糖尿病患者主要潛在問題之一是由于慢性炎癥、內(nèi)皮功能受損、自由基增多、多元醇途徑增加及蛋白質(zhì)糖基化導致的心血管風險升高,進而引發(fā)一系列血管事件,影響大多數(shù)組織,是腎衰竭、視力喪失、缺血性心臟病、中風和外周動脈閉塞性疾病的主要原因。因此,有專家提出糖尿病本質(zhì)上屬于一種慢性疾病,將來的胰島β細胞移植有可能治愈糖尿病。
由于間充質(zhì)干細胞(MSCs)具有消除炎癥和促進內(nèi)源性組織細胞再生的功能,間充質(zhì)干細胞也被研究應用于糖尿病的治療。?較早的動物實驗證明,經(jīng)體外誘導培養(yǎng),間充質(zhì)干細胞可分化為分泌胰島素的β細胞樣細胞,降低糖尿病老鼠血糖水平。隨后進一步發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細胞輸注后胰島β細胞微環(huán)境得到改善,比如局部免疫反應被抑制,缺血缺氧得到改善,這有助于保護胰島β細胞免受進一步損傷。
因此,在間充質(zhì)干細胞治療糖尿病的臨床研究中,間充質(zhì)干細胞存在兩種狀態(tài):①經(jīng)過誘導培養(yǎng),能分泌胰島素;②不經(jīng)過誘導培養(yǎng)。目前臨床研究中常用糖化血紅蛋白(HbA1c)和胰島素用量這兩個指標來判斷間充質(zhì)干細胞治療糖尿病的療效。
一、1型糖尿病
1型糖尿病屬于一種自身免疫性疾病,由自身T細胞異常激活,不斷攻擊胰島β細胞,使得β細胞凋亡或壞死,引起胰島素不足,出現(xiàn)高血糖癥狀。阻斷T細胞對β細胞的破壞及促進β細胞再生,是治愈1型糖尿病的兩個策略,也是1型糖尿病研究的重點方向和巨大挑戰(zhàn)。
干細胞治療1型糖尿病的臨床案例
9例臨床研究評估自體骨髓間充質(zhì)干細胞治療1型糖尿病的療效,年齡18~40歲,初診首治患者,給與自體骨髓MSCs?(2.1~3.6)x106/kg?外周靜脈治療;在10周及1年后的時間點,治療組和對照組患者的糖化血紅蛋白(HbA1c)和C-肽沒有差異。
5例1型糖尿病酮癥酸中毒患者接受健康異體骨髓間充質(zhì)干細胞和對癥處理,其中間充質(zhì)干細胞靜脈輸入,按體重1×106間充質(zhì)干細胞/kg;1例患者在3個月內(nèi)無需依賴胰島素,2例患者在2年內(nèi)胰島素用量減少;間充質(zhì)干細胞治療有效的患者3年內(nèi)的HbA1c均能維持較低水平。
28例單純1型糖尿病患者納入一個隨機對照雙盲臨床研究,所有患者均給與常規(guī)基礎治療,其中15例患者給與2次臍帶MSCs靜脈輸入治療(1.5~3.2 x107個細胞),中間相隔一個月,整個臨床研究觀察了2年,治療組HbA1c水平低于對照組,而且胰島素使用量下降約50%。
5例1型糖尿病患者接受1次自體骨髓MSCs(培養(yǎng)3~4周)進行靜脈輸注,MSCs輸注量為(95~97)×106。自體骨髓間充質(zhì)干細胞治療1個月后,胰島素日劑量水平從63±8.83降至50.2±12.1U(P=0.064,無統(tǒng)計學差異);間充質(zhì)干細胞治療3個月后瘦素水平顯著升高(P=0.016),HbA1c水平有下降趨勢(P=0.84)。
從上述三個臨床研究報道來看,暫時可以得出一些結論:
①1型糖尿病患者自體骨髓間充質(zhì)干細胞不適合用來自體治療;
②健康患者的間充質(zhì)干細胞輸入治療可降低胰島素使用量,說明胰島β細胞數(shù)量或功能得到一定恢復;
③臨床研究例數(shù)偏少,各研究對照組病情不一致,治療方案不一致,導致結果可能出現(xiàn)偏差。因此,這些臨床研究的案例并不適合進行meta分析。
二、干細胞治療2型糖尿病的臨床案例
動物實驗證明了間充質(zhì)干細胞可治療II型糖尿病,提高胰島素和C-肽分泌量,增強胰島素敏感性,降低血糖水平。與間充質(zhì)干細胞治療其他適應證一樣,多次注射間充質(zhì)干細胞能維持較長療效,且療效優(yōu)于單次注射。
2型糖尿病的發(fā)病機制復雜,病情進展到體內(nèi)胰島素相對不足之時,需要額外注射胰島素治療。目前,間充質(zhì)干細胞治療2型糖尿病的出發(fā)點在于,經(jīng)過間充質(zhì)干細胞治療后,患者是否能擺脫胰島素治療?間充質(zhì)干細胞治療2型糖尿病的總體概括見下表。
大部分臨床研究均顯示,間充質(zhì)干細胞輸入治療后,患者胰島素的使用量下降比較明顯,且效果能維持數(shù)月至一年半。也有臨床研究顯示間充質(zhì)干細胞并不能明顯提高2型糖尿病患者胰島素敏感性,不能減少胰島素的使用量。下面逐一詳細匯報各臨床研究的基本情況。
三、間充質(zhì)干細胞治療糖尿病有效的臨床報道
一個安慰劑對照的臨床試驗,同時比較評價骨髓間充質(zhì)干細胞(1.0 x 106/kg)和骨髓單個核細胞(MNC,1.0×109/人)治療2型糖尿病的療效;治療組每組均10例患者,胰腺動脈介入方法單次輸注治療;1年后,MSCs治療組患者的胰島素使用量減半,但HbA1c和C-肽沒有明顯變化;MNC治療組患者的胰島素使用量也減半,C-肽明顯提高,但是HbA1c無明顯變化。
61例(18~60歲)2型糖尿病患者隨機分為2組,治療組給與臍帶間充質(zhì)干細胞治療,每月輸注一次,連續(xù)2次,外周靜脈輸入,細胞數(shù)為(5.3~8.9)x107,觀察評價時間為3年;間充質(zhì)干細胞治療組患者的胰島素使用量同樣下降約50%,同時HbA1c下降明顯,但1年半以后胰島素使用量和和糖化血紅蛋白HbA1c開始緩慢升高;在3年時間點,治療組胰島素使用量依然低于對照組,但是HbA1c已經(jīng)沒有差異。
6例不伴隨并發(fā)癥的難治性胰島素依賴性2型糖尿病患者(27~51歲),每2周數(shù)輸注一次,連續(xù)2次,給與(0.79~0.95)x106/kg的臍帶MSCs外周靜脈注射;觀察周期為2年,1例患者在3個月、2例患者在6個月擺脫胰島素治療,且C-肽水平也隨著升高;剩下3例患者胰島素使用量在6個月后開始恢復到治療前水平,甚至有2例超過之前的用量。
10例胰島素依賴性2型糖尿病患者(48~82歲),均有嚴重的心腎血管疾病并發(fā)癥,接受胎盤來源的間充質(zhì)干細胞治療,每月輸注一次,連續(xù)3次,外周靜脈輸入,(1.22~1.51)x106/kg;6個月后,患者體內(nèi)的胰島素水平升高,提示胰島β細胞功能得到一定程度恢復,且4例患者胰島素使用量減半,所有患者的HbA1c均顯著下降。
22例不伴隨并發(fā)癥的2型糖尿病患者(18~70歲),17例同時接受口服降糖藥和胰島素治療,先給與外周靜脈輸入臍帶MSCs,5天后給與胰腺動脈介入方式輸入同量的間充質(zhì)干細胞,劑量為1×106/kg;1個月后,HbA1c和C-肽輕微改善,此后至1年時間內(nèi)胰島素用量逐漸減少至一半;雖然胰島素用量一年內(nèi)持續(xù)下降,但1個月后患者餐后血糖和HbA1c維持穩(wěn)定水平,HbA1c并不隨著胰島素用量減少而下降,且治療前后空腹血糖沒有變化;意外的是,患者體內(nèi)的CD3+T淋巴細胞和CD4+T淋巴細胞的數(shù)量均下降。
四、間充質(zhì)干細胞治療糖尿病無效的臨床報道
一個多中心隨機安慰劑對照臨床試驗,不伴隨并發(fā)癥的2型糖尿病患者,口服降糖藥不能穩(wěn)定血糖,且使用胰島素不超過7天;患者單次靜脈注射異體骨髓MSCs,根據(jù)MSCs的細胞數(shù)不同分為3組,每組均為15例患者,劑量如下:0.3×106/kg組、1.0×106/kg組、2.0×106/kg組;12周內(nèi),2.0×106/kg組患者的HbA1c下降明顯,但其它觀察指標沒有明顯改變。這是一個高質(zhì)量的臨床研究,但是從結果來看,即使給與高劑量MSCs(2.0×106/kg)治療,單次注射不能讓2型糖尿病患者明顯收益。
18例不伴隨并發(fā)癥的2型糖尿病患者(23~65歲),每2周輸注一次,連續(xù)3次,給與(1~3) x106/kg的臍帶MSCs外周靜脈注射;經(jīng)過MSCs治療后,18例患者被分為有效組(8例)和無效組(10例);在有效組中,空腹血糖和餐后血糖有明顯改善,但胰島素使用量略為下降,從0.96到0.78 IU/day/kg(P=0.085),HbA1c和C-肽沒有明顯變化,Treg細胞含量顯著升高,但其他淋巴細胞亞群沒有明顯變化。
五、間充質(zhì)干細胞和其他細胞聯(lián)合使用治療糖尿病
印度的一個研究小組不區(qū)分糖尿病分型,而是直接將11例胰島素依賴性糖尿病患者納入研究組(未明確指出是哪型糖尿?。幌仍隗w外誘導異體脂肪來源的MSCs分泌胰島素,抽取患者骨髓進行造血干細胞(HSCs)培養(yǎng)8天后,通過手術方法,在腹部大網(wǎng)膜靜脈注射分泌胰島素的MSCs和HSCs;同時給與患者200cGY連續(xù)5天的放射,以預防細胞輸入引發(fā)的排異反應;觀察了12個月后,9例患者的胰島素使用量明顯下降,2例患者沒有明顯變化。該研究小組隨后進行一個對照臨床試驗,相同的治療方案,只是研究比較自體干細胞和異體干細胞治療1型糖尿病的療效差異;結果發(fā)現(xiàn)自體干細胞治療的患者C-肽升高明顯,而其他的指標都沒有差異。
中國的一個研究小組亦開展相似但相對比較簡單點研究方案,即臍帶MSCs(1.0×106/kg)聯(lián)合自體骨髓單個核細胞(BM-MNC,106.8×106/kg)胰腺動脈介入方法單次輸注治療1型糖尿??;1年后,21例患者的HbA1c和胰島素使用量略為下降,分別為HbA1c從平均8.6%降到7.5%,胰島素用量從0.9降到0.6 IU/天/kg。
六、小結
從目前臨床研究結果來看,“間充質(zhì)干細胞治療糖尿病”此論斷實屬不妥,因為暫時還沒有嚴格臨床試驗證明間充質(zhì)干細胞可以代替常規(guī)降糖藥和胰島素。
但目前的研究支持間充質(zhì)干細胞可應用于糖尿病患者,尤其是2型糖尿病,在一定程度上能保護胰島β細胞功能,提高機體對胰島素敏感性。脂肪來源的間充質(zhì)干細胞在2型糖尿病大鼠輸注后24小時內(nèi)通過促進肝糖原合成和抑制肝糖原生成顯著降低血糖。?間充質(zhì)干細胞的使用是否能維持血糖穩(wěn)定性?
間充質(zhì)干細胞的使用能否預防或治療并發(fā)癥?這些問題源于前期探索性臨床研究,需要在未來的臨床研究中解決。
免責說明:來源│間充質(zhì)干細胞? ? ?撰文│東海先生,本文僅用于傳播科普知識,分享行業(yè)觀點,不構成任何臨床診斷建議!杭吉干細胞所發(fā)布的信息不能替代醫(yī)生或藥劑師的專業(yè)建議。如有版權等疑問,請隨時聯(lián)系我。