皮膚科

解碼皮膚下的微型戰爭

從兩分鐘揪出「隱形殺手」，到脂肪幹細胞的再生奇蹟—— 台大醫學院副院長鄭乃禎，揭開台灣兩億傷口商機背後的生醫工程革命。在台灣步入超高齡社會的當下，一場寧靜卻殘酷的戰爭正在無數長者的皮膚上開打。

張宏嘉 Benjamin Chang 皮膚科專科醫師 · VSKIN 院長 · PSKIN 主治醫師

更新於 2025年12月14日

從兩分鐘揪出「隱形殺手」，到脂肪幹細胞的再生奇蹟—— 台大醫學院副院長鄭乃禎，揭開台灣兩億傷口商機背後的生醫工程革命

在台灣步入超高齡社會的當下，一場寧靜卻殘酷的戰爭正在無數長者的皮膚上開打。隨著人口結構快速老化，糖尿病足、靜脈潰瘍、壓瘡等「慢性傷口」的患者數量激增。根據估計，台灣目前有超過 20 萬的病患人口飽受慢性傷口之苦，這不僅造成巨大的醫療負擔，更導致許多病患因傷口惡化而面臨截肢的命運。

然而，臨床現場存在一個令人費解的悖論：儘管醫療科技日新月異，各種先進敷料、高壓氧治療推陳出新，但各大醫院的截肢率（Amputation Rate）卻未見顯著下降。這背後的原因，除了人口老化導致棘手病例增加外，更指向了一個長期被忽視、潛伏在傷口深處的「隱形殺手」——生物膜（Biofilm）。

台大醫院副院長、整形外科教授鄭乃禎，帶領團隊從最基礎的診斷端切入，開發出全球領先的快速篩檢技術，並進一步結合尖端的細胞層片工程，試圖為這場漫長的傷口戰爭，找到致勝的終極武器。

第一部：隱形的堡壘——生物膜的威脅與挑戰在過去，傷口感染往往被視為單純的細菌入侵，只要投予抗生素即可解決。但在 2017 年，整形外科頂尖期刊《Plastic and Reconstructive Surgery》將生物膜形容為「可怕的敵人（Formidable foe）」，正式宣告了傷口照護觀念的典範轉移。

細菌的集體智慧：從游擊戰到築城戰鄭乃禎教授解釋，細菌並非總是單打獨鬥的「浮游狀態（Planktonic Phase）」。當細菌附著在傷口表面後，它們會透過菌毛（Pili）黏附，並啟動複雜的分子溝通機制——群體感應（Quorum Sensing）。這就像是細菌之間在互相通訊：「這裡環境不錯，我們定居吧。」

一旦達成共識，細菌便會開始分泌大量的胞外聚合物（EPS），將自己層層包裹起來，形成一個肉眼難以察覺的微型堡壘，這就是「生物膜」。在這個成熟的生物膜內，細菌處於低度代謝狀態，不僅能抵抗外部的殺菌劑與抗生素，甚至連人體的免疫細胞也無法攻破這道城牆。

慢性發炎的泥沼研究顯示，超過六成的慢性傷口上都存在著生物膜。它就像是一個持續釋放毒素的基地，讓傷口長期處於低度發炎的環境，阻礙了肉芽組織的生成與上皮再生。即便醫師進行了手術清創，只要有少數細菌殘留，它們便能迅速從保護膜中「復活」，導致感染反覆發生，傷口經年累月無法癒合。

因此，現代傷口醫學提出「基於生物膜的傷口照護（Biofilm-Based Wound Care, BBWC）」概念：面對停滯不前的慢性傷口，必須假設生物膜存在，並進行積極的手術清創與強力清潔，直到傷口重新啟動癒合機制。但這裡衍生出一個巨大的臨床痛點——醫師該如何判斷生物膜是否已經清除乾淨？

第二部：台灣新創亮點——兩分鐘「快篩」傷口真相「過去很多醫師覺得用肉眼看就知道有沒有生物膜，但其實這非常不準確，」鄭乃禎直言。有些傷口看似乾淨，其實表面仍覆蓋著透明的生物膜；反之，有些看似髒污的組織，卻不一定有生物膜存在。

超越肉眼的偵測技術為了解決這個診斷黑箱，東京大學的學者曾開發出一種轉印檢測法。受到這個啟發，鄭乃禎教授與清華大學生醫工程研究所鄭兆珉教授合作，針對台灣的臨床需求，開發出更為快速、簡便的「傷口生物膜快篩試片」。

這項技術的原理類似於 COVID-19 的快篩。醫師只需用特製的試紙在傷口上輕輕按壓（Blotting），將傷口表面的生物分子轉印下來，再透過特殊的呈色反應，短短兩分鐘內，就能得知傷口上是否仍殘留生物膜。

臨床實證：準確度優於昂貴儀器這項看似簡單的發明，在臨床試驗中展現了驚人的實力。鄭乃禎團隊的研究顯示，該試片擁有高達 95% 的靈敏度Sensitivity 與 80% 以上的一致性Consistency

更令人振奮的是，團隊將此技術與市面上昂貴的螢光偵測儀器（MolecuLight）進行頭對頭比較。

結果發現，使用台灣研發的快篩試片來指引清創決策，其 90 天的傷口癒合成果（Healing Outcomes）竟然優於使用昂貴儀器。

這項技術不僅獲得了國家新創獎的肯定，更已成功技轉給生技公司，預計明年就能取得上市許可。這意味著，未來台灣的醫師在處理糖尿病足等困難傷口時，將擁有一雙能看透細菌堡壘的「火眼金睛」，能精準判斷清創的終點，避免過度切除或治療不足。

第三部：從清創到再生——脂肪幹細胞的 3D 革命清除了生物膜這塊絆腳石後，下一步便是如何讓已經停滯生長的組織「再生」。這正是再生醫學（Regenerative Medicine）與組織工程（Tissue Engineering）大展身手的領域。

雖然胚胎幹細胞與 iPS 細胞具有強大的分化能力，但其致癌風險（Tumorigenesis）始終是臨床應用的隱憂。

相對之下，間質幹細胞（Mesenchymal Stem Cell, MSC）雖然分化能力較弱，但安全性高，且能透過「旁分泌效應（Paracrine Effects）」分泌生長因子，調節免疫系統，成為目前傷口治療的主流。

取之於己，用之於己：脂肪幹細胞的優勢身為整形外科醫師，鄭乃禎看上了「脂肪」這個寶庫。透過抽脂手術取得的脂肪組織中，富含「脂肪來源幹細胞（Adipose-derived Stem Cell, ASCs）」。相比於骨髓幹細胞，脂肪幹細胞取得容易，且來源豐富。

然而，傳統將細胞與人工支架（Scaffold）結合的組織工程方法，

因涉及兩種新興技術的疊加，法規監管極為嚴格，臨床轉化困難。鄭乃禎團隊因此提出了一個大膽的構想：是否能拋棄外源性支架，讓細胞自己形成組織？

3D球體培養：喚醒沉睡的修復力團隊首先嘗試將脂肪幹細胞培養成「球體（Spheroid）」。研究驚人地發現，當細胞從 2D 平面變成 3D 球體後，不僅沒有因為缺氧而死亡，反而因為結構的改變，重新喚醒了細胞的「幹性（Stemness）」。

這些細胞球體開始大量表現 Nanog、Sox2 等幹細胞標記，並且分泌出比平面細胞更高濃度的血管生長因子（如 VEGF、HGF、FGF2）。這證明了還原細胞在體內的 3D 立體環境，能顯著增強其治療潛力。

細胞層片技術：打造天然的「生物OK繃」在球體之外，團隊更進一步開發「細胞層片（Cell Sheet）」技術。不同於傳統使用酵素將細胞打散成懸浮液，細胞層片技術能保留細胞與細胞之間珍貴的「細胞外基質（ECM）」，如膠原蛋白、纖維連接蛋白等。

這就像是擁有一張由細胞親自編織、結構完整的「生物地毯」。鄭乃禎團隊利用這張僅有三到四層細胞厚度的薄膜，直接敷蓋在慢性傷口上。動物實驗結果顯示，細胞層片能顯著加速傷口癒合，且新生成的真皮層（Neo-dermis）膠原蛋白排列整齊，大幅減少了疤痕組織的產生。

關鍵機轉：馴化免疫細胞深入探究其背後的機轉，鄭乃禎發現了一個關鍵的免疫調節過程。慢性傷口之所以難癒合，是因為傷口處充滿了攻擊性強的M1型巨噬細胞，導致發炎不止。

而貼上脂肪幹細胞層片後，細胞分泌的因子成功地將巨噬細胞從「破壞模式」轉化為「修復模式」（減少 CD68 浸潤，抑制 TGF-beta 1）。這不僅抑制了過度的發炎反應，更透過減少纖維化標記，讓新長出來的皮膚更接近原生組織，而非硬梆梆的疤痕。

第四部：安全升級——告別牛血清，擁抱人類血小板儘管實驗室數據亮眼，但要將細胞治療推向臨床，還有一個致命傷：傳統細胞培養必須使用「胎牛血清（FBS）」。由於狂牛症的風險，含有牛源成分的製品基本上無法通過人體試驗的法規門檻。

HPL：更強大的人類來源替代品為了解決這個難題，鄭乃禎團隊轉而尋找替代方案，最終鎖定了「人類血小板裂解液（Human Platelet Lysate, HPL）」。這是一種源自人類血液的培養基，完全排除了異種蛋白的風險。

令人驚喜的是，這個為了「合規」而做的改變，竟然帶來了意想不到的效能提升。研究發現，使用 HPL 培養出的細胞層片，其厚度更厚、結構更強壯，且關鍵的生長因子 HGF 分泌量顯著增加。

發現新機轉：CCL5的秘密更深入的蛋白質陣列分析揭露，HPL培養的層片會大量分泌一種特殊的細胞激素——CCL5。

這是過去使用牛血清培養時未曾發現的。CCL5 被證實能進一步促進血管新生（Angiogenesis）並抑制纖維化。

這一連串的發現，讓團隊成功建立了一套「無支架、無異種蛋白」的純人類細胞層片製程。在燒傷動物模型中，這種 HPL 細胞層片展現了比傳統製程更優越的癒合速度與組織品質，為進入人體臨床試驗鋪平了道路。

第五部：戒慎恐懼的未來——安全是創新的底線儘管再生醫學前景無限，鄭乃禎在演講的最後，語重心長地展示了幾篇國際期刊的報導。曾有病患為了治療視網膜病變，接受了脂肪幹細胞注射，結果不但沒治好，反而因為細胞溶解或不當操作導致失明；美國也曾發生細胞工廠製程遭細菌污染的嚴重案例。

「壞事是有可能發生的（Bad things can happen），」鄭乃禎強調。在追求創新的同時，必須在安全性與療效之間取得平衡。

展望未來，傷口照護將走向「精準醫療（Personalized Medicine）」。從前端利用兩分鐘快篩精準判讀生物膜，到後端利用自體脂肪幹細胞、甚至異體細胞庫（Off-the-shelf）進行客製化的層片治療，再結合 AI 輔助診斷與多專科的整合照護。

台灣擁有頂尖的醫療技術與靈活的生醫工程研發能力。鄭乃禎教授團隊從診斷到治療的完整佈局，不僅展示了台灣在傷口醫學上的深厚實力，也為那二十萬名深陷慢性傷口痛苦的病患，點亮了一盞治癒的希望之燈。