科海丹心
組織工程學家陳佩為軟骨受損患者燃點希望
中大共有七支科研團隊榮獲香港政府「產學研1+計劃」撥款，此為報道系列之二。
中大生物醫學學院陳佩教授是全球軟骨組織工程的先驅，25年來一直深入研究組織工程和再生醫學。她希望透過研發安全、有效、切合病人需要的組織工程和再生醫學解決方案，造福患有組織功能障礙的病人。
陳教授的團隊鑽研可供臨床應用的生物工程材料，培植病人的自體組織來取代受損組織。他們開發了生物工程複雜組織，例如用於軟骨再生的「骨軟骨複合組織工程技術」（eOCT），其研究項目「個人化先進治療產品（ATPs）開發——用於軟骨再生治療的工程骨軟骨組織（eOCT）」已獲創新科技署「產學研1+計劃」資助。
陳教授與中大醫學院容樹恒教授帶領的骨科團隊緊密合作，逐步實現eOCT的發展藍圖：從概念驗證到臨床前評估，從手術植入eOCT的大體解剖研究到符合生產品質管理規範（GMP）的驗證過程，團隊現階段在威爾斯親王醫院和伊利沙伯醫院進行首次人體臨床試驗。
她說：「現今是進行跨學科轉化研究的最好的時代。與其他國家和地區相比，本地科學家獲得香港政府非常豐厚的經費和基礎設施支持。」
軟骨受損患者的新希望
根據《刺針》的數據，2020年全球約有5.95億人患有骨關節炎，即由1990年以來激增132.2%。膝關節是退化性關節疾病最常見的部位，骨關節炎是其中一種毛病，會導致疼痛的疾病、腫脹和僵硬。由於軟骨沒有血管，一旦受傷就無法自行癒合，情況嚴重時，全膝關節置換術唯一的治療方法，以人工關節取代人體關節組織。
容教授負責處理醫院管理局新界東聯網關節置換個案，儘管他的團隊每年處理1,000宗個案，輪候名單上仍有4,000至5,000名輪候病人。他說：「隨着社會迅速老化，輪候名單只會越來越長。膝關節置換術是香港最常見的骨科手術，患者平均輪候四至六年。」
要醫治受損軟骨，目前治療方案主要是微骨折療法和自體組織移植，可是病人會面臨風險。如選擇微骨折手術，醫生會在受損軟骨下方的骨頭上鑽小孔，但以這種方式修復的軟骨的療效不佳，並且會很快退化。自體移植是現時臨床治療的兼黃金標準，醫生會摘取部分健康軟骨組織（供區組織）移植到受損的軟骨處，但由於自體移植供體部位受傷導致嚴重的副作用，例如慢性疼痛和退化，骨科醫生不再提供這種手術。
容教授二十年來一直應用「基質誘導自體軟骨細胞植入（MACI）」手術，透過培植患者的細胞為膝關節再生新軟骨。醫生將患者的細胞會放置在薄膜上再修剪，之後植入組織的受損部位，假以時日，患處會長出新的軟骨。「通常需要18個月以上才能填補部分缺損部位，但陳教授研發的eOCT組織立竿見影，即時完全填補該部位。」
「再生複合軟骨組織」的出現，令骨科醫生單憑微創關節鏡手術來修復軟骨損傷，對軟骨的創傷比現時的外科手術更少。「我們使用患者自身的幹細胞在體外培養軟骨組織，使用eOCT取代受損的組織，這項技術現已進入人體研究階段。」陳教授說。在動物研究中，eOCT的表現已證實可以媲美自體移植。
滋養創新的土壤
她現於中大生物醫學學院及組織工程研究所和生物醫學工程學系教授，早年於中大取得生物化學學士學位及外科科學博士學位，並於美國麻省總醫院取得激光醫學博士後獎學金。在加入中大之前，她在香港大學生物醫學工程課程工作。她是首位將「骨軟骨複合組織工程技術」躋峰造極的組織工程科學家。
中大的創新氛圍、跨領域研究文化和嶄新的研究設施是她重返母校的原因。「大學重視組織工程及再生醫學研究，也注重跨學科合作。相關研究領域已達致關鍵多數（critical mass），新成立的ATP GMP生產設施的很有前瞻性，對於組織工程研究的發展影響深遠。我和容教授合作多年，很高興大家可以協力將eOCT技術轉化為首階段的臨床試驗，以評估技術的安全度。」
eOCT治療大約需時四個月，包括病患的醫療篩檢、骨髓採集、運輸樣本到新加坡GMP生產設施、在無塵室製造eOCT、第三方實驗室的品質保證測試、微創關節鏡檢查，以及由外科醫生植入eOCT，最後是術後跟進、數據收集和分析。整個臨床試驗長達兩年。
尋找符合香港法規的GMP設施，殊不容易。陳教授為此走遍北京、天津、上海、杭州、西安和廣州等城市，卻是踏破鐵鞋無覓處。「由於不同地區的ATP監管法規各異，在中國內地採處理的集樣本無法用於我們的臨床試驗。我們最終選擇了新加坡的工廠，儘管其周轉時間較長且成本較高。」陳教授解釋道。
有賴「產學研1+計劃」的資助，她將與香港生物科技研究所（HKIB）的ATP GMP中心聯手創建本地製造eOCT的GMP生產設施，支持後續的臨床試驗，促進科研成果商業化。位於HKIB的ATP GMP中心將提供符合藥物檢驗合作計劃GMP的設施，用以生產像eOCT這類的臨床級ATP，供已獲審批的臨床試驗和治療之用。
個人化醫療的新境界
陳教授成立組織工程實驗室，藉生物工程技術研發生物材料和幹細胞組織進行個人化治療，以改善患者的生活品質，其研究興趣包括複合組織工程、天然生物材料、類器官和類腫瘤、機械調節、細胞材料介面、多光子微加工和微圖案化，以及激光醫學。
她的夢想是在醫療系統內實現個人化軟骨再生醫學服務。「日後，人類可能會預先將幹細胞儲存於細胞庫，萬一軟骨受傷，可向專門從事組織再生服務提供者訂製個人化eOCT，生產自體複合組織供關節鏡手術醫生植入受損位置，冀望eOCT ATP有助患者迅速恢復活動能力，重拾理想的生活方式。」
為了幫助關節病患者開發更有效的治療方法，團隊克服了諸多技術和非技術限制，並且發揮軟實力應對始料不及的情況，匍匐而行，推動科研前沿技術，彌補醫療需求的缺口。她說：「有些挑戰足以誘發心臟病。曾經有一家外國GMP廠房鑑於當地政策突然改變，明言不會繼續生產eOCT，會導致病人的樣本遭丟棄，研究功虧一簣。」團隊隨即不惜一切代價周旋，最終事件平息了，也保護了病人的樣本。她掛上一絲微笑，續說：「服務病人的心志是我們破斧尋舟的勇氣。」
文／Jenny Lau
攝影／LCT
