來源:干細(xì)胞者說
全世界有4.63億成年人 (每11人中就有1人) 患有糖尿病,預(yù)計到2045年,這一數(shù)字將達(dá)到7億。每年有420萬人死于糖尿病,我國有近1.3億糖尿病患者。1型糖尿病占全球糖尿病病例的大約10%, 2型糖尿病占90%左右。生活方式的改變和藥物治療都是治療2型糖尿病的有效方法,已經(jīng)有很多奇跡產(chǎn)生。
3月10日,在CCTV12的《生命線》欄目中,中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學(xué)中心內(nèi)分泌科主任母義明表示,在干細(xì)胞治療糖尿病方面已經(jīng)有了大量的研究。我們已經(jīng)清楚了干細(xì)胞治療糖尿病是通過什么途徑,未來我們會做得更好。
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間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病的兩大策略
間充質(zhì)干細(xì)胞,作用是調(diào)節(jié)免疫功能,保護(hù)患者體內(nèi)的β細(xì)胞,改善胰島環(huán)境,從而減輕糖尿病癥狀。
間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)既能夠支持、保護(hù)β細(xì)胞,可能還是β細(xì)胞的來源之一。間充質(zhì)干細(xì)胞移植對2型糖尿?。═2D)患者有效,但其在1型糖尿?。═1D)患者中的療效還存在爭議,因為間充質(zhì)干細(xì)胞在體外分化為功能性β細(xì)胞的能力較差,且在體內(nèi)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)分化。
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間充質(zhì)干細(xì)胞的糖尿病治療
間充質(zhì)干細(xì)胞,是目前臨床試驗中應(yīng)用最廣泛的干細(xì)胞。間充質(zhì)干細(xì)胞可以從成體組織中獲得,也可以從新生兒組織中獲得。一般認(rèn)為,間充質(zhì)干細(xì)胞具有三系分化潛能,即體外分化為成骨細(xì)胞(骨組織)、軟骨母細(xì)胞(軟骨)和脂肪細(xì)胞(脂肪組織)的能力。
從監(jiān)管的角度來看,間充質(zhì)干細(xì)胞已被歸類為高級治療藥物產(chǎn)品。盡管,間充質(zhì)干細(xì)胞正成為“通用型”細(xì)胞治療中最有前景的細(xì)胞來源,但其在1型糖尿病臨床試驗仍存在很大爭議。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病,臨床上有三種不同的假說:
A)使用間充質(zhì)干細(xì)胞來源的胰島前體細(xì)胞,得到功能性β細(xì)胞;
B)使用間充質(zhì)干細(xì)胞在移植后,通過體內(nèi)轉(zhuǎn)分化直接產(chǎn)生β細(xì)胞;
C)使用間充質(zhì)干細(xì)胞支持內(nèi)源性胰島的存活,將其誘導(dǎo)分化為胰島前體細(xì)胞。
到目前為止,還缺乏強(qiáng)有力的證據(jù)證明間充質(zhì)干細(xì)胞在體內(nèi)外可分化為功能性β細(xì)胞或胰島類器官。
干細(xì)胞治療糖尿病潛在的治療機(jī)制。潛在的機(jī)制包括了保護(hù)內(nèi)源性胰島和恢復(fù)β細(xì)胞兩種。MSCs通過免疫調(diào)節(jié)和抑制缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡來保護(hù)內(nèi)源性β細(xì)胞。hESC和iPSC也用于產(chǎn)生功能性胰島樣類器官以恢復(fù)β細(xì)胞功能。
▉ 機(jī)制一:間充質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成β細(xì)胞(證據(jù)不足)
間充質(zhì)干細(xì)胞是否會分化為胰島素生成細(xì)胞?通常,通過體外葡萄糖刺激胰島素分泌和體內(nèi)小鼠的葡萄糖耐量,來測試間充質(zhì)干細(xì)胞來源的胰島素生成細(xì)胞的功能。
C肽是胰島素產(chǎn)生過程中的副產(chǎn)物,和胰島素同來自于胰島素原。C肽通常作為體內(nèi)胰島素分泌的指標(biāo)<如果測試的指標(biāo)使用胰島素,而不是C肽,那么β細(xì)胞響應(yīng)葡萄糖分泌胰島素的能力常常會被高估。因為胰島素的量可能并不代表真正的胰島素產(chǎn)生,培養(yǎng)基中通常也有胰島素的存在>。
一項研究顯示,在體外葡萄糖刺激下的C肽分泌量上升了4倍,這提示:間充質(zhì)干細(xì)胞可能分化為能夠響應(yīng)葡萄糖刺激的胰島素生成細(xì)胞。葡萄糖耐量試驗表明,將其移植到胰腺切除或鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠后,盡管結(jié)果不夠理想,但仍有一定的降糖能力。Kamalveni等人,使用了人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞(UCB-MSC)來源的胰島內(nèi)生成細(xì)胞進(jìn)行移植,在移植后60天能檢測到低水平的人源C肽。雖然移植后150天,仍然可以檢測到人源C肽,但這一范圍是高度變化的(0.0-7.97pmol/ml),無法達(dá)到治療目的,無法將糖尿病小鼠的血糖維持在正常水平。這表明誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)生成熟的胰島素生成細(xì)胞,效率低下。
總而言之,間充質(zhì)干細(xì)胞可分化為β細(xì)胞的證據(jù)嚴(yán)重不足。
▉ 機(jī)制二:間充質(zhì)干細(xì)胞改善胰島微環(huán)境和免疫調(diào)節(jié)
另一方面,過去15年中進(jìn)行的臨床前研究支持間充質(zhì)干細(xì)胞通過兩種不同的機(jī)制保護(hù)胰島移植物,即改善細(xì)胞存活環(huán)境和免疫調(diào)節(jié)。
早在2012年,Ezquer等的研究表明,向STZ誘導(dǎo)糖尿病小鼠的靜脈中注射小鼠間充質(zhì)干細(xì)胞可以改善其血糖水平,將糖化血紅蛋白降低到與非糖尿病小鼠相似的水平,并提高總胰島素水平。熒光檢測證實,間充質(zhì)干細(xì)胞不能分化為胰島素生成細(xì)胞,而是通過Treg細(xì)胞,增加IL-13等抗炎細(xì)胞因子,降低促炎細(xì)胞因子(IL-1β、IL-18、TNF-α和MCP-1等)表達(dá)。
數(shù)據(jù)表明,間充質(zhì)干細(xì)胞治療的部分有益作用是通過減輕炎癥來實現(xiàn)的。
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近2年基于間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床研究
1. 2022年10月北京大學(xué)深圳醫(yī)院內(nèi)分泌科的研究團(tuán)隊在SCI期刊《World journal of diabetes(世界糖尿病雜志)》上發(fā)表了題為:Effectiveness and safety of human umbilical cord-mesenchymal stem cells for treating type 2 diabetes mellitus(人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療2型糖尿病的有效性和安全性)的研究論文,并表明人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療可能是2型糖尿病的新療法。
16名入選患者(入選標(biāo)準(zhǔn)為2型糖尿病診斷,年齡在18歲到70歲之間,HbA1c糖化血紅水平在7%到9.5%之間)共接受三次臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞輸注,三次之間間隔各一周,每次輸注數(shù)量為1×106/kg。
在隨訪期間,參與者每周7次自我監(jiān)測空腹血糖和餐后2小時血糖,同時根據(jù)患者的血糖調(diào)整口服降糖藥和胰島素的劑量,以保持水平穩(wěn)定。所有患者在16周后再次接受醫(yī)學(xué)評估。
研究結(jié)果提示:血糖指標(biāo)顯著改善,胰島β細(xì)胞功能改善,降糖藥的用量減少
2. 2023年,《干細(xì)胞轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》刊登了母義明教授發(fā)表的關(guān)于通過回顧性連續(xù)血糖監(jiān)測評估UC-MSCs治療2 型糖尿病的療效研究數(shù)據(jù)。
在這個隨機(jī)安慰劑對照的試驗中,2015年10月至2018年12月期間共有73名患者被分配接受4代UC-MSCs(n=37)或安慰劑(n=36)的靜脈輸注,每次輸注數(shù)量為1×106/kg,每4周輸注一次,共輸注3次,并隨訪48周。在主要終點評估TIR和糖化血紅蛋白(HbA1c)的變化。
研究設(shè)計,MET,二甲雙胍;UC-MSC,臍帶來源的間充質(zhì)干細(xì)胞;CGM,連續(xù)血糖監(jiān)測
有效性:這項前瞻性、單中心、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照試驗表明,靜脈輸注 UC-MSCs 可以增加TIR,減輕血糖變異性,降低HbA1c水平,減少每日胰島素需要量,改善胰島β-細(xì)胞功能并改善胰島素抵抗。 AUCC-pep 是與接受UC-MSCs干預(yù)的T2D 療效相關(guān)的獨(dú)立危險因素,男性患者更有可能從 UC-MSCs治療中受益。
Liu X、Kong D進(jìn)行的三項開放標(biāo)簽臨床研究初步證實了UC-MSCs治療T2D的功效。這些觀察結(jié)果一致,這項結(jié)果也表明靜脈輸注UC-MSCs減少了HbA1c和胰島素消耗,強(qiáng)調(diào)UC-MSC療法在治療T2D中的效果。
安全性:一名女性患者在第3次UC-MSCs輸注后1個月出現(xiàn)腦梗塞。一名男性患者在第三次UC-MSCs輸注后3個月因意外導(dǎo)致股骨頸骨折。根據(jù)獨(dú)立評審委員會的判斷,這些事件不被認(rèn)為與 UC-MSCs治療相關(guān)。
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二點思考
一、間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床試驗,一般是靜脈給藥。治療作用機(jī)制:通過間接方式支持胰島的健康和生存(即改善胰島微環(huán)境和調(diào)節(jié)免疫),有益作用是通過減輕炎癥來實現(xiàn)的。間充質(zhì)干細(xì)胞治療2型糖尿病臨床試驗,可有效降低血糖水平、減少外源的胰島素使用劑量,但療效并未達(dá)到預(yù)期且不持續(xù)。那么,間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈注射是治療2型糖尿病的理想選擇嗎?
二、新冠后血糖異常人群增加,據(jù)多內(nèi)分泌科醫(yī)生提出2023年血糖異?;蛘咛悄虿』颊咴龆啵ǚ枪俜?,目前沒有公開數(shù)據(jù)),那是否考慮是新冠病毒給人體免疫或者內(nèi)分泌造成了一定影響而造成胰島損傷,比如引發(fā)了炎癥反應(yīng)后造成了損傷,引起了血糖異常?