心臟病一直是全球人類的「心頭大患」，每年因心臟病而死的人數超過1,700萬人。人類的心臟缺乏再生能力，一旦受損就不能完全修復。因此，許多科學家致力研究心臟再生技術，希望從細胞、血管及免疫系統等方面找出治療方法。今次我會為大家介紹幹細胞（Stem Cell）治療心臟病的方法、最新的mRNA技術是如何成為治療新方向，以及如何通過人類免疫系統上修復受損的心臟。

為什麼心臟不能再生？

作為哺乳類動物，人類的皮膚以及有許多器官和在受損後仍能保持自我修復的能力，例如肝臟、腸道等，但心臟卻難以再生。

這是由於人類在胚胎和胎兒發育過程中，心臟細胞會經過細胞分裂，形成數量固定的心臟肌細胞負責泵血，將氧氣和營養物質傳送到身體各個部位；然而，心臟細胞會在胎兒出生後，進入一種無法再分裂的狀態，失去再生的能力，因此心臟一旦受損便不能修補，這也是心臟病致命的原因之一。

儘管如此，不少科學家正努力研究心臟再生的方法，利用具有修復及再生能力的幹細胞，再生或替代機能衰退的心臟肌細胞，促進血管新生，當中包括骨髓移植，即抽取他人的骨髓幹細胞，直接注射入自身受損的心臟，以修補損壞的血管及加速血管增生。

不過，此方法會可能會造成移植排斥的現象，嚴重排斥反應甚至會造成器官衰竭，降低存活率。另一個有效的方法，就是幹細胞治療，即通過胚胎幹細胞製造心臟肌細胞；不過，由於使用胚胎幹細胞涉及胚胎的摘取和破壞，可能會引發倫理和道德上的爭議，所以有一些國家已經禁止進行相關研究。

2006年，日本科學家山中伸彌（Shinya Yamanaka）成功研發「誘導性多功能幹細胞」，通過將成人細胞經過特定的基因調控，使細胞回到類似幹細胞的狀態，可以進行自我修復，並且有能力分化成各種不同的細胞類型，包括心臟細胞。

憑藉此項研究，山中伸彌於2014年獲得諾貝爾生理或醫學獎。雖然「誘導性多功能幹細胞」具有廣泛的應用前景，但是這項技術仍處於早期階段，在應用於心臟治療方面仍存在一些挑戰和限制，例如心臟肌細胞功能複雜，並且需要與其他心肌細胞協調運作，一旦出現心律不正，可能影響重要器官的氧流量，造成心臟性猝死。

為了找出既安全又有效的治療心臟病方法，許多科學家正從不同方向進行研究。我和團隊就嘗試使用mRNA（信使核糖核酸）進行基因治療心臟病，通過血管幫助心臟修復。在研究的過程中，我們發現到人類在胚胎和胎兒期間擁有多種血管新生因子，這些因子在胚胎發育過程中有關鍵的作用，能促進血管形成和組織發育。我們希望研究出一個可行的方法，利用血管新生因子，將這種器官再生方法套用於人體的心臟再生。

經過多年的研究，我們發現，血管新生因子經修飾的mRNA能讓心臟重新長出血管，恢復心臟的血液流通。這項技術已成功修復了老鼠的受損心臟，並已進行多期的臨床實驗，相信未來可應用於器官再生、修復和疾病治療等方面。

免疫治療帶來希望

「再生醫學」已經有幾十年的歷史，除了細胞移植、血管新生外，免疫細胞及其治療價值仍存在很多未知的可能性。放眼未來，我希望繼續探索免疫系統和人類疾病之間的關係，例如研究淋巴細胞「T細胞」的免疫反應，探討這些細胞能如何啟動再生過程，促使心臟和血管的再生。這項技術不僅惠及於心臟病患者，亦希望能幫助解決因血管發炎而無法快速康復的糖尿病患者。

治療心臟病的研究領域充滿了希望和挑戰。幹細胞療法、mRNA技術和免疫系統修復都是當前研究的熱點。隨着科學的不斷進步，我們有望看到更多創新的治療方法出現，為心臟病患者帶來更多治療的新希望！

◆ 圖、文：香港科學院提供

授課人：呂愛蘭教授 香港青年科學院創院院士 香港中文大學化學病理學系