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医療機関向け|幹細胞治療の概要と治療例の紹介
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こちらの記事では、これから再生医療における幹細胞治療を導入されようとしている医療機関向けとして、幹細胞治療の概要や治療例をご紹介します。

幹細胞とは?

※日本再生医療学会サイトより引用

人の体は、およそ60兆個の細胞から成り立っており、それぞれの細胞には筋肉や神経などの体の機能に応じた役割があります。しかし、特定の役割を持たず、多様な細胞へと変化する可能性を秘めた特殊な細胞も存在します。

それこそが「幹細胞」です。

「幹細胞」は、特定の細胞に成長していない細胞の赤ちゃんのようなもので、血管や神経、骨、軟骨など様々な細胞になることができます。そして、本来の機能を果たせなくなった細胞や組織を修復や再生できる能力も持っています。

そのため、失った組織や機能を補う可能性が期待されているのです。この能力を最大限活用した治療方法が「幹細胞再生治療」です。

幹細胞の種類

※日本再生医療学会サイトより引用

幹細胞は、もともと私たちの体の中に存在する細胞です。代表的なものとして「間葉系幹細胞」が挙げられます。この間葉系幹細胞は、骨髄・脂肪・臍帯・乳歯髄など様々な場所に存在しています。

従来、骨髄由来の幹細胞治療が多く行われていましたが、最近では幹細胞の含有量や成長因子の存在、免疫抑制力の高さ、さらに採取のしやすさから、脂肪由来の幹細胞を用いた治療が増えてきています。

⾻髄由来

骨髄由来幹細胞は、ヒトの骨髄から採取された幹細胞です。

神経再⽣能⼒が⾼く、脊髄損傷に伴う神経症候や機能障害の改善や血液疾患の治療に適しています。

骨髄の採取が困難な上、痛みなども伴ううえ、幹細胞の含有量が少なく、高齢者からの採取では、加齢と共に細胞の増殖スピードが遅くなるとの報告もあります。

脂肪由来

脂肪由来の幹細胞は、身体の負担が少なくリスクも低い腹部などから、約10〜20g 程度の少量の脂肪組織を採取します。

脂肪由来の幹細胞の含有量は⾻髄由来に⽐べて⾮常に多く(約500倍)、増殖⼒が⾼いことに加え、臓器修復に関係する成⻑因⼦の産生量が多いことから、現在の再⽣医療の主流として様々な治療法に活⽤されています。

臍帯(さいたい)由来

臍帯(臍帯血)由来の幹細胞は、出産時に赤ちゃんと母体をつなぐ臍帯(へその緒)から採取した幹細胞です。

臍帯(臍帯血)由来の幹細胞は、赤ちゃんの発育にとって必要なさまざまな栄養素が含まれている一方で、若い細胞が多いため移植後の定着力が遅いというデータもあります。

骨髄由来の幹細胞と同様に、多くは機能障害、白血病、再⽣不良性貧⾎などの血液疾患治療として使用されています。

乳⻭髄由来

乳⻭髄由来の幹細胞は、⼦供の乳⻭の中心にある神経部分(歯髄細胞)から採取した幹細胞で、優れた増殖⼒や最も強い再⽣⼒を持つ幹細胞と⾔われています。

乳⻭髄由来の幹細胞は硬いエナメル質や象牙質に囲まれているため、がん細胞の侵入など外部からの影響を受けにくく、非常に質がよい幹細胞を含んでいると考えられています。

乳歯髄由来の幹細胞は、若い細胞がより多くの成長因子を含むため、乳児の歯(乳歯)から採取が行われます。

幹細胞に含まれる成長因子とその働き

幹細胞には、以下のように様々な成長因子が含まれており、組織の修復、治療の促進、細胞の生成といった機能回復に効果を示すことが分かってきています。

成長因子働き
EGF上皮細胞成長因子肌の再生、創傷治癒、シミやシワの予防
bFGF線維芽細胞増殖因子血管新生、組織修復
PDGF血小板由来成長因子損傷を受けた皮膚細胞の再生促進
VEGF血管内皮細胞成長因子新しい細胞の生成
HGF肝細胞増殖因子血管新生、組織修復、形態形成
IGF-1インスリン成長因子新しい皮店細胞の生成
TGF-31トランスフオーミング増殖因子組織再構築、創傷治癒、炎症•免疫
IF免疫調節因子免疫調節

静脈や動脈投与による効果

幹細胞は「ホーミング現象」によって治療部位に集積する性質を持っています。

そのため、血液循環に幹細胞を注入すると、治療目的の部位におのずと集積して治療効果を示すことがわかってきています。

ホーミング(目標地に集積・到達)現象

末梢から移植された幹細胞が反応部位に到達する現象で、病変部からエクソソーム、サイトカインや接着因子などの誘導シグナルが供給され、幹細胞側では誘導シグナルを感受して病変部に集積する現象。

幹細胞投与数に関する条件

幹細胞の投与数に影響を与える主な条件として、以下の3つが挙げられます。

  1.  継代数(培地の入れ替え回数)

継代数が多いほど、細胞の総数を増やすことができますが、同時に細胞の質も下がります。そのため、高品質の細胞を培養するためには、継代数は4~5回が最適とされています。

この継代数以内で、5,000万~2億個程度の細胞を培養できれば、その投与によって高い治療効果が期待できるとされています。

なお、最近の研究によると、2億個を超える細胞数になると毛細血管への負担が増加する恐れがあるとされています。細胞の数が多ければ多いほど、その効果が必ずしも高まるわけではないとの指摘があるため、注意が必要です。

  1.  血清・培地環境

細胞の培養には、良質の血清と優れた培地が必要です。安全性を確保するため、原則として自己血清を使用します。

しかし、自己血清には個人差が存在するため、血清の量によっては十分な濃度が得られない場合があります。そのような場合、培養環境をさらに良くするために人工血清を使用することがあります。

  1. 幹細胞の増殖・分裂能力

幹細胞の増殖・分裂能力は、個体差があります。たとえ①や②の条件が同じであっても、本人の増殖能や分裂能が、培養できる細胞数に大きく影響を与えることがあります。

幹細胞治療の主な流れと安全性

実際の幹細胞治療の流れを簡単に説明します。

STEP.1 診断
幹細胞治療の対象者であることを医師が診察で判断します。
STEP.2 脂肪組織の採取
脂肪採取の方法は医療機関によって異なりますが、一般的には患者自身の腹部などから、少量の脂肪組織を採取します。
STEP.3 幹細胞を取り出し、培養増殖
採取された脂肪組織は、その後、所定の培養施設で幹細胞を取り出し、培養増殖します。
STEP.4 幹細胞を患者に投与
培養増殖された幹細胞を、患者に投与(静脈点滴、または局所注射)します。
STEP.5 フォロー
投与後は、検診などで一定期間、症状を確認しフォローします。

ポイント

幹細胞治療では、採取した患者自身の、脂肪組織がコンタミネーション(試料汚染)を起こすことなく、安全に取り出され、管理されていることが重要です。自院で培養施設を用意できない場合は、厳格な管理体制をもった外部の培養施設に委託することをお勧めします。

幹細胞治療の安全性

幹細胞治療を行う医療機関、実施する医師、および培養施設は、厚生労働省によって認可・管理されています。これらの認可を受けていない病院やクリニックでの幹細胞治療の実施は許可されていません。

また、投与される細胞が自分自身のものであるため、通常はアレルギーや拒否反応が現れにくく、安全な治療法と考えられています。

幹細胞治療の適応疾患の例

1. 加齢に伴う身体的生理的機能低下

治療の対象と疾患/病態

加齢による身体的生理的機能低下の状態にあり、その改善や増悪予防を希望される方。具体的には以下の病態や症候のある方

  • 加齢に伴う老化が原因となる身体的生理機能の低下及び障害
  • 脳卒中、心血管障害などの動脈硬化を背景にした疾患群
  • 活性酸素、フリーラジカルに対する抵抗力の低下
  • 活性酸素、フリーラジカルによる酸化障害の増加
  • 皮膚の光老化
  • 骨量低下
  • 筋肉量ないしは筋力の低下(サルコペニア)
  • 虚弱(フレイル)

2. スポーツ外傷等による運動器障害

治療の対象と疾患/病態

  • 肘、膝、肩、足、手、指、股関節の周囲の損傷
  • 脊髄損傷・筋損傷・靭帯損傷・軟骨損傷・腱損傷・骨折後後遺症
  • 下記のいずれかに該当する方
    ロコモーティブシンドローム・サルコペニア・フレイル
  • 過度の外力負荷が短期間で発生するスポーツ外傷及び交通事故
  • 加齢により発生した軟骨・靭帯・筋肉などの運動器の障害を有し、既存の治療(保存治療、手術的治療)で改善しない、もしくは十分な回復が見込めない方。

3. 動脈硬化症(心筋梗塞、脳卒中)

治療の対象と疾患/病態

  • 動脈硬化性病変を有す
  • 心筋梗塞、狭心症の既往がある
  • 冠動脈CT検査で冠動脈壁不整、石灰化、狭窄、閉塞所見を有す
  • 脳梗塞の既往がある
  • 頭部MRI、MRA検査で脳梗塞巣が指摘される
  • 二親等内の血縁者に動脈硬化性疾患を有する方が2名以上いる
  • 遺伝子検査で動脈硬化の素因が高いと判断された

4. 慢性疼痛

治療の対象と疾患/病態

体の内側・外側に関わらず、慢性的に以下のような痛みの症状がある方

  • 古傷が痛む
  • 頭痛や顔面痛がある
  • 骨や筋肉が痛む
  • がんの治療中で痛みがある
  • 神経障害での痛みがある
  • 内臓や血管が原因の痛みがある

以下の疾患をお持ちで、既存治療(保存的治療、手術的治療)だけでは症状の改善が不十分な方。

  • 変形性膝関節症
  • 腰椎症
  • 頚椎症
  • 慢性疼痛症

5. 認知機能障害

治療の対象と疾患/病態

以下の疾患をお持ちで、既存治療(保存的治療、手術的治療)だけでは症状の改善が不十分な方。

  • 軽度認知機能障害
  • アルツハイマー病
  • レビー小体型認知症
  • 血管性認知症

6.神経変性疾患

治療の対象と疾患/病態

以下の疾患を患われている方、既存治療(保存的治療、手術的治療)だけでは症状の改善が不十分な方

  • 筋萎縮性側索硬化症
  • 脊髄性筋萎縮症
  • パーキンソン病
  • 大脳皮質基底核変性症
  • 重症筋無力症
  • 多発性硬化症
  • 多系統萎縮症
  • 脊髄小脳変性症

7.慢性肺疾患

治療の対象と疾患/病態

  • 間質性肺炎、肺繊維症、閉塞性細気管支炎、閉塞性肺疾患などの難治性慢性肺疾患に罹患しており、既存の治療で十分なコントロールが得られていない方
  • 特発性間質性肺炎
  • 肺線維症
  • 慢性閉塞性呼吸障害などの慢性肺疾患

8.心不全

治療の対象と疾患/病態

以下の症状を持つ方で、既存治療だけでは症状の改善が不十分な方

大症状

  • 発作性夜間呼吸困難または起座呼吸
  • 静脈怒張
  • 肺ラ音
  • 心拡大
  • 急性肺水腫
  • 拡張早期性ギャロップ( III 音)
  • 静脈圧上昇(16cmH2O以上)
  • 循環時間延長(25秒以上)
  • 肝頸静脈逆流

小症状

  • 下腿浮腫
  • 夜間咳嗽
  • 労作性呼吸困難
  • 肝腫大
  • 胸水貯留
  • 肺活量減少(最大量の1/3以下)
  • 頻脈(120/分以上)

9.慢性腎臓病

治療の対象と疾患/病態

以下の疾患を患われている方、既存治療だけでは症状の改善が不十分な方

  • IgA腎症
  • 多発性嚢胞腎
  • ネフローゼ症候群などの慢性腎疾患

10.肝硬変・肝線維症など肝機能障害

治療の対象と疾患/病態

  • 各種原因により、慢性肝疾患が進展し、肝臓全体に線維化と線維化に伴う結節形成が認められる状態にある方
  • 肝機能障害と肝予備能低下を認め、腹部エコー、腹部造影CT、MRIなどの画像検査で肝硬変に特異的な形態異常を認める方

以下の疾患を患われている方、既存治療だけでは症状の改善が不十分な方

  • 肝硬変
  • 肝線維症
  • 慢性肝炎

11.炎症性腸疾患

治療の対象と疾患/病態

潰瘍性大腸炎やクローン病などの炎症性腸疾患に罹患しており、症状の改善や増悪予防を希望する方

  • 潰瘍性大腸炎
  • クローン病(小腸型・大腸型・小腸大腸型)
  • 腸管ベーチェット

12.動脈瘤

治療の対象と疾患/病態

  • 脳動脈瘤
  • 腹部大動脈瘤
  • 胸部大動脈瘤
  • その他の動脈瘤

など、主要動脈等に瘤形成が指摘され、病状の増悪予防を希望する方

13.糖尿病

治療の対象と疾患/病態

  • 糖尿病と診断され、既存治療(保存的治療、手術的治療)で症状の改善が不十分な方

14.不妊症

治療の対象と疾患/病態

  • 卵巣機能の低下、子宮内膜の増殖機能の低下、免疫変調、加齢などが原因の不妊症の方

下記のいずれかに該当する方

  • 原発性卵巣機能不全
  • 多嚢胞性卵巣不全
  • 卵管閉塞
  • 子宮内膜症
  • アッシャーマン症候群

15.脱毛症

治療の対象と疾患/病態

  • 男性型脱毛症(AGA)
  • 女性型脱毛症

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