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治愈糖尿病的新希望:人工胰腺、基因治療、干細胞移植治療

 114每文 2016-03-14

盡管皮下注射胰島素、口服降糖藥等可以緩解糖尿病患者的高血糖,但是這些治療措施只是暫時性的,并不能從根本上徹底治療糖尿病以及完全阻止其他并發(fā)癥的發(fā)生。對于已經(jīng)喪失胰島細胞功能的患者,要恢復(fù)正常的胰島素分泌和血糖水平,最根本的治療方法是胰腺移植或胰島移植,但這種治療方法受制于胰島組織的短缺及終生服用免疫抑制劑所引起的不良反應(yīng)。如何讓糖尿病達到完全治愈,受到了世界醫(yī)學(xué)界的廣泛關(guān)注,下面就盤點一下糖尿病治療領(lǐng)域的新進展!

NO 1 人工胰腺

隨著電子科技的發(fā)展,人工胰腺裝置日趨走向成熟,有望成為強化血糖控制的新方案。人工胰腺是指采用電子機械的方法來替代胰腺內(nèi)分泌的功能,它由3個基本部分組成:①連續(xù)血糖測定裝置:血糖變化的傳感器;②胰島素需要量計算裝置:根據(jù)血糖測定值計算出適當(dāng)胰島素輸注量的計算機系統(tǒng);③根據(jù)計算機指令進行輸注的裝置:胰島素(或其他激素)的貯存器和輸注泵。

人工胰腺的優(yōu)點:可改善患者的血糖控制,減少低血糖發(fā)生,缺點是不能很好地控制餐后血糖,有時需要輔以手動調(diào)節(jié)胰島素輸注。其原因是在完全閉環(huán)的胰島素泵中,系統(tǒng)并不能提前預(yù)知何時進餐,皮下胰島素吸收延遲,使進餐早期的血糖高峰得不到有效控制,同時餐后血糖的迅速升高有可能導(dǎo)致胰島素輸注過量,進而引發(fā)餐后晚期出現(xiàn)低血糖。

現(xiàn)狀:通過大量的臨床試驗和FDA批準(zhǔn)的糖尿病模擬器對人工胰腺的算法性能進行了驗證和改進,并進入到了商業(yè)化開發(fā)階段,相信在不久的將來就會有真正的跨時代產(chǎn)品問世。2013年9月美敦力公司的人工胰腺(MiniMed,530G)已被FDA批準(zhǔn)用于治療1型糖尿病。

NO 2 基因治療

基因治療是通過基因水平的改變來治療疾病的方法,它是指將正常的功能基因或新基因以一定的基因轉(zhuǎn)移方式導(dǎo)入患者體內(nèi),表達出患者體內(nèi)缺失或表達異常的蛋白質(zhì),重新賦予其正常的或新的生理功能。

具體方法:1型糖尿病的主要病因與自身免疫與機體胰島B細胞的破壞有關(guān),目前研究人員主要通過3種策略來平穩(wěn)控制血糖。首先是直接載送具有合適啟動子的胰島素原cDNA到胰腺以外的部位(通常是肝),通過異位分泌胰島素來維持正常血糖水平;其次是通過刺激新生B細胞的生成來促使胰腺恢復(fù)原來的功能;第3種思路則是改善胰島B細胞的自身免疫反應(yīng)。2型糖尿病的特點是伴隨胰島素抵抗的慢性高血糖,已有研究人員嘗試合成腸促胰島素胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)受體類似物或激動劑,并用病毒載體來載送GLP-1,這一方向在動物試驗階段取得良好的療效。

現(xiàn)狀:由于基因轉(zhuǎn)載的效率和安全性依然有待提高,因此基因治療糖尿病還停留在實驗階段,但隨著更優(yōu)秀病毒載體的出現(xiàn)以及非病毒載體技術(shù)的不斷成熟,基因治療將有可能成為臨床上治療糖尿病的可靠方法或者重要輔助手段。

NO 3干細胞移植治療

干細胞具有自我更新能力和多向分化潛能,按其來源可分為胚胎干細胞、成體干細胞及誘導(dǎo)性多能干細胞。

干細胞治療糖尿病具有以下優(yōu)勢:不受供體來源的限制,是提供功能性細胞的長期來源;自體干細胞來源的胰島細胞可避免同種異體移植帶來的排斥反應(yīng),從而減少免疫抑制治療的需要;分泌多種細胞因子,改善病變胰腺的局部微環(huán)境從而改善預(yù)后。

表-1 各類干細胞在糖尿病細胞治療研究中的運用

干細胞類型來源誘導(dǎo)分化策略體外功能驗證(糖反應(yīng)性)IPC移植數(shù)量及途徑體內(nèi)功能驗證(糖反應(yīng)性)有利因素局限性
胚胎干細胞CyT49,H8,H9內(nèi)細胞團分階段誘導(dǎo)有,弱(2~7)×106經(jīng)腎包囊, (0.15~1)×107經(jīng)附睪脂肪墊數(shù)量無限制;利于發(fā)育生物學(xué)研究免疫排斥;成瘤性;倫理學(xué)限制
誘導(dǎo)多能干細胞皮膚成纖維細胞、胰腺細胞、精原細胞分階段誘導(dǎo)有,弱(2~7)×106 經(jīng)腎包囊自體來源的細胞;無免疫原性;無倫理學(xué)限制表觀遺傳學(xué)基因修飾
成體干細胞肝干細胞肝卵圓細胞、肝膽管細胞、WB細胞腺病毒感染未檢測、有取材方便;與胰島細胞具有共同的干祖細胞,易于誘導(dǎo)分化擴增效率低;表觀遺傳學(xué)基因修飾
胰腺干細胞胰管細胞、胰島細胞、外分泌腺細胞流式細胞術(shù)分選PDX1細胞;腺病毒感染未檢測、有350~500胰腺祖細胞球, (2~7)×106經(jīng)腎包囊理論上可直接應(yīng)用,不需誘導(dǎo)分化增殖效率低,無良好的擴增方法
間充質(zhì)干細胞骨髓、脂肪、臍帶、臍血、骨膜體外分階段誘導(dǎo)有, 弱4.2×107經(jīng)尾靜脈,2×106經(jīng)腎包囊和遠端脾靜脈取材方便;移植后可調(diào)節(jié)全身免疫反應(yīng);改善局部微環(huán)境誘導(dǎo)后長期體外培養(yǎng)有惡性轉(zhuǎn)化傾向;體內(nèi)移植有成瘤風(fēng)險;直接移植后是否能在體能直接分化成IPC仍有爭議

現(xiàn)狀:干細胞移植治療糖尿病的臨床研究大多數(shù)采用骨髓來源的干細胞,骨髓干細胞注入體內(nèi)后有明顯的趨化性,能較集中地歸巢至損傷的胰腺,這可能是其在胰腺發(fā)揮作用的重要環(huán)節(jié)。國內(nèi)南京市鼓樓醫(yī)院和上海瑞金醫(yī)院開展的小型臨床研究證實了自體非清髓造血干細胞移植治療1型糖尿病患者的有效性,可使胰島素停用或減量。但大多數(shù)研究實驗,只能停留在體外的誘導(dǎo)研究,其致癌性、效率低以及移植后存活率低等一系列問題還需要解決。

任何一種新的治療方法用于臨床治療前都會面臨許多問題,盡管有這些問題存在,但仍有理由相信,糖尿病的這些新療法終將應(yīng)用于臨床,為糖尿病患者帶來全新的臨床療效甚至治愈的希望,以減輕個人的痛苦和社會的負擔(dān)。

本文為《糖尿病之友》原創(chuàng),更多內(nèi)容關(guān)注糖尿病之友公眾號(tnbzy2013),歡迎轉(zhuǎn)發(fā)收藏,轉(zhuǎn)載需注明出處,未經(jīng)授權(quán)禁止用于商業(yè)目的。

糖尿病防治,醫(yī)患合作至關(guān)重要——許樟榮談醫(yī)患關(guān)系

治愈糖尿病的新希望:人工胰腺、基因治療、干細胞移植治療

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