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重大进展|哥伦比亚大学研发新型干细胞产品,1型糖尿病有望摆脱胰岛素依赖

小编 日期:2024-02-22 18:55:01 
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2023年11月27日,UBC News发表了不列颠哥伦比亚大学与温哥华海岸健康中心共同开展的关于“干细胞治疗1型糖尿病”的临床试验结果。


该疗法是通过向患者皮下植入一种名为“VC-02”小型医疗植入物,以替代1型糖尿病患者缺乏的胰岛β细胞。这些植入物类似一个“微型胰岛素生产工厂”,其内含有数百万个在实验室培养出来的胰岛细胞,其中就包含源自多能干细胞系的β细胞,植入患者体内后,希望能提供长期、稳定的自我维持胰岛素供应,以达到基本实现健康胰腺血糖调节功能的美好愿景。


本次试验选取10例1型糖尿病患者,将VC-02植入到患者皮下,每人植入了多达10个植入物。结果显示,这些患者在治疗前均未检测到胰岛素的产生,但在治疗6个月后,3例患者显示出明显的胰岛素产生标志,并在为期一年的随访中保持了这些水平,而且减少了外部注射胰岛素的摄入量。尤其是其中1例患者,表现出了显著的改善,达到目标血糖范围的时间从55%增加到85%,且每日胰岛素注射量减少了44%。


总之,该项研究减少了部分1型糖尿病患者所需的胰岛素量,标志着1型糖尿病向功能性治愈迈出了重要的一步。我们也期望随着干细胞研究的不断完善,未来有望帮助1型糖尿病患者逐步减少甚至摆脱胰岛素依赖。



 何谓1型糖尿病?


根据国际糖尿病联合会的数据统计,2021年约有5.37亿人(每11人中就有1人)受到糖尿病影响;到2030年,糖尿病患者预计将达到6.43亿;到2045年,将达到7.83亿。其中,1型糖尿病(T1DM)占糖尿病患者的5%~10%。


1型糖尿病是一种慢性自身免疫性疾病,又称为“胰岛素依赖型糖尿病”,是因朗格汉斯胰岛β细胞自身免疫和炎症破坏无法产生足够的胰岛素来调节血糖水平,从而阻碍有效的血糖调节,最终导致1型糖尿病。


1型糖尿病患者可出现典型的“三多一少”症状(即多饮、多食、多尿、体重减轻),还可伴尿频、疲劳、视力模糊、饥饿感增加等表现。


 胰腺功能与糖尿病分型


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▲图源“摄图网”


1、胰腺功能

胰腺由两个主要区室组成,即外分泌组织和内分泌组织,两者具有不同的功能。


外分泌组织:主要由腺泡细胞组成,腺泡细胞通过导管系统,将消化酶释放到十二指肠中,构成了器官中发现的大部分细胞团。


内分泌组织:胰腺中含有的内分泌细胞,可被组织成高度血管化的细胞簇,称为胰岛。胰岛内的内分泌细胞主要包括β细胞(产生胰岛素)、α细胞(产生胰高血糖素)、δ细胞(产生生长抑素)等。其中,β细胞产生胰岛素,可调节血糖水平,并将其维持在严格的生理范围内,一旦β细胞功能障碍或丧失,则可能会导致糖尿病的发生。临床常见的两种糖尿病(1型、2型)都与胰岛β细胞功能有关。


2、糖尿病常见分型

1型糖尿病:是因胰岛β细胞破坏,造成内源性胰岛素不足。

2型糖尿病:是较为常见的类型,其特征是外周组织的胰岛素抵抗β细胞功能障碍、衰竭和丧失国际干细胞研究医学部之前做过相关介绍,大家可阅读原文:重磅:干细胞疗法开启糖尿病治疗新纪元


 为何选择干细胞治疗1型糖尿病?


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▲图源“摄图网”


目前1型糖尿病的治疗方式比较局限,标准治疗方法是胰岛素替代疗法+饮食调理,部分可考虑进行胰腺或胰岛移植手术,但二者都存在一定的局限性。


1、胰岛素替代疗法的局限性

1型糖尿病由于内源性胰岛素完全不足,需要终生依赖胰岛素,但外源性胰岛素替代疗法无法重现β细胞的确切生理功能,患者容易出现急性和长期并发症,比如低血糖、糖尿病相关并发症(如视网膜病变、心血管疾病、糖尿病足等神经性病变、糖尿病肾病、糖尿病酮症酸中毒)等。


2、胰腺或胰岛移植手术的局限性

胰腺或胰岛移植手术受限于费用昂贵、移植源有限、术后排斥反应等,大部分患者并不适用。


因此,迫切需要寻找一种更加合适的治疗方式。而具有分化成多种细胞类型的干细胞,在1型糖尿病的治疗上展现出了广阔的应用前景。研究人员发现干细胞可使胰腺内的β细胞恢复活力,具有长期控制血糖的潜力,有望消除药物或外部注射胰岛素的必要性


 哪些干细胞可用于治疗1型糖尿病?


虽然上文提到的“通过植入含有干细胞的小型医疗植入物,治疗1型糖尿病的方式”,目前仍处于研究阶段,暂时无法应用于临床。但通过回输干细胞,刺激胰腺内源性β细胞再生,治疗1型糖尿病的研究相对成熟,存在一定的可行性,常用的干细胞类型主要包括以下几种:


1、间充质干细胞(MSCs)

间充质干细胞属多能干细胞,具有免疫原性低、易获取等优点,还具有定向分化能力,可分化为β细胞样细胞,挽救胰岛素的分泌并重建免疫耐受性,以保留胰岛β细胞的功能,从而有助于1型糖尿病的治疗,常用类型包括脐带MSCs、日本自体脂肪MSCs、骨髓MSCs等。

《EJCB》刊载的一项研究显示,15例1型糖尿病患者在接受同种异体脐带血间充质干细胞治疗后,患者血糖得以改善、C肽水平增加、胰岛素需求量减少。


2、诱导性多能干细胞(iPSCs)

iPSCs可以源自成人体细胞,具有类似胚胎干细胞的全能性,但又能避免道德伦理争议。干细胞衍生的胰岛类器官被认为是治疗糖尿病的一种有前途的方法,通过将多能干细胞暴露于特定的生长因子和信号分子,先使其分化为胰腺祖细胞,再进一步分化为胰岛类器官或胰岛,从而达到治疗1型糖尿病的目的。


日本在诱导性多能干细胞研究方面一直走在世界前列,山中伸弥教授曾获诺贝尔奖。近期,日本和中国的研究组已成功从iPSCs中,诱导出具有胰岛素分泌功能、能感受人体血糖水平并能进行反应的细胞,移植此类干细胞后可在短期内维持正常的血糖水平。


3、其他干细胞

除了上面提到的几类干细胞外,造血干细胞(HSCs)也被研究用于1型糖尿病治疗。国际干细胞小编帮大家汇总了近年来开展的干细胞治疗1型糖尿病的相关临床试验(见下表)。


表1  干细胞治疗1型糖尿病的临床试验汇总

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小编寄语


糖尿病尤其是1型糖尿病,已成为严重的全球健康问题,且发病率不断攀升,而且目前缺乏有效、实质性的治疗方法。而近年来随着干细胞研究的不断深入,为糖尿病患者带来了新的希望,多项研究显示干细胞可通过刺激胰腺内源性β细胞的再生,来改善血糖水平,使患者逐渐减少对外源性胰岛素的需求。


不过,小编温馨提示,干细胞疗法虽好,但并非适合所有患者,比如未满18周岁者、存在肿瘤或重要脏器功能衰竭者,均不推荐采取干细胞治疗。此外,为获得更好的效果,可能需要针对疾病的发生机制,与传统治疗方法联合使用,共同治疗1型糖尿病,以达到“1+1>”的效果。如果您也饱受糖尿病困扰,且经济允许的情况下,可以将病历、近期检查结果等资料,提交至国际干细胞研究医学部,初步评估看能否有机会接受干细胞这项新型疗法的帮助。


本文为“国际干细胞研究”原创,转载需授权


参考资料


[1]https://news.ubc.ca/2023/11/27/stem-cell-based-treatment-for-type-1-diabetes/

[2]Shilleh AH,et al.Cell Replacement Therapy for Type 1 Diabetes Patients: Potential Mechanisms Leading to Stem-Cell-Derived Pancreatic β-Cell Loss upon Transplant. Cells. 2023 Feb 22;12(5):698. doi: 10.3390/cells12050698.

https://www.mdpi.com/2073-4409/12/5/698

[3]Neumann M,et al.Encapsulation of stem-cell derived β-cells: A promising approach for the treatment for type 1 diabetes mellitus. J Colloid Interface Sci. 2023 Apr 15;636:90-102. doi: 10.1016/j.jcis.2022.12.123. Epub 2022 Dec 24.

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979722022718?via%3Dihub

[4]Singh A,et al.Recent trends and advances in type 1 diabetes therapeutics: A comprehensive review. Eur J Cell Biol. 2023 Jun;102(2):151329. doi: 10.1016/j.ejcb.2023.151329. Epub 2023 Jun 5.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0171933523000444?via%3Dihub



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