氣管重建的法國團隊,並未進行相關基礎學理研究,因此台大醫院團隊在國科會支持下,著手進行研究。
洪琬婷說明,研究主要是想知道,主動脈為什麼可以長出氣管軟骨。她表示,主動脈是一個血管組織,而軟骨細胞喜歡在主動脈上生長,因此,主動脈可以誘導軟骨沿著主動脈的結構再生,逐漸取代主動脈組織,形同「橘越淮為枳」。
洪琬婷拿出實驗照片,主動脈接上氣管之後,可逐步生成為氣管軟骨,相較於過往團隊曾以3D列印的氣管進行重建,卻出現嚴重排斥的肉芽組織,明顯更為良好。
至於為什麼主動脈會長出氣管軟骨,洪琬婷說,研究證實,新生軟骨是從受贈者氣管軟骨膜前驅細胞移動分化而來,而主動脈能促進氣管軟骨新生,是因為主動脈富含許多細胞黏附、細胞骨架相關蛋白質,可以促進細胞移動,分泌蛋白也包含多種生長因子。
在研究價值方面,洪琬婷表示,根據研究結果,冷凍保存主動脈與患者氣管軟骨膜完整接觸,有助軟骨再生,可優化手術時的對接技術,另外,此研究也可協助建立捐贈主動脈材料的品質評估指標。
針對以冷凍主動脈進行氣管重建,是否會有排斥反應,陳晉興說,確實會有排斥,但若殺死主動脈上的細胞,就可減少排斥反應,法國研究發現,冷凍後再解凍,就可以殺死細胞,同時維持組織結構強韌,且冷凍後再移植,就不需要如同傳統器官移植,要在捐贈者一死亡就立刻進行,台大醫院團隊研究就發現,主動脈冷凍保存1年以後再移植到氣管也能順利使用,能減少器官捐贈來源缺少的問題。
至於為什麼不直接移植捐贈者的氣管,來進行氣管重建,洪琬婷解釋,國外確實有成功案例,不過技術挑戰很大,因為心臟等器官有主要血管來源,但氣管僅有很多細小血管來供血,移植時若沒有把細小血管一起移植,就會缺血壞死,難度相當高,也得吃抗排斥藥物。
對於未來相關應用,陳晉興說,人體軟骨組織都有機會延伸應用,像是關節老化、軟骨磨損等,也有機會利用豬隻基因改造,進行異種移植。


