近日，《自然》醫(yī)學(xué)期刊子刊自然生物技術(shù)《nature biotechnology》發(fā)表了一篇封裝干細(xì)胞衍生的β細(xì)胞對(duì)1型糖尿病患者發(fā)揮血糖控制作用的綜述。該綜述報(bào)告了一個(gè)研究組的1年中期結(jié)果，該研究組在具有優(yōu)化膜穿孔模式的裝置中接受了高出2-3倍的細(xì)胞劑量。

每隔3個(gè)月通過(guò)膳食刺激血漿C肽水平來(lái)測(cè)量β細(xì)胞功能，并通過(guò)連續(xù)血糖監(jiān)測(cè) (CGM) 和胰島素劑量來(lái)評(píng)估對(duì)血糖控制的影響。在基線C肽檢測(cè)不到的10位患者中，有3位從第6個(gè)月起達(dá)到了≥0.1nmoll-1的水平，這與CGM測(cè)量結(jié)果的改善和胰島素用量的減少相關(guān)，表明了葡萄糖控制效果。C肽最高的患者（0.23nmoll-1）在第12個(gè)月時(shí)，CGM時(shí)間范圍從55%增加到85%；在第6個(gè)月時(shí)，該患者哨點(diǎn)裝置中的β細(xì)胞質(zhì)量是初始細(xì)胞質(zhì)量的4%，這表明了提高療效的方向。

主要癥狀

1型糖尿病（T1D）患者胰腺中的β細(xì)胞耗竭，因此細(xì)胞無(wú)法根據(jù)代謝需要調(diào)節(jié)胰島素的供應(yīng)。外源性胰島素可以替代胰島素儲(chǔ)備的損失，但不能替代細(xì)胞對(duì)胰島素合成和釋放的微調(diào)控制。胰島素用藥可減少大多數(shù)患者的高血糖發(fā)作，從而避免或延緩慢性并發(fā)癥的發(fā)生，但也有可能發(fā)生危及生命的低血糖事件，增加慢性病患者的生活負(fù)擔(dān)。從人類供體胰腺制備的胰島進(jìn)行肝內(nèi)移植的結(jié)果表明，β細(xì)胞替代治療T1D具有潛力。這種細(xì)胞療法可解決大多數(shù)受者的低血糖問(wèn)題，從而大大提高他們的生活質(zhì)量。此外，該療法可使血糖控制基本恢復(fù)正常，50%以上的患者在5年內(nèi)不再需要外源性胰島素治療。由于供體細(xì)胞短缺以及需要持續(xù)的免疫抑制治療以防止移植物排斥反應(yīng)，從而帶來(lái)了危及生命的并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，因此手術(shù)的實(shí)施受到了限制。

原則上，供體細(xì)胞的短缺和免疫抑制的要求都可以通過(guò)使用從人類多能干細(xì)胞（hPSCs）中提取的完全包裹的β細(xì)胞來(lái)解決。

臨床試驗(yàn)驗(yàn)證：封裝干細(xì)胞衍生的β細(xì)胞對(duì)1型糖尿病患者發(fā)揮血糖控制作用

在這里，我們描述了由10名T1D患者組成的研究組的1年隨訪情況，這些患者(1)接受的設(shè)備比之前的研究多兩倍到三倍，并且接受的設(shè)備的膜穿孔密度和模式是之前研究的與裝置中較高的細(xì)胞存活率和較高的血漿 C肽誘導(dǎo)相關(guān)。

10名接受者中的4名在第6個(gè)月時(shí)達(dá)到了可檢測(cè)血漿C肽的主要終點(diǎn)。這4名接受者中的3名達(dá)到了C肽≥0.1nmol l?1，并且在第6個(gè)月和第9個(gè)月時(shí)表現(xiàn)出血糖控制的改善，如連續(xù)顯示血糖監(jiān)測(cè) (CGM) 措施與減少外源性胰島素劑量一起進(jìn)行。對(duì)從效果最好的患者（病例1）處回收的裝置中的細(xì)胞組成進(jìn)行定量分析表明，第6個(gè)月時(shí)達(dá)到的β細(xì)胞量為初始細(xì)胞量的4%，并且其比例較低（占所有細(xì)胞的3%） )—比α 細(xì)胞群低五倍（占所有細(xì)胞的16%）。

結(jié)果

試驗(yàn)設(shè)計(jì)概述

該試驗(yàn)檢驗(yàn)了皮下植入PEC-Direct對(duì)免疫抑制下T1D患者的療效，免疫抑制由抗胸腺細(xì)胞球蛋白誘導(dǎo)并由嗎替麥考酚酯和他克莫司維持。植入物由八個(gè)（案例1和6）或10個(gè)大型（劑量探索）和兩個(gè)或三個(gè)（案例 1）小型（用于分析的哨兵）單元組成，每個(gè)單元分別包含~75×10⁶和~7×10⁶PEC-01細(xì)胞（方法）。

在篩選時(shí)，10名患者表現(xiàn)出β細(xì)胞耗竭狀態(tài)，如混合膳食耐受測(cè)試 (MMTT) 基礎(chǔ)時(shí)和第90分鐘時(shí)血漿C肽水平低于檢測(cè)限 (LOD) (0.03 nmol l-1）。主要終點(diǎn)是第6個(gè)月時(shí)MMTT誘導(dǎo)的C肽增加至LOD以上。次要終點(diǎn)是C肽水平>0.07nmol l?1、CGM措施的改善以及隨訪1年內(nèi)胰島素劑量的減少。通過(guò)聯(lián)合檢查C肽水平、CGM數(shù)據(jù)和胰島素劑量來(lái)評(píng)估植入物改善血糖控制的功能。

記錄治療中出現(xiàn)的不良事件（TEAE）。沒(méi)有一例導(dǎo)致退出研究，也沒(méi)有一例與方案中定義的特殊關(guān)注不良事件 (AESI) 相對(duì)應(yīng)。最常見(jiàn)的TEAE是手術(shù)疼痛。兩名患者報(bào)告了治療中出現(xiàn)的嚴(yán)重不良事件 (TESAE)，一名患者歸因于手術(shù)操作，另一名患者則歸因于方案指定的免疫抑制。

PEC-Direct接受者中膳食刺激的血漿C肽

在植入后第3個(gè)月，10名接受者中有5名表現(xiàn)出MMTT誘導(dǎo)的C肽水平高于LOD (0.05–0.07nmol l^-1)（表1）。第6個(gè)月時(shí)，可檢測(cè)到的C肽在10名接受者中的4名中仍然存在，達(dá)到了主要療效終點(diǎn)，并且在更長(zhǎng)的隨訪期間。這四名患者中的三名直到第12個(gè)月才達(dá)到C肽水平>0.07nmol l-1 (0.10–0.23 nmoll^-1 )的次要終點(diǎn)（圖1）。在該反應(yīng)組與植入時(shí)患者的特征之間沒(méi)有觀察到相關(guān)性。

在12個(gè)月內(nèi)，對(duì)達(dá)到種植體功能主要功效終點(diǎn)（在基線以上第90分鐘時(shí)進(jìn)行6個(gè)月MMTT刺激的C肽；表1）的患者進(jìn)行血糖控制標(biāo)記物的相關(guān)變化檢查。第一個(gè)（頂部）面板顯示了每隔3個(gè)月在基礎(chǔ)時(shí)間點(diǎn)（T0，第0分鐘）和MMTT刺激時(shí)間點(diǎn)（T90，第90分鐘）的血漿C肽水平；水平≤LOD用十字表示。病例 1、2和3達(dá)到了種植體功能的次要療效終點(diǎn)（血漿C肽 0.07nmoll^-1），并維持到第12個(gè)月（紅線）。

這些MMTT點(diǎn)的血糖（第二幅圖）表示第90分鐘時(shí)的葡萄糖刺激狀態(tài)。第三幅圖和第四幅圖顯示了3個(gè)月間隔內(nèi)源自CGM的血糖控制終點(diǎn)。TAR血糖（≥180mgdl^?1）和TIR血糖（71–180mgdl^?1）已被定義為目標(biāo)血糖控制的核心終點(diǎn)（TIR>70%和TAR<25%，第三張圖中的陰影區(qū)域）。

達(dá)到種植體功能次要終點(diǎn)的三名接受者（病例1、2和3）在第6個(gè)月和第9個(gè)月改善了CGM措施以實(shí)現(xiàn)臨床目標(biāo)，其中兩人也在第12個(gè)月（紅線），但沒(méi)有觀察到任何改善對(duì)于案例4，它沒(méi)有達(dá)到這個(gè)次要終點(diǎn)。病例1、2和3中血糖控制的改善還體現(xiàn)在CGM衍生的GMI（紅線，第四圖）的降低上，這比HbA1c水平（空心方塊）更準(zhǔn)確地代表了平均血糖的變化。僅每隔3個(gè)月測(cè)量一次，并且受免疫抑制治療的影響。第五張圖顯示相應(yīng)的胰島素劑量。它是植入前2-4周（第0個(gè)月，綠點(diǎn)）和植入后3個(gè)月內(nèi)的平均值。植入前1-10天開(kāi)始免疫抑制治療。不同的植入前條件以及方案開(kāi)始后生活方式的變化使第3個(gè)月的劑量成為評(píng)估個(gè)體隨時(shí)間變化的適當(dāng)參考。數(shù)據(jù)顯示，病例1、2和3（紅線）中血糖控制終點(diǎn)的改善與胰島素劑量的降低有關(guān)，這與在此期間代謝相關(guān)植入物功能的建立一致。對(duì)于病例4，沒(méi)有注意到胰島素劑量的相關(guān)變化。

對(duì)于C肽分泌反應(yīng)最佳的病例（病例1），MMTT誘導(dǎo)的C肽在第3個(gè)月和第9個(gè)月之間增加了三倍，然后保持穩(wěn)定。盡管臨床方案并未計(jì)劃進(jìn)行胰島素原分析，但我們利用該患者相對(duì)較高的移植功能來(lái)評(píng)估胰島素原釋放，作為進(jìn)一步詢問(wèn)干細(xì)胞衍生的β細(xì)胞功能狀態(tài)的一種手段。第12個(gè)月時(shí)，β細(xì)胞分泌活性不足以糾正360分鐘MMTT期間的高血糖狀態(tài)（圖2）。

干細(xì)胞生成的植入物的組成

四個(gè)回收的哨兵裝置可用于分析其內(nèi)室和緊鄰膜外的組織的成分。第6個(gè)月從病例1中取出了2個(gè)，從病例4中取出了2個(gè)，一個(gè)在第3個(gè)月，一個(gè)在第9個(gè)月。

案例1是一名女性受體，這允許通過(guò) KDM5D 陽(yáng)性細(xì)胞核識(shí)別男性供體細(xì)胞。兩個(gè)內(nèi)室都包含主要由供體細(xì)胞組成的片段和主要包含嵌入受體來(lái)源的KDM5D陰性成纖維細(xì)胞的結(jié)締組織的其他片段（圖2）。兩種類型的節(jié)段都包含囊腫樣結(jié)構(gòu)，其邊界是供體來(lái)源的上皮。供體來(lái)源的細(xì)胞群占內(nèi)室細(xì)胞的32%，這是最初植入的細(xì)胞群存活率較低（開(kāi)始時(shí)細(xì)胞群的35%）和受體細(xì)胞浸潤(rùn)（代表兩倍以上的細(xì)胞）的結(jié)果（表2）。

討論

這里提出的結(jié)果表明，植入1型糖尿病患者體內(nèi)的設(shè)備輸送的干細(xì)胞衍生細(xì)胞可以建立β細(xì)胞團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)足夠的功能來(lái)改善血糖控制。他們支持進(jìn)一步開(kāi)發(fā)hPSC衍生的PEC作為β細(xì)胞替代療法和可回收裝置的使用。這項(xiàng)研究是使用ViaCyte的PEC-Direct組合候選產(chǎn)品進(jìn)行的，該候選產(chǎn)品由裝在帶有穿孔膜的裝置中的PEC-01細(xì)胞組成，給予接受免疫抑制的患者。

本研究組的移植前刺激C肽水平低于0.03nmoll-1的LOD。PEC-Direct植入物在第6個(gè)月提高了10位受者中4位的基線水平，達(dá)到了主要療效終點(diǎn)，10位受者中有3位（病例1、2和3）達(dá)到了大于0.07nmol l-1的水平，并持續(xù)到第12個(gè)月，達(dá)到了植入物功能穩(wěn)定的次要療效終點(diǎn)。這三個(gè)病例中的水平被認(rèn)為與代謝相關(guān)。在病例2和3中，它們是β細(xì)胞低功能狀態(tài)的特征，而在病例1中，它們是中等功能狀態(tài)的特征。在檢測(cè)不到β細(xì)胞功能的患者中誘導(dǎo)這些C肽水平的臨床意義還體現(xiàn)在它們與有益的并發(fā)癥相關(guān)。

這項(xiàng)對(duì)具有不同殘余胰島素分泌水平的T1D患者進(jìn)行的縱向和橫向分析發(fā)現(xiàn)，C肽水平與高血壓、HbA1c 和膽固醇以及微血管并發(fā)癥呈反向關(guān)系，這延續(xù)了之前的觀察結(jié)果。這種相關(guān)性尚未在植入胰島細(xì)胞的免疫抑制患者中得到證實(shí)。與臨床直接相關(guān)的是，根據(jù)最近推薦的糖尿病醫(yī)療護(hù)理措施，觀察到三名患者從第6個(gè)月起血糖控制有所改善。CGM數(shù)據(jù)顯示，血糖控制的核心終點(diǎn)明顯改善，接近或達(dá)到共識(shí)目標(biāo)（TIR >70%和TAR<25%），同時(shí)使用的外源性胰島素劑量降低。C肽反應(yīng)最高的病例（病例 1）的血糖控制效果最好（第12個(gè)月的TIR為85%）。

最近也有報(bào)道稱，兩名接受肝內(nèi)干細(xì)胞衍生胰島制劑（VX-880）治療的患者控制了血糖并產(chǎn)生了胰島素，其中一名患者的胰島素獨(dú)立，空腹或MMTT刺激的C肽水平≥0.16nmoll-1。

由于納入研究試驗(yàn)本身可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生積極和消極的影響，因此我們對(duì)個(gè)體患者進(jìn)行了縱向分析。在沒(méi)有混雜因素的情況下，持續(xù)的C肽反應(yīng)≥0.10nmol l-1與減少外源性胰島素劑量期間血糖控制的持續(xù)改善（病例1-3）相關(guān)，表明植入物中的β細(xì)胞質(zhì)量發(fā)揮了血糖控制作用。

未表現(xiàn)出這種水平的β細(xì)胞功能的接受者（病例4-10）并未表現(xiàn)出血糖控制的改善以及較低的胰島素劑量。

在案例5中，進(jìn)入試驗(yàn)后觀察到更好的血糖控制，但這歸因于較高的胰島素劑量。

在案例8中，免疫抑制劑的副作用改變了生活方式，導(dǎo)致碳水化合物攝入量顯著減少，從而降低了血糖，而與植入物無(wú)關(guān)。總體而言，數(shù)據(jù)表明，當(dāng)達(dá)到并維持C肽水平≥0.10nmol l-1時(shí)，血糖控制效果明顯，僅納入試驗(yàn)不足以在較低胰島素劑量下實(shí)現(xiàn)更好的血糖控制。

總之，本報(bào)告展示了干細(xì)胞移植治療1型糖尿病患者發(fā)揮血糖控制的可行性。

參考資料：Keymeulen, B., De Groot, K., Jacobs-Tulleneers-Thevissen, D. et al. Encapsulated stem cell–derived β cells exert glucose control in patients with type 1 diabetes. Nat Biotechnol (2023). https://doi.org/10.1038/s41587-023-02055-5

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