文 / 癌症科學發展事業群　陳德容

　　 又到了賞花和賞花燈的時節，白天裡，絡繹不絕的遊客前往風景區，在繽紛的花海前留下美麗的身影，夜晚，隨處可見各種燦爛色彩的燈具點綴的街道和五顏六色的花燈，不時抬頭也可看到色彩鮮豔的煙火在天空綻放，我們的生活因為有了顏色變得活潑生動、多采多姿。顏色不只讓人類的生活變得不再單調無趣，其實顏色也跟醫學的發展有著密不可分的關連，染色的組織切片經由顯微鏡的觀察，告訴我們組織的構造和變異；利用螢光染色的蛋白質、核糖核酸（ RNA ）、去氧糖核酸（ DNA ）經由一系列的反應和作用，在小小的微陣列晶片（ Microarray ）上，透露出基因變異的訊息，現在更可以利用螢光染色的抗體和血液細胞反應，透過流式細胞儀 (Flow Cytometry) 的偵測，傳達人體內血管新生的狀況 。

　　 一直以來，科學家認為，當血管損傷、組織缺氧或腫瘤生長時所需要的血管修復以及血管新生，僅靠著受傷缺氧組織或腫瘤生長周邊已分化的內皮細胞分裂（ endothelium cells ）而成。然而， 1963 年， Stump 博士的團隊首次提出血流中存在著一種循環內皮細胞（ circulating endothelium cells; CEC ）四年後， Kennedy and Weissmann 的團隊也從心臟移植的病人身上發現，在冠狀動脈的內襯上的內皮細胞，並非由捐贈心臟的周邊內皮細胞衍生出，反而是由病人的 CEC 轉變而來，在正常的情況下，血液中 CEC 的含量是不會有太大的變動，健康的成年人每毫升的血液中平均含有 2.6 ± 1.6 個循環內皮細胞，當身體出現狀況體內釋放出血管新生的訊號時，這些訊號將刺激骨髓中的成血管細胞 (hemangioblast) 分化出內皮先驅細胞（ endothelium progenitor cells ; EPC ），並引導這群已分化好的 EPC 隨著血液循環到達體內需要血管新生的組織，繼續分化成血管內皮細胞，生成新的血管（圖一），在這種情況下，體內的 CEC 含量短時間內會有顯著的改變 。

　　 CEC 在健康成年人的血液正常的含量，如上述所提平均約為每毫升 2.6 ± 1.6 個循環內皮細胞，這個數據是由西方國家針對西方人做測試後，所統計出的數字。在 Shaked Yuval 博士 2005 年於 Cancer Cell 所發表的文章中指出，不同種系的健康實驗老鼠，其體內的 CEC 以及 EPC 的含量，皆不盡相同，此外，也有研究指出，懷孕的婦女體內的 EPC 含量，會受荷爾蒙分泌多寡影響，不同的人種，不同的性別，不同的生理狀況，甚至不同的年齡，體內的 CEC 及 EPC 都有不同的數量。 健康亞洲人體內 CEC 及 EPC 的含量為何，目前仍在積極探索中 。

　　 在現有的研究中發現，許多的疾病，都會改變血液中 EPC 的含量。心臟血管疾病、高血壓、風濕性關節炎、中風以及抽煙的受試者，體內的 EPC 含量較健康人低；罹患惡性腫瘤的病人以及後期的糖尿病視網膜病變，體內的 EPC 則較健康人的 EPC 含量高出許多。在對腫瘤相關的研究中顯示，當腫瘤細胞開始快速增生時，腫瘤組織需要有更多的血管提 供 充足的養分以及氧氣，此時腫瘤細胞會大量分泌出各種生長激素（ growth factor ）如 vascular endothelium growth factor (VEGF) 以及細胞素 (Cytokine) ，進而使得血液中的 EPC 含量增加，腫瘤組織的缺氧使得 HIF-1 a 表現 ，也會產生不同的細胞素，刺激骨髓中的成血管細胞 (Hemangioblast) ，分化出更多的 EPC ，達到血管新生的目的（圖二） 。

　　現有的腫瘤治療中，抗血管新生的藥物正開始被廣泛的應用，這些治療可以透過影響 CEC 以及 EPC 的含量達到預期治療的效果，抗血管新生藥物的活性和適當生物劑量（ optimal biologic dose ）以及結合低劑量長時間投與傳統化學藥物的節拍式化學治療（ metronomic chemotherapy ）和抗血管新生藥物治療腫瘤的療效，也可以經由測試 CEC 以及 EPC 而知。 藥物給予的種類和劑量、給予的時間頻率、以及病人腫瘤大小的變化，經由瞭解體內 CEC 和 EPC 的變化，可以提供很好的線索，提供醫師作為診斷和選定治療策略的參考。

　　EPC 細胞的表面，帶有許多不同的細胞標誌（ cell marker ），藉由偵測這些細胞標誌，可以從血液樣本中，找到 EPC 的蹤跡。目前，主要有三種非侵入式方法可偵測體內的 EPC 含量，首先是利用反轉錄聚合 酉每 連鎖反應（ RT-PCR ），將細胞標誌加以放大偵測，另外兩種，是利用螢光標定的單 株 抗體，和細胞表面的細胞標誌作結合後，分別利用螢光顯微鏡，或流式細胞儀（ flowcytometry ）作進一步的篩選分析。 EPC 在體內的含量並不高，因此利用反轉錄聚合 酉每 連鎖反應檢測 EPC 時，需要大量的組織或血液，方能精確的偵測；利用免疫染色法， 為一種 使用不同的單株抗體，將固定後的血液細胞染色， 再 利用螢光顯微鏡觀察的方法，也因標本準備耗費時間且結果判定不甚容易，仍只用於研究觀察用；同樣利用單株抗體將血液細胞染色，但精確有效率的檢測法為利用流式細胞儀篩選 EPC 。利用流式細胞儀測定 EPC ，是使用接上六種不同螢光的單株抗體將處理過的血液染色後，利用流式細胞儀的流體學系統將散佈於溶液中的血液細胞一顆一顆的通過各種雷射光束，已結合螢光單株抗體的血液細胞，因雷射光的激發則會產生不同波長的螢光，經由光的波長和強度的變化，即可依照血液細胞的顆粒性、顆粒大小以及和螢光抗體結合的情形精確的將所有血液細胞，依照不同的型態特性再加以分類（圖三、圖四）。受試者只需提 供 1 毫升的血液樣本，在 24 小時內送達檢測中心，血樣經過大約二個小時的處理後，即可上樣分析，從收到血液樣本到數據分析完畢，全程只需要四小時的時間，即可迅速的得到精確的檢測結果（表一）。

　　現在，利用流式細胞儀偵測 EPC ，已被利用於臨床試驗上，藉由此種檢測方法，針對癌症病人的用藥以及預後做進一步的研究。 台灣東洋藥品已順利於 2006 年中建立利用流式細胞儀檢測 EPC 的技術 ，目前，正積極的建立健康亞洲人 CEP 以及 EPC 資料庫，同時，也和醫學單位合作進行研究，主要觀察使用不同藥物治療前後的癌症病人，血液中 EPC 變化，同時也嘗試利用動物腫瘤模式，觀察腫瘤的生成與腫瘤的大小和血液中 EPC 含量的關係，期望利用這項新的技術，可以嘉惠更多的病人，也為亞洲的醫療貢獻一份心力。

參考資料

1. Manish Aghi et al. Contribution of Bone Marrow –Derived Cells to Blood Vessels in Ischemic Tissues and Tumors. Molecular Therapy Vol. 12, No. 6 December 2005
2. D. Ribatti et al. Endothelial Progenitor Cells in Health and Disease. Histol Histopathol, 20: 1351- 1358 2005
3. Mark E. Kleinman et al. Circulating Endothelial Progenitor Cells and Vascular Anomalies. Lymphatic Research and Biology, Vol. 3, No. 4 2005
4. Yuval Shaked et al. Genetic Heterogeneity of The Vasculogenic Phenotype Parallels Angiogenesis: Implication for Cellular Surrogate Marker Analysis of Antiangiogenesis. Cancer Cell, Vol. 7 January 2005
5. Michele Buemi et al. Concentration of Circulating /endothelial Progenitor Cells (EPC) in Normal Pregnancy and in Pregnant Women with Diabetes and Hypertension. American Journal of Obstetrics and Gynecology, 68.e1, January 2007

圖表

（圖一）骨髓中的成血管細胞在細胞素或激素的刺激下，分化為不同細胞的先驅細胞（precursor cells），其中內皮先驅細胞（EPC）會再進一步分化為血管內皮細胞形成血管。

（圖二）當腫瘤組織發生缺氧的情況時， HIF1- a 可調控血管新生相關的基因以及相關激素的分泌，以刺激骨髓中的 hemangioblast 分化成 EPC ，隨著周邊血液循環到達腫瘤組織需要血管新生的位置。

（圖三）標誌各種不同螢光顏色的單株抗體以及流式細胞儀

（圖四）利用流式細胞儀以及不同螢光的單株抗體，區分出老鼠周邊血液中不同的細胞種類

（表一）不同檢測 EPC 方式比較一覽表