撰稿人：Lia ／ 責任編輯：Zaphyra
2019年10月，日本京都大學的研究團隊正式啟動了全球首例利用誘導性多功能幹細胞（iPS細胞）培育的血小板，對一名再生不良性貧血患者進行輸注的臨床試驗。這項試驗不僅是再生醫學領域的一座關鍵里程碑，更象徵著人類首次將完全在實驗室環境中製造的血液製品應用於人體，其深遠意涵已超越單純的醫療技術突破。此舉不僅為解決全球長期存在的血庫短缺、輸血感染風險以及特殊血型配對困難等問題提供了可能的解決方案，更將人造血液的戰略價值提升至國家安全層級。在自然災害、大規模流行病或軍事衝突等極端情況下，一個國家若能掌握自主、穩定、安全的血液生產能力，無疑將大幅提升其應對危機的韌性與自主性。
這項技術的核心，源於日本科學家山中伸彌（Shinya Yamanaka）於2006年獲得諾貝爾獎的iPS細胞技術。該技術透過將已分化的成年體細胞「重新編程」，使其回復到具有分化為人體幾乎所有組織與細胞潛能的幹細胞狀態。研究人員利用此一特性，先將iPS細胞誘導分化為製造血小板的巨核細胞（Megakaryocyte），再透過特製的生物反應器（Bioreactor）進行大規模培養，模擬人體骨髓的環境，促使巨核細胞釋放出數以十億計的功能性血小板。此一流程徹底擺脫了對人類捐贈者的依賴，從根本上改變了血液製品的來源與生產範式。然而，從實驗室走向規模化生產的道路依然充滿挑戰，其中最為突出的便是高昂的製造成本與潛在的致瘤風險。
日本政府在此領域的前瞻性佈局，是推動此次臨床試驗的關鍵動力。自安倍晉三政府時期起，日本便將再生醫學定位為國家經濟成長的支柱性產業，並通過修訂《藥品與醫療器械法》（PMD Act），為再生醫療產品建立了快速審批通道。此政策框架的建立，極大地縮短了從基礎研究到臨床應用的時間，吸引了全球頂尖的科研人才與資本。然而，這項技術的推進也引發了關於其長期安全性、倫理規範以及社會公平性的廣泛討論。當製造成本高達數萬美元的血液製品問世時，如何確保其普及性，避免其成為少數富裕階層的專屬醫療資源，將是各國政府在擁抱這項革命性技術前，必須審慎思考的政策議題。
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Lia. Independent Media 台北報導
臨床試驗的里程碑與全球血液困境
2019年秋季，日本京都大學附屬醫院的一間無菌病房內，全球的目光聚焦於一袋略帶淡黃色的液體。這並非來自任何人類捐贈者的血液，而是完全在實驗室中由誘導性多功能幹細胞（Induced Pluripotent Stem Cells, iPSCs）培育而成的血小板。研究團隊將這份人造血液製品，緩緩輸注至一名患有再生不良性貧血（Aplastic Anemia）的病患體內，標誌著全球首例iPS細胞衍生血小板的人體臨床試驗正式展開。此事件不僅是再生醫學的一項歷史性成就，更為解決困擾全球公共衛生系統數十年的血液供應難題，提供了一道潛在的曙光。
長期以來，全球血液供應系統完全依賴於志願者的無償捐贈。然而，根據世界衛生組織（WHO）的統計數據，全球每年約有1.18億次獻血，其中近半數發生在高收入國家，其人口僅佔全球的16%。中低收入國家普遍面臨嚴峻的血液短缺問題。此外，血液供應體系本身亦存在諸多內生性風險：其一，供應量易受季節、天災、公共衛生事件（如流感大流行）等因素影響而劇烈波動；其二，儘管有嚴格的篩檢程序，經由輸血傳播的病毒（如HIV、肝炎病毒）風險始終無法完全根除；其三，對於擁有罕見血型或因多次輸血而產生抗體的患者而言，尋找相容的血液來源極其困難。
COVID-19大流行前的數年間，全球多國已因人口老化、捐贈意願下降等結構性因素，面臨血液庫存量持續走低的壓力。而重大緊急事件的發生，則會瞬間將此壓力推至極限。例如，在恐怖攻擊、大規模交通事故或戰時狀態下，對血液製品（特別是用於止血的血小板）的需求會呈現指數級增長，現有的捐贈體系往往難以應對。在此背景下，日本啟動的人造血小板臨床試驗，其意義遠不止於治療個別病患，它更代表著一種全新的戰略思維—將血液供應從一種依賴社會動員的資源，轉變為一種可控、可預期、可大規模生產的工業化製品。
iPS細胞技術—從諾貝爾獎到生物反應器
此次臨床試驗的科學基石，是日本科學家山中伸彌於2006年發表的革命性發現。他成功地將四個特定的轉錄因子導入小鼠的皮膚成纖維細胞中，使其逆轉為類似胚胎幹細胞的「誘導性多功能幹細胞」。這項技術的突破性在於，它繞開了使用人類胚胎所引發的巨大倫理爭議，同時又能提供源源不絕、且與患者自身基因完全匹配的幹細胞來源。此後，全球科學家便致力於探索如何將iPS細胞誘導分化為各類功能性細胞，以用於修復受損組織或器官，而血液細胞，特別是生命週期短、難以長期保存的血小板，成為最早的重點研究方向之一。
製造iPS衍生血小板的過程，是一項極其精密的生物工程。首先，研究人員選取健康捐贈者的體細胞（或患者自身的細胞）製作成iPS細胞株，並在嚴格的品管下進行擴增。接著，透過在培養基中添加特定的生長因子與化學物質組合，誘導這些iPS細胞分化為造血前驅細胞，再進一步發育成能夠產生血小板的母細胞—巨核細胞（Megakaryocyte）。一個成熟的巨核細胞體積極其巨大，其細胞質會延伸出長長的偽足狀結構，並在流動的體液剪切力作用下，斷裂成數千個微小的血小板。
然而，在傳統的靜態培養皿中，巨核細胞產生血小板的效率極低，遠遠無法滿足臨床輸注所需的數量（一次輸注通常需要數千億個血小板）。為克服此瓶頸，由江藤浩之（Koji Eto）教授領導的研究團隊開發了一套獨特的生物反應器系統。此系統的核心是一個體積約八公升、類似法式濾壓壺的裝置，它能持續攪動培養液，產生穩定的流體力學環境，模擬人體骨髓中血液流動對巨核細胞的物理刺激。在這種環境下，巨核細胞的血小板產量得到數十倍甚至上百倍的提升，最終達到了足以支持單次人體輸注的生產規模。這套生物反應器的成功，標誌著人造血小板的生產，正式從實驗室階段邁向量產化的可能。
日本的國家戰略—再生醫學的制度性優勢
日本能夠率先將iPS衍生血小板推向臨床試驗，並非偶然，而是其長期以來國家層級戰略佈局的必然結果。自21世紀初，面對國內人口結構快速老化、傳統製造業優勢逐漸式微的雙重挑戰，日本政府便將生命科學與再生醫學視為重振國家競爭力、開拓未來產業的關鍵引擎。特別是在山中伸彌獲得諾貝爾獎後，這項國家戰略得到了更為明確的政策支持與巨額的資金投入。
其中，最具里程碑意義的制度創新，是2014年修訂並實施的《藥品與醫療器械法》（Pharmaceuticals and Medical Devices Act, PMD Act）。該法案為再生醫療產品設立了一個獨特的「附條件限期批准」制度。根據此制度，只要一項再生醫療產品在小規模的臨床試驗中被證實具有可預期的安全性與有效性，便能獲得臨時上市許可，並在最長七年的時間內，向患者收費使用，同時持續收集臨床數據以供最終的正式審批。
這項被譽為全球最激進的再生醫學監管法規，極大地加速了日本國內相關技術的商業化進程。它允許研發機構與企業在早期階段就獲得市場回報，從而激勵了更多的私人資本投入這一高風險、高回報的領域。正是得益於此一快速通道，京都大學的iPS衍生血小板項目才得以在相對較短的時間內，完成從基礎研究到人體應用的跨越。日本政府的目標不僅是成為再生醫學的科研高地，更是要建立從基礎研究、臨床轉化、規模生產到全球市場應用的完整產業鏈，從而掌握未來醫療模式的主導權。
成本、安全與地緣政治的考量
儘管iPS衍生血小板技術前景廣闊，但其面前仍橫亙著兩大現實挑戰：高昂的成本與長期的安全性驗證。根據目前實驗室的生產數據估算，製造一份足以進行單次輸注的血小板，其成本高達數萬美元，這與傳統捐贈血小板的成本相比有著天壤之別。成本問題主要源於iPS細胞培養過程中的昂貴耗材、複雜的人工操作以及嚴苛的無菌環境要求。若要實現大規模臨床應用，甚至成為各國血液庫存的常規儲備，就必須在生產自動化、培養基優化等方面實現顛覆性創新，以達到成本的數量級下降。
安全性則是另一個更為核心的考量。由於iPS細胞具有強大的增殖與分化能力，如果在誘導分化過程中，有任何未完全分化的iPS細胞殘留於最終的血液製品中，理論上存在形成畸胎瘤（Teratoma）的風險。儘管研究團隊已發展出多重純化與檢測技術，以確保最終產品的純淨度，但其在人體內的長期安全性，仍需通過此次以及未來更多的臨床試驗進行嚴格的監控與數據積累。
超越醫療與經濟範疇，人造血液技術的發展更具有深刻的戰略意涵。血液，作為一種無法由工業原料合成、完全依賴人體的特殊資源，其供應穩定性直接關係到一個國家的社會穩定與國防安全。在戰爭時期，血液製品是搶救傷員、維持軍隊戰鬥力的關鍵衛生物資。一個能夠實現血液自給自足、甚至能對外援助的國家，其在地緣政治博弈中的籌碼與應對大規模人道危機的能力將顯著增強。因此，iPS衍生血液技術的研發，已不僅僅是科學家與企業的競賽，更被視為衡量一國綜合國力與科技前瞻性的重要指標。這項看似僅存在於實驗室中的技術，正悄然成為未來國家安全體系中不可或缺的一環。
資料來源：
Nature: Japan approves first clinical trial of iPS cell-derived platelets
https://www.nature.com/articles/d41586-018-07409-8
Science: With first-in-human trial, Japan’s hard-charging stem cell field faces moment of truth
https://www.science.org/content/article/first-human-trial-japan-s-hard-charging-stem-cell-field-faces-moment-truth
The Lancet Haematology: First-in-human clinical study of iPS cell-derived platelets
https://www.thelancet.com/journals/lanhae/article/PIIS2352-3026(19)30219-4/fulltext
Cell Stem Cell: Production of functional platelets from human embryonic stem cells in vitro
https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(10)00213-9
Reuters: Japan panel approves first-ever clinical test using iPS cells for platelets
https://www.reuters.com/article/us-japan-health-ips/japan-panel-approves-first-ever-clinical-test-using-ips-cells-for-platelets-idUSKCN1IO0WU
World Health Organization: Blood safety and availability
https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/blood-safety-and-availability
The Japan Times: Kyoto University team begins world's first clinical test of iPS-derived platelets
https://www.japantimes.co.jp/news/2019/11/01/national/science-health/kyoto-university-clinical-test-ips-platelets/