隨著醫(yī)學(xué)科技的研究發(fā)展,我國干細(xì)胞領(lǐng)域發(fā)展如火如荼,且運(yùn)用廣泛,糖尿病治療作為其運(yùn)用方向之一,得到了極大的關(guān)注,其主要涉及1型糖尿病、2型糖尿病以及糖尿病血管病變、神經(jīng)病變、糖尿病足等并發(fā)癥的治療。
近年來,全球糖尿病患病率迅速增加,中國糖尿病患病人數(shù)占全球第一,但糖尿病的控制率并不理想。過去幾十年里,學(xué)者對糖尿病的病理生理學(xué)進(jìn)行了深入的探索,發(fā)現(xiàn)包括肝臟和脂肪組織在內(nèi)的胰島素敏感性受損、腦神經(jīng)遞質(zhì)功能障礙、微生態(tài)失常,以及免疫失調(diào)等機(jī)制參與了糖尿病的發(fā)生及發(fā)展。
針對這些機(jī)制也研發(fā)了多種新型降糖藥物,并在臨床上取得了較好的療效。盡管這些降糖藥物可以有效改善高血糖,或暫時(shí)改善靶組織的胰島素敏感性,但均缺少逆轉(zhuǎn)胰島素抵抗和進(jìn)行性胰島β細(xì)胞功能衰竭的證據(jù)。
間充質(zhì)干細(xì)胞雖缺少分化成為胰島素分泌細(xì)胞的證據(jù),但可改善胰島素抵抗、逆轉(zhuǎn)β細(xì)胞的去分化,修復(fù)受損胰島β細(xì)胞,在2型糖尿?。═2DM)及其并發(fā)癥治療中具有潛在價(jià)值。但目前存在治療效果不穩(wěn)定、療效持續(xù)時(shí)間有限的問題。
近日,美國CellTrans公司研發(fā)的同種異體來源的胰島產(chǎn)品獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn),用于重度低血糖反復(fù)發(fā)作且糖化血紅蛋白(HbA1c)不達(dá)標(biāo)的成人1型糖尿?。═1DM)患者,成為T1DM治療首款獲批的細(xì)胞產(chǎn)品。但由于胰島移植需終身使用免疫抑制劑、成本高以及供體短缺,胰島細(xì)胞移植治療T1DM應(yīng)用仍然受限。
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)具有促進(jìn)胰島修復(fù)、減輕胰島素抵抗及調(diào)節(jié)免疫的作用,為糖尿病治療開辟了新途徑。
1、干細(xì)胞干預(yù)修復(fù)糖尿病原理是什么?
干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制和多向分化潛能的原始細(xì)胞。在一定條件下,它可以分化成多種功能細(xì)胞或組織器官,醫(yī)學(xué)界稱其為”萬用細(xì)胞”。
干細(xì)胞之所以對糖尿病起到很好的干預(yù)修復(fù)作用,首先是因?yàn)楦杉?xì)胞的多項(xiàng)分化能力,可以通過誘導(dǎo)分化成為胰島β細(xì)胞。胰島β細(xì)胞能增加葡萄糖的穿膜轉(zhuǎn)運(yùn),促進(jìn)葡萄糖在細(xì)胞內(nèi)氧化或糖原合成,降低血糖。
通過回輸干細(xì)胞增加胰島β細(xì)胞,即可有效調(diào)節(jié)血糖水平、胰島素水平、改善胰島功能和受控的胰島素抵抗。
除此之外,干細(xì)胞的“歸巢”效應(yīng)讓其進(jìn)一步遷移到損傷部位,修復(fù)損傷的部位的同時(shí),還可以分泌生長/生物活性因子,潛在影響局部以及全身生理過程,讓肌體由內(nèi)而外煥發(fā)生機(jī)。
2、用干細(xì)胞干預(yù)修復(fù)適合治療哪類糖尿病?
目前,干細(xì)胞干預(yù)修復(fù)主要涉及Ⅰ型糖尿病、Ⅱ型糖尿病以及糖尿病血管病變、神經(jīng)病變、糖尿病足等并發(fā)癥的治療。
- 關(guān)于Ⅰ型糖尿?。?/strong>Ⅰ型糖尿病是由T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫反應(yīng),進(jìn)而導(dǎo)致胰島細(xì)胞的缺乏。研究表明:干細(xì)胞具有免疫調(diào)節(jié)作用。
- 利用干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用,糾正Ⅰ型糖尿病的自身免疫,目前在臨床應(yīng)用,并取得了顯著的療效。
- 關(guān)于Ⅱ型糖尿?。?/strong>Ⅱ型糖尿病的發(fā)生與外周組織中胰島素受體的敏感性顯著下降有密切關(guān)系,導(dǎo)致組織細(xì)胞對血糖利用的下降,最終表現(xiàn)為臨床常見的血糖水平的顯著升高。
- 干細(xì)胞治療糖尿病可以促進(jìn)胰島β細(xì)胞的再生,保護(hù)內(nèi)源性胰島β細(xì)胞免遭凋亡,并改善外周組織的胰島素抵抗,降低血糖和糖尿病副反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。
2019-2024年期間干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床研究進(jìn)展
本篇文章主要總結(jié)近五年國內(nèi)外干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床研究進(jìn)展。
2019年干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床案例
2019年,美國《時(shí)代》周刊將干細(xì)胞治療糖尿病納入改變未來十大醫(yī)療的12大創(chuàng)新發(fā)明列表中。
2019年,國家期刊雜志《CHRISMED 健康與研究雜志》發(fā)表了一篇利用自體間充質(zhì)干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床案例報(bào)告,本報(bào)告描述了一名17歲女性患者的病例,該患者的血糖水平波動且糖基化血紅蛋白高,對常規(guī)療法沒有反應(yīng)。
根據(jù)我們的觀察,在接受自體間充質(zhì)干細(xì)胞治療1年后,患者在繼續(xù)飲食和運(yùn)動方案的同時(shí),血糖水平控制得到改善,總體健康狀況也得到改善?;颊邔σ葝u素的需求也逐漸減少,隨后可以停止使用胰島素。因此,我們推測,自體MSC的給藥可能導(dǎo)致胰腺再生,并對抗胰島細(xì)胞抗體產(chǎn)生輔助免疫調(diào)節(jié)作用。
間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 具有免疫調(diào)節(jié)和促血管生成特性,可能有助于阻止β細(xì)胞破壞。此外,MSC可以保留殘留的β細(xì)胞質(zhì)量并促進(jìn)內(nèi)源性β細(xì)胞再生。這些細(xì)胞能夠分化為對葡萄糖有反應(yīng)的胰島素分泌細(xì)胞,使其成為治療和預(yù)防1型糖尿病并發(fā)癥的理想候選者。
2020年干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床案例
2020年8月19日,美國Salk研究人員在《Nature》上發(fā)布了一項(xiàng)重要研究成果:研究人員利用干細(xì)胞技術(shù),成功制造出了第一批能夠躲避免疫系統(tǒng)的人類胰島素分泌胰腺細(xì)胞簇,這些“免疫保護(hù)”細(xì)胞簇一旦移植到人體內(nèi),患者無需再服用免疫抑制藥物,這為治療1型糖尿病患者帶來了新曙光。
2020年10月10日,四川大學(xué)華西醫(yī)院在《糖尿病研究雜志》發(fā)表了一篇干細(xì)胞治療1型糖尿病的療效和安全性:最新的系統(tǒng)評價(jià)和薈萃分析綜述。
方法:我們系統(tǒng)地檢索了Medline、EMBASE、Cochrane臨床研究中心注冊庫、ClinicalTrials.gov、Web of Science、萬方數(shù)據(jù)、中國知網(wǎng)、維普數(shù)據(jù)庫和中國生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(SinoMed)中2019年3月19日之前發(fā)表的相關(guān)研究,研究結(jié)果包括血糖控制參數(shù)(即糖化血紅蛋白(HbA1c)水平和胰島素劑量)、β細(xì)胞功能(即空腹C肽水平和C肽濃度曲線下面積(AUCC))和不良事件的相對風(fēng)險(xiǎn)。使用RevMan 5.3和Stata 12.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
結(jié)果:最終共納入5個(gè)隨機(jī)對照試驗(yàn)(RCT)和8個(gè)非隨機(jī)同期對照試驗(yàn)(NRCCT),共396例受試者,被納入薈萃分析。在RCT中,干細(xì)胞治療可顯著降低HbA1c水平,提高空腹C肽水平。干細(xì)胞治療還可減少治療后6個(gè)月的胰島素用量。NRCCT也得到了一致的結(jié)果。此外,RCTs顯示干細(xì)胞治療不會增加胃腸道癥狀的相對風(fēng)險(xiǎn)和感染。然而,NRCCTs顯示干細(xì)胞治療增加了胃腸道癥狀的相對風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)論:針對1型糖尿病的干細(xì)胞療法可改善血糖控制和β細(xì)胞功能,而不會增加嚴(yán)重不良事件的風(fēng)險(xiǎn)。干細(xì)胞療法還可能在短期內(nèi)(3-6個(gè)月)減少胰島素劑量。
2021年干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床案例
2021年10月18日,總部位于波士頓的福泰制藥公司(Vertex Pharmaceuticals Incorporated)宣布,在麻省總醫(yī)院進(jìn)行的VX-8801/2期臨床試驗(yàn)中的首例1型糖尿病患者(T1D)獲得積極數(shù)據(jù)。
在接受單劑治療后第90天時(shí),這名1型糖尿病患者恢復(fù)了胰島素生產(chǎn),并且將每天胰島素使用量減少91%,血糖控制得到顯著改善。報(bào)道指出,這是首次試驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)這一細(xì)胞療法可顯著恢復(fù)T1D患者的胰島細(xì)胞功能。
在這項(xiàng)研究中,受試患者40年前被診斷為T1D,并具有胰島素依賴性。在治療前的一年里,這位患者有五次嚴(yán)重的、可能危及生命的低血糖。在接受VX-880之前,患者每天服用34單位的胰島素,并且沒有檢測到空腹和刺激的c肽水平。這表明病人沒有自己產(chǎn)生胰島素。
患者接受了單次注射VX-880,劑量為目標(biāo)劑量的一半,同時(shí)接受免疫抑制治療。用藥后多項(xiàng)指標(biāo)均有顯著改善,包括空腹和刺激的c肽增加,血糖控制改善。減少了對醫(yī)用胰島素的需求,治療的耐受性良好。
Vertex公司細(xì)胞和遺傳療法執(zhí)行副總裁兼首席執(zhí)行官Bastiano Sanna表示:“從第一個(gè)使用VX-880治療的患者身上獲得的結(jié)果是前所未有的?!白屵@些結(jié)果真正引人注目的是,它們是在目標(biāo)劑量的一半的情況下實(shí)現(xiàn)的?!半m然還處于早期階段,但這些結(jié)果支持了我們VX-880臨床研究的繼續(xù)進(jìn)展,以及未來使用我們封裝的胰島細(xì)胞的研究,這有可能實(shí)現(xiàn)在不需要免疫抑制的情況下使用?!?/p>
試驗(yàn)結(jié)果分析
1、患者通過肝門靜脈輸注與標(biāo)準(zhǔn)免疫抑制劑同時(shí)給予治療藥物的一半靶劑量。然后在90天內(nèi)測量空腹c肽、糖化血紅蛋白和7天平均每日胰島素劑量??崭筩肽在治療后很快被記錄,并在第90天迅速增加。糖化血紅蛋白和每日胰島素劑量也隨時(shí)間下降。
2、采用混合膳食耐受試驗(yàn)(MMTT)定量c肽水平,在基線和第90天評估胰島細(xì)胞功能。MMTT是胰島素產(chǎn)生的直接標(biāo)志??崭购褪艽碳さ腸肽水平在基線時(shí)無法檢測到,這意味著沒有內(nèi)源性胰島素產(chǎn)生。
3、接受治療后第90天,c肽為280 pmol/L,表明基礎(chǔ)胰島素生產(chǎn)恢復(fù)。MMTT刺激后,其峰值為560 pmol/L,表明治療恢復(fù)了葡萄糖反應(yīng)性胰島素的產(chǎn)生。
4、第90天,糖化血紅蛋白從基線的8.6%改善到7.2%。每日胰島素劑量從治療前的每天34個(gè)單位降至第90天檢查時(shí)的7天內(nèi)平均每天2.9個(gè)單位。每天外源性胰島素的使用減少了91%。
同年,2021年,南京市鼓樓醫(yī)院內(nèi)分泌科朱大龍教授團(tuán)隊(duì),在Stem Cell Research & Therapy發(fā)表了《臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在1型糖尿病的 治療:一項(xiàng)開放、非隨機(jī)、平行對照臨床試驗(yàn)》。
53例(成人33,青少年20)1型糖尿?。═1DM)患者參與該研究。MSCs(間充質(zhì)干細(xì)胞)組27例接受治療,對照組26例。MSCs組劑量,1×106/kg,靜脈輸注2次,間隔3個(gè)月。
隨訪1年,11名(11/27,40.7%)MSCs受試者組的達(dá)到臨床緩解,顯著高于對照組(3/26,11.5%)。其中3名MSCs治療的成年人實(shí)現(xiàn)不依賴胰島素,并在3-12個(gè)月內(nèi)保持不使用胰島素,而對照組沒有。MSCs無嚴(yán)重不良反應(yīng)。研究提示,對于新發(fā)1型糖尿病患者,重復(fù)1次回輸MSCs是安全的,可能有利于保護(hù)胰島β細(xì)胞的功能。
2022年干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床案例
2022年,發(fā)表在《Cell Stem Cell》雜志上的研究讓I型糖尿病患者的治愈成為可能。由干細(xì)胞分化培養(yǎng)而來的胰島細(xì)胞在26名1型糖尿病患者體內(nèi)分泌了胰島素。這個(gè)里程碑的成果無疑為成千上萬名1型糖尿病患者帶來了希望。
溫哥華總醫(yī)院糖尿病中心主任Thompson博士表示,“干細(xì)胞讓1型糖尿病患者治愈成為可能。這項(xiàng)研究是一項(xiàng)重大的科學(xué)突破,通過最先進(jìn)技術(shù)幫助1型糖尿病患者找到了治愈方法。”
2022年,在美國糖尿病協(xié)會(ADA)的年度科學(xué)會議上,制藥公司Vertex再次公布了其在研干細(xì)胞產(chǎn)品VX-880治療1型糖尿病的1/2期多中心、單臂、開放臨床試驗(yàn)中首批兩名患者的詳細(xì)隨訪數(shù)據(jù),引起不小轟動。
第一例患者是一名患有1型糖尿病40多年的64歲男性,治療后9個(gè)多月,他的糖化血紅蛋白(HbA1c)處于正常范圍,已經(jīng)無需使用任何外源性胰島素。
第二例是一名患有1型糖尿病10.7年的35歲女性,治療后5個(gè)月,胰島素使用量減少了30%,血糖處于正常范圍內(nèi)的時(shí)間顯著增加。值得一提的是,兩名患者都只接受了VX-880目標(biāo)劑量的一半。
2023年干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床研究進(jìn)展
2023年7月,北大干細(xì)胞研究中心與天津市第一中心醫(yī)院合作,成功完成了國際首例1型糖尿病受試者化學(xué)重編程誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞分化的胰島細(xì)胞移植手術(shù)。
在獲得國家衛(wèi)生健康委干細(xì)胞臨床研究備案的基礎(chǔ)上,天津市第一中心醫(yī)院與北京大學(xué)干細(xì)胞中心通力合作,成功完成國際首例1型糖尿病受試者化學(xué)重編程誘導(dǎo)多潛能干細(xì)胞(CiPSC)分化的胰島樣細(xì)胞移植手術(shù)。這也標(biāo)志著天津市第一中心醫(yī)院正式成為可以開展干細(xì)胞臨床研究的備案機(jī)構(gòu)。
該治療技術(shù)有望成為徹底治愈1型糖尿病的理想方案。
受試者是一位病史長達(dá)11年的1型糖尿病患者,在接受細(xì)胞移植當(dāng)天便恢復(fù)了正?;顒?,并且胰島細(xì)胞存活良好。移植后第10天,患者血糖穩(wěn)定,每日胰島素需要量已經(jīng)降低至移植前的一半。該治療技術(shù)有望成為徹底治愈1型糖尿病的理想方案。
2023年10月2日,萬眾矚目的2023年第59屆歐洲糖尿病研究協(xié)會年會(EASD)于德國漢堡正式拉開帷幕。本屆大會匯集來自全球各地的專家、學(xué)者和醫(yī)護(hù)人員,共同探討最新的科學(xué)研究成果、臨床實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和未來發(fā)展趨勢。
會上,來自多倫多大學(xué)Ajmera移植中心胰腺和胰島細(xì)胞移植外科主任Trevor W.Reichman教授分享了VX-880治療1型糖尿病(T1D)的最新研究進(jìn)展——6名接受VX-880治療的T1D患者血糖控制(HbA1c、TIR)均得到顯著改善,其中3名完全擺脫了外源性胰島素,重歸正常生活!
2023年11月底發(fā)表在《Nature Biotechnology》的一項(xiàng)基于干細(xì)胞的新療法的試驗(yàn)取得了令人鼓舞的結(jié)果,這種療法可以調(diào)節(jié)血糖水平,減少每日胰島素注射的需要。
這是第一次,一種基于干細(xì)胞的裝置可以減少一些1型糖尿病患者的胰島素用量。隨著這種方法的進(jìn)一步完善,我們找到一種可以完全消除每日胰島素注射需求的療法只是時(shí)間問題。
2023年11月27日,UBC News發(fā)表了哥倫比亞大學(xué)主導(dǎo)的“干細(xì)胞治療1型糖尿病”的臨床研究結(jié)果。參與試驗(yàn)的共有10名1型糖尿病患者,通過向患者皮下植入“VC-02”,以替代1型糖尿病患者缺乏的胰島β細(xì)胞?!癡C-02”為一種小型醫(yī)療植入物,其內(nèi)含有數(shù)百萬個(gè)培養(yǎng)好的胰島細(xì)胞(包含源自多能干細(xì)胞系的β細(xì)胞),植入后有望提供長期、穩(wěn)定的胰島素供應(yīng),以達(dá)到基本實(shí)現(xiàn)健康胰腺血糖調(diào)節(jié)功能的美好愿景。
隨訪顯示,植入治療6個(gè)月后,有3名患者出現(xiàn)明顯的胰島素產(chǎn)生標(biāo)志,并且療效維持了1年之久,外部胰島素注射量也減少了。其中一例的胰島素注射量更是減少了44%,效果顯著,達(dá)到目標(biāo)血糖范圍的時(shí)間從55%增加至85%。
2024年干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床研究進(jìn)展
2024年2月21日,武漢科技大學(xué)天佑醫(yī)院內(nèi)分泌科在國際期刊雜志《細(xì)胞和組織儲存》發(fā)表了一篇間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞治療1型糖尿病的療效:系統(tǒng)評價(jià)的文獻(xiàn)綜述。
目的:研究間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞治療1型糖尿病的療效。
方法:截至2023年7月,在PubMed、Web of Science、Embase和Cochrane Library數(shù)據(jù)庫中檢索了有關(guān)間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞對T1D的影響的文章。通過引文手動搜索其他相關(guān)研究。評估了HbA1c、FBG、PBG、胰島素需求和C肽。使用ROB 2.0和ROBINS-I工具評估偏倚風(fēng)險(xiǎn)。納入了6項(xiàng)RCT和8項(xiàng)nRCT。在納入的14項(xiàng)研究中,兩項(xiàng)評估了BM-MSC,三項(xiàng)評估了UC-MSC,五項(xiàng)評估了AHSCT,兩項(xiàng)評估了CB-SC,兩項(xiàng)評估了UC-SC加aBM-MNC。
結(jié)果:在隨訪結(jié)束時(shí),十項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞改善了T1D的血糖結(jié)果,而其余四項(xiàng)研究未顯示顯著改善。研究結(jié)果支持了利用間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞對1型糖尿病患者產(chǎn)生積極影響的觀點(diǎn)。
2024年4月30日,海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院(上海長征醫(yī)院)殷浩教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心程新教授團(tuán)隊(duì),在《細(xì)胞發(fā)現(xiàn)》(Cell Discovery)發(fā)表研究成果。
這是國際上首次利用干細(xì)胞來源的自體再生胰島移植,成功治愈胰島功能嚴(yán)重受損糖尿病的病例報(bào)道,目前該患者已徹底脫離胰島素長達(dá)33個(gè)月。
2024年9月20日,天津市第一中心醫(yī)院沈中陽、王樹森研究組,北京大學(xué)昌平實(shí)驗(yàn)室鄧宏魁研究組聯(lián)合在行業(yè)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表了一篇關(guān)于‘1型糖尿病患者腹部前直肌鞘下化學(xué)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源的胰島移植’的臨床試驗(yàn)結(jié)果。
該試驗(yàn)評估了在腹部前直肌鞘下自體移植化學(xué)誘導(dǎo)的多能干細(xì)胞來源的胰島 (CiPSC胰島) 治療1型糖尿病的可行性。
患者在移植后75天開始實(shí)現(xiàn)持續(xù)的胰島素獨(dú)立性?;颊叩哪繕?biāo)血糖范圍時(shí)間從基線值的43.18%增加到移植后第4個(gè)月的96.21%,同時(shí)伴有糖化血紅蛋白下降。
此后,患者呈現(xiàn)出穩(wěn)定的血糖控制狀態(tài),目標(biāo)血糖范圍時(shí)間>98%,糖化血紅蛋白在5%左右。 1年后,臨床數(shù)據(jù)滿足所有研究終點(diǎn),沒有出現(xiàn)移植相關(guān)異常的跡象。
該患者的結(jié)果令人鼓舞,表明有必要開展進(jìn)一步的臨床研究,評估 CiPSC-胰島移植在1型糖尿病中的應(yīng)用。
干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床備案情況
截止2024年11月5日,在美國國立衛(wèi)生研究院的最大臨床試驗(yàn)注冊庫clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的有關(guān)干細(xì)胞治療1型糖尿病的臨床研究項(xiàng)目有54項(xiàng),已完成的有39項(xiàng)。
結(jié)論
在過去的歷史里,糖尿病患者依靠胰島素延續(xù)生命,隨著再生醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展,具有刺激胰腺內(nèi)源性β細(xì)胞再生、改善血糖水平的干細(xì)胞療法,逐漸進(jìn)入人們的視野,干細(xì)胞療法有望成為糖尿病患者臨床治療的潛在方案。
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