纪念胰岛素应用100年!人类攻克糖尿病,干细胞正出发!


2022年是胰岛素首次应用临床100周年。1921年,多伦多大学的班廷教授、贝斯特教授和麦克劳德教授共同发现了胰岛素。并在1922年1月11日首次用于治疗糖尿病。


在1922年以前,确诊为1型糖尿病的人很难生活超过1-2年。这是整个20世纪最伟大的医学发现之一,直到今天它仍然是治疗1型糖尿病的唯一有效方法。

根据国际糖尿病联盟(IDF)预测,到2045年全球糖尿病患病成年人将上升到7亿,糖尿病将成为人类主要死因之一。胰岛素的发现拯救了数千万糖尿病患者,尤其是那些患有1型糖尿病的患者。



传统治疗糖尿病的弊端


糖尿病是一类以高血糖为特征的代谢性疾病,高血糖是由胰岛素分泌缺陷或生物效应受损或两者兼而有之所致,长期的高血糖会导致各种组织的慢性损害和功能障碍,尤其是眼睛、肾脏、心脏、血管和神经。


糖尿病的治疗一般有两种传统方法,两种方法都有明显的缺点。


一种是药物疗法:虽然口服药物和胰岛素注射可以改善症状,但它们不能精确地调节血糖,逆转胰岛素抵抗和β细胞功能障碍,减少组织和器官损害。


另一种是胰岛移植:这种治疗是昂贵的,捐献者是非常有限的,还需要长期使用免疫制剂。其副作用大,可操作性低,不能广泛应用。


与传统的糖尿病治疗方法相比,干细胞治疗是修复自身胰岛功能,改善糖尿病症状的有效方法。根据现有临床数据统计通过干细胞治疗,大约65%的患者已经摆脱了对胰岛素或口服药物的依赖,90%以上的患者减少了胰岛素或口服药物的使用剂量,或将胰岛素注射改为口服药物治疗,从而大大控制或延缓了并发症的发生和发展。



2021年两则重磅消息昭示干细胞光明


一则是来自Vertex制药公司的消息,一位患有严重1型糖尿病的患者在接受完全分化的胰岛细胞替代疗法后,胰岛细胞功能得到了“稳定恢复”,该公司名为VX-880的干细胞,来自干细胞大神梅尔顿20多年的工作结晶,通过移植可使患者自行调节胰岛素,甚至产生胰岛素,患者的胰岛素需求从每日34个单位减少到每日3个单位,每日胰岛素消耗减少91%,显著改善血糖控制。这是世界上第一例成功的1型糖尿病干细胞治疗病例,根据该公司消息,今年上半年,他们会公布VX-880的1/2期临床结果和长期随访结果,值得期待。


包裹干细胞的胰岛可以保护β细胞免受免疫系统的侵害


二则来自胰岛素鼻祖和巨鳄诺和诺德公司旗下基金会(NovoNordisk Foundation)确定提供的一笔高达3亿欧元(折合人民币21.61亿元)的资助,打造一个专注于干细胞医学的大型国际研究中心,核心项目之一就是干细胞治疗糖尿病。该中心主任梅尔莎教授认为干细胞医学有望成为应对当今世界面临的一些重大健康挑战的游戏规则改变者。干细胞医学为许多目前无法治愈的疾病提供了新的希望,干细胞遍布人体,对健康的生活至关重要。科学进步使我们能够识别、分离和工程化干细胞,以建立人体组织模型,修复受伤的组织并在未来培育新的器官。这则消息表明产业界正式从药物治疗糖尿病时代跨入干细胞治疗糖尿病时代。


那么我们接下来看看为何干细胞给人类攻克糖尿病带来希望?



干细胞治疗糖尿病的原理


干细胞是人体内一类具有自我更新能力和能产生分化细胞能力的原始细胞,在适合的环境下可以自我复制产生大量的和自己相同的细胞,也可以分化成各种功能细胞,产生人体内各系统所需要的各类细胞、组织、器官等,医学界称为"万用细胞"。


目前干细胞临床治疗糖尿病主要走两大路线:


路线一是利用干细胞的分化功能,特别是衍生的β细胞来重建胰岛功能。


路线二是利用干细胞的旁分泌作用,通过大量的细胞因子对糖尿病患者的自身免疫功能进行调控。


所以说干细胞治疗一方面可以对患者的胰岛功能进行恢复,另一方面也可以对胰岛素抵抗进行调整,从而达到治疗的目的。治疗后不会产生任何并发症和副作用,而且可以提高身体免疫力、摆脱终身药物的治疗。


对于糖尿病并发症,干细胞的治疗同样效果惊人,包括了糖尿病心肌病、糖尿病肾病、糖尿病神经病变、糖尿病视网膜病变、糖尿病足、糖尿病ED等。糖尿病并发症通常是由于高血糖导致血管病变、微循环不良和组织坏死等。间充质干细胞可以通过分泌血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素样生长因子(IGF-1)和肝细胞生长因子(HGF)等多种生长因子来促进血管生成和肌生成,因此有助于血管组织的再生,微循环的改善,从而治疗糖尿病并发症。



基础和临床最新进展


《自然-通讯》2021年6月7日报道,全球顶尖干细胞研发机构Salk研究所开发了一种新的方法来制造比以前的方法更有效的β细胞。


胰腺祖细胞向β细胞分化的系统筛选


通过β细胞回输,在两周内糖尿病小鼠的高血糖水平降到了正常范围,葡萄糖刺激后检测到的C肽比禁食状态(葡萄糖刺激前)多出大约两倍。


2021年6月,中华医学会糖尿病学分会主任委员、南京鼓楼医院朱大龙教授领导的研究团队在《Stem Cell Research & Therapy》发表干细胞治疗1型糖尿病的最新研究结果。



这是一个非随机、开放平行的前瞻性研究,入组53名1型糖尿病其中包括33名成人发病(≥18岁)和20名青少年,27名受试者(MSC-治疗组)接受异基因脐带MSCs(每公斤体重100万细胞量)静脉输注,然后在3个月内再重复治疗一次,而对照组(n26)仅接受以胰岛素强化治疗为基础的标准治疗。


随访1年后,MSC治疗组40.7%的患者达到主要终点,几乎是对照组的2.5倍,说明UC-MSCs保护残存β细胞功能效果良好。MSC治疗组中有3例维持3~12个月无胰岛素状态。在成人发病T1D中,MSC治疗组餐后C肽变化百分比明显高于对照组。


2021年8月,约旦大学的科学家在国际泌尿外科杂志发表一项新的研究,关于脐带间充质干细胞海绵体注射治疗糖尿病并发勃起功能障碍的安全性和有效性:1/2期临床试验。



糖尿病ED是糖尿病的一种并发症,主要由血管病变引起。因为阴茎的血管反应性差,流入阴茎的血流量少,从而造成ED的发生与发展。


研究纳入22例合并难治性ED的糖尿病患者,连续两次注射同种异体脐带间充质干细胞(WJ-MSCs),结果显示患者的勃起功能指数-5(IIEF-5)、勃起硬度评分(EHS)、收缩期峰值速度(PSV)和20 min PSV均有明显改善。


还有很多很多关于干细胞治疗糖尿病足、糖尿病肾病、糖尿病视网膜炎的临床结果,在此不再赘述。总之,截止目前,全球共有243项干细胞治疗糖尿病及并发症的临床研究正在如火如荼的开展中。



结语


中华医学会内分泌学分会前主任委员、解放军总医院内分泌科主任母义明教授认为“干细胞治疗作为生物技术,是目前所有降糖方案中唯一能针对糖尿病的核心机制逆转糖尿病自然病程的治疗方法。”


人类有信心有能力在新的100年攻克糖尿病,这次主角不再是胰岛素,而是干细胞。


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