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10项研究分析:间充质干细胞移植治疗糖尿病疗效

前言:近年来,间充质干细胞(MSCs)治疗糖尿病正成为医学研究的新焦点。这种疗法利用MSCs的再生能力,旨在修复受损的胰岛β细胞,改善胰岛素分泌,从而控制血糖水平。本文将通过荟萃分析探讨间充质干细胞治疗糖尿病的临床效果及未来前景,为患者提供新的希望和治疗选择。

糖尿病(DM)的发病率逐年上升,根据国际糖尿病联盟的数据,2017年全球估计有451万成年人患有糖尿病,预计到2045年这一数字将达到693万。糖尿病主要分为1型和2型。

  • 1型糖尿病(T1DM)是一种自身免疫性疾病,免疫攻击导致胰岛细胞破坏,引起与胰岛素绝对缺乏相关的胰岛炎症,最终发生各种相关并发症,给患者带来严重伤害,对患者的生活质量和寿命产生负面影响。
  • 2型糖尿病(T2DM)是最常见的糖尿病类型,约占成人的90%。其主要发病机制是机体对胰岛素不敏感,胰岛β细胞功能受损。

目前,口服降糖药和胰岛素都无法治愈糖尿病;这些治疗会增加并发症的风险,例如低血糖、胃肠不适、心力衰竭和非典型骨折。胰岛移植理论上可以治愈糖尿病,但由于供体来源缺乏、易发生免疫排斥并发症以及胰岛分离困难等原因,该方法受到限制。

10项研究分析:间充质干细胞移植治疗糖尿病疗效

近年来,基于干细胞的移植在糖尿病治疗中显示出优势。与胚胎干细胞不同,使用间充质干细胞 (MSC) 治疗糖尿病不存在致瘤风险或伦理问题。间充质干细胞移植具有来源广泛、易于获取,自我更新能力强、多分化潜能强、免疫原性低、分泌多种细胞因子等生物学特性,并且不存在伦理争议 ,是一种很有吸引力的选择。

什么是间充质干细胞?

干细胞可以根据其来源进行分类,包括胚胎干细胞成体干细胞。成体干细胞从骨髓、脂肪组织和胎盘等多种组织中的未分化细胞中获得,具有来源丰富、免疫原性低、易于体外分离和培养等优点。

间充质干细胞也称为间充质基质细胞属于成体干细胞,最初于20世纪60年代末从骨髓基质细胞中分离得到,是一种多能的成纤维细胞样细胞,可以从骨髓、脂肪、脐带和其他组织中分离出来这与它们在各处的分布相一致。

干细胞具有自我更新、多向分化的特点,能够分化成不同谱系的细胞,使病变器官再生,在不同的器官和组织中具有广泛的潜在治疗应用前景。

10项研究分析:间充质干细胞移植治疗糖尿病疗效

2021年5月6日,贵州医科大学附属医院联合贵州中医学院第一附属医院在行业期刊《干细胞研究与治疗》发表了一篇关于《间充质干细胞移植治疗1型和2型糖尿病疗效的荟萃分析》的研究成果。

间充质干细胞移植治疗1型和2型糖尿病疗效的荟萃分析

方法:研究人员系统地检索了PubMed、ScienceDirect、Google Scholar、CNKI、EMBASE、Web of Science、MEDLINE和Cochrane Library,查找自数据库建立至2020年11月发表的研究。

两名研究人员根据纳入和排除标准独立筛选了确定的研究。使用固定或随机效应模型计算了纳入研究数据的组合标准均数差(SMD)和95%置信区间 (CI)。(图1)

图1:搜索过程和研究选择的流程图
图1:搜索过程和研究选择的流程图

结果

根据搜索条件找到了2270篇可能纳入研究的研究文章。最终,10项临床研究(共239名糖尿病患者)被纳入荟萃分析。其中92例为1型糖尿病患者,147例为2型糖尿病患者,6项研究设有对照组,143名患者接受了间充质干细胞治疗,96名患者作为对照。

1.干细胞治疗对糖尿病患者糖化血红蛋白(HbA1c)的影响

我们分析了三项试验的HbA1c测试。

  • 观察到,12个月后,间充质干细胞治疗组的T1DM患者的HbA1c水平低于对照组(图2);
  • 间充质干细胞治疗组的T2DM患者的HbA1c水平略高于对照组。
图2:12个月后MSC治疗组和对照组的HbA1c变化
图2:12个月后MSC治疗组和对照组的HbA1c变化

在随访结束时,间充质干细胞治疗组的HbA1c较基线水平显著下降。接受间充质干细胞治疗的T2DM患者在接受间充质干细胞治疗后,HbA1c水平发生显著变化。(图3)

图3:间充质干细胞治疗和个人随访后的HbA1c变化
图3:间充质干细胞治疗和个人随访后的HbA1c变化

2.干细胞治疗对空腹血糖(FBG)的影响

六项试验报告了FBG水平,两项研究有对照组,可以提取数据。

  • 从基线到随访期结束,间充质干细胞治疗患者的FBG水平显著下降
  • 接受间充质干细胞治疗的T1DM患者的FBG在随访结束时出现显著变化,但T2DM患者的FBG无显著差异。
图4:间充质干细胞治疗后FBG变化及个人随访
图4:间充质干细胞治疗后FBG变化及个人随访

3.干细胞治疗对餐后血糖(PBG)的影响

对纳入的4项试验(共52例患者)的PBG水平进行了分析。

  • 随访结束时,间充质干细胞治疗1型和2型糖尿病组的PBG都显著降低
  • 但T2DM患者的FBG降低幅度显著小于T1DM患者(图6)。
图5:MSC治疗和个人随访后PBG变化
图5:MSC治疗和个人随访后PBG变化

4.干细胞治疗对空腹C肽(F-CP)的影响

4项试验报告了F-CP水平。

  • T1DM患者的F-CP水平在间充质干细胞治疗组中高于对照组;(图7)
  • 随访后T2DM患者间充质干细胞治疗组的F-CP水平较基线水平明显升高
  • 随访6个月和12个月后间充质干细胞治疗组的F-CP水平均明显升高。(图8)
图6:个人随访后间充质干细胞治疗组和对照组的F-CP变化
图6:个人随访后间充质干细胞治疗组和对照组的F-CP变化
图7:间充质干细胞治疗后F-CP的变化和个人随访
图7:间充质干细胞治疗后F-CP的变化和个人随访

5.干细胞治疗对糖尿病患者胰岛素需求的影响

七项试验包含了随访期结束时74名患者的胰岛素需求信息。结果发现:

  • 间充质干细胞治疗组的基线胰岛素需求发生了显著变化。(图8)
  • 在随访3、6和12个月后,间充质干细胞治疗组的2型糖尿病患者胰岛素需求显著减少
  • 20% (3/15) 的1型糖尿病患者停用胰岛素,66.7% (8/12) 的患者每日胰岛素需求量较基线下降超过 50%
  • 在2型糖尿病研究中,有5项研究详细记录了胰岛素需求量的下降
  • 总体而言,37% (20/54) 的患者实现了胰岛素独立,48.5% (33/68) 的患者胰岛素需求量下降超过50%
图8:间充质干细胞治疗后糖尿病患者胰岛素需求的变化及个人随访
图8:间充质干细胞治疗后糖尿病患者胰岛素需求的变化及个人随访

不良事件:随访期间未观察到严重或慢性副作用或遗留影响,这表明间充质干细胞在治疗糖尿病方面相对安全。

讨论

研究人员对10项研究(共239名患者)进行的荟萃分析显示,与基线水平相比,糖尿病患者接受间充质干细胞治疗后,其HbA1c、FBG、PBG、F-CP和胰岛素需求发生了显著变化

纳入的研究探讨了间充质干细胞对2型糖尿病患者的治疗效果,发现患者胰岛素需求量显著减少,C肽增加。其他研究报告称,自体间充质干细胞对动物和1型糖尿病患者有效。这些结果与我们的发现一致,支持 干细胞移植是治疗糖尿病的有效方法。

在临床实践中,FBG和餐后2小时血糖是诊断糖尿病的标准,因为它们反映了胰岛细胞的功能,尽管还有其他影响因素。HbA1c水平反映过去8至12周的血糖控制情况,是衡量糖尿病控制情况的指标。我们的荟萃分析发现,间充质干细胞治疗后,FBG、PBG和HbA1c的基线水平显著下降。亚组分析发现,T1DM患者的FBG和PBG下降幅度较T2DM患者变化幅度更大;间充质干细胞治疗组的T1DM患者在12个月的随访后HbA1c水平低于对照组。

由此可见,间充质干细胞对糖尿病患者的血糖调节具有治疗作用,且对T1DM患者的获益更为明显

未来展望

尽管临床前研究结果令人鼓舞,但在间充质干细胞疗法成为临床研究安全有效的选择之前,仍需要考虑一些关键问题。间充质干细胞的临床疗效与细胞来源、治疗周期、培养扩增方案、传代次数、给药时机和途径、剂量、供体特征、新鲜制备或冻存的细胞有关。

目前,间充质干细胞的临床应用周期难以统一,国际上尚无统一的治疗原则。不同医院和实验室的诊断和治疗存在很大差异,这些结果基于少量试验,需要更大规模的随机试验来证实。

结论

综上所述,间充质干细胞可以改善糖尿病患者的血糖控制,可用于短期内安全有效地治疗糖尿病,尤其是 1型糖尿病。但长期效果的检测需要更长的随访期、更大的样本量和更多的试验。此外,在所有10项研究中,接受间充质干细胞治疗的糖尿病患者均未观察到严重不良事件或显著的低血糖事件。因此,间充质干细胞移植被认为是一种安全的糖尿病治疗方法。

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参考资料:

Li, Y., Wang, F., Liang, H. et al. Efficacy of mesenchymal stem cell transplantation therapy for type 1 and type 2 diabetes mellitus: a meta-analysis. Stem Cell Res Ther 12, 273 (2021). https://doi.org/10.1186/s13287-021-02342-5

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