2015年12月1日,厦门大学福州总医院联合迈阿密大学细胞移植中心糖尿病研究所在行业期刊《Diabetes Care》上发表了一篇名为“Umbilical Cord Mesenchymal Stromal Cell With Autologous Bone Marrow Cell Transplantation in Established Type 1 Diabetes: A Pilot Randomized Controlled Open-Label Clinical Study to Assess Safety and Impact on Insulin Secretion(脐带间充质干细胞联合自体骨髓细胞移植治疗已确诊的1型糖尿病:一项旨在评估安全性和对胰岛素分泌影响的试点随机对照开放标签临床研究)”的临床研究成果。【1】
研究表明,脐带间充质干细胞(UC-MSC)和自体骨髓单个核细胞(aBM-MNC)的移植是安全的,并且与已确诊的1型糖尿病患者的代谢指标的适度改善有关。
什么是1型糖尿病?
1型糖尿病(T1D)病因难寻,治疗有挑战。强化胰岛素治疗虽能控制代谢、降低并发症发病率并延缓进展,但维持正常血糖难且低血糖发作频率会增加。迄今为止,旨在保持糖尿病发作时β细胞量的治疗干预措施仅显示出短暂而有限的疗效,大多表现为胰岛素分泌下降幅度较小但有所改善。实验和临床环境中的有希望的结果支持使用干细胞移植 (SCT) 或骨髓 (BM) 来源的造血干细胞 (HSC) 来治疗自身免疫性糖尿病。
间充质干细胞(MSC)是多能干细胞,可从多种组织分离,其调节免疫反应和组织修复的能力已被证实,对治疗1型糖尿病有吸引力。
- 有研究表明在糖尿病小鼠中移植骨髓细胞(BMC)和MSC可改善血糖、血清胰岛素水平、组织再生和修复,联合输注有协同作用 【2】;
- 还有研究称同时输注分泌胰岛素的脂肪来源的干细胞和骨髓来源的造血干细胞是安全可行的1型糖尿病治疗选择【3】。
同时越来越多的证据表明,在从1型糖尿病患者体内获得的胰腺标本中,残留β细胞量仍然存在,而且C肽的产生在确诊数年之后仍然存在。这些观察结果对于制定旨在恢复确诊糖尿病患者功能的新干预措施的理论基础具有重要影响。
基于这些前提,我们进行了一项初步的随机对照开放标签试验,以研究在确诊1型糖尿病患者中,在未进行免疫治疗的情况下,联合脐带间充质干细胞(UC-MSC)和自体骨髓单核细胞(aBM-MNC)移植对代谢控制和安全性的潜在益处。
干细胞治疗1型糖尿病患者42例,能够极大改善患者代谢功能!
这项单中心试验于2009年1月至2010年12月进行。研究方案经厦门大学附属福州总医院 (FGH) 机构审查委员会批准。纳入标准为男女均等,年龄18–40岁,1型糖尿病病史≥2且≤16 年。
临床试验注册号:NCT01374854。
方法:2009年1月至2010年12月期间,42名1型糖尿病患者随机分配(n=21/组)接受干细胞移植(1.1×106/kg UC-MSC、106.8×106/kg aBM-MNC,通过超选择性胰腺动脉插管)或标准治疗(对照组)。每隔3个月对患者进行为期1年的随访。(如图1)
主要终点:主要终点是1年口服葡萄糖耐量试验期间的C肽曲线下面积 (AUCC-Pep)。其他终点包括手术的安全性和耐受性、代谢控制和生活质量。
结果
1.干细胞移植的治疗效果
1年后,干细胞移植接受者的代谢指标有所改善。
- 干细胞移植组21名患者中有15名患者(71.4%)在1年后AUCC-Pep水平从基础值增加105.7%。相比之下,对照组21名患者中只有8名患者的AUCC-Pep水平下降7.7%。(图2A和补充图3A)
- 干细胞移植组患者的AUCIns从基础值增加了49.3%,而对照组患者的AUCIns降低了5.7%。(图2B补充图2A)
- 干细胞移植后,HbA1c水平在 3、6、9和12个月时显著下降,而在随访期间对照组的HbA1c水平保持稳定。干细胞移植组的HbA1c下降了12.6%,从8.6±0.81%至7.5±1.0% ,而对照组的HbA1c上升了1.2%,从8.7±0.9%。(图2C和补充图3C)
- 对照组的FBG在随访期间保持不变,而干细胞移植组在3、6、9和12个月时FBG显著下降,且显著低于对照组。12个月时,干细胞移植接受者的FBG下降24.4%,对照组下降4.3%。(图2D和补充图3D)
- 移植后3、6、9和12个月,干细胞移植组胰岛素剂量需求逐渐显著减少,而对照组胰岛素需求保持不变,与 SCT 有显著差异。干细胞移植组胰岛素需求减少了29.2%,对照组胰岛素需求保持不变。(图2E和补充图3E)
- 对照组空腹C肽水平基本无变化,而干细胞移植组在9个月和12个月时空腹C肽水平显著升高,并且显著高于对照组。将基线数据与12个月数据进行比较,发现干细胞组有所增加,21名患者中有20名(95.2%)有所改善,而对照组没有变化。(图2F及补充图3F)
2.生活质量测量
基线时,两组患者的焦虑和抑郁症状以及生活质量评分相似。12个月时,干细胞移植组(SCT)患者的焦虑和抑郁症状减少,生活质量评分改善,而对照组的这些指标没有明显变化(图4)。
3.不良反应和安全性
干细胞移植组患者报告的严重低血糖事件低于对照组。在干细胞移植组中,1名患者在细胞移植期间出现一过性腹痛,但无后遗症。另一名患者出现穿刺部位出血,局部加压后出血消失。C 反应蛋白、白细胞计数、血红蛋白、sCr 和丙氨酸氨基转移酶均无明显变化(数据未显示)。在随访期间未观察到恶性肿瘤等严重不良事件。(图4)
讨论
1型糖尿病的治疗策略必须解决自身反应性宿主免疫系统以及胰腺β细胞修复和再生问题。大多数1型糖尿病临床试验都是在发病后不久的患者身上进行的,此时更有可能获得临床益处。然而,越来越多的证据表明,许多患者在确诊数年后仍能维持一定水平的胰岛素分泌,最近的一些试验招募了确诊后2年内的患者。
我们发现,在同种异体华通氏胶UC-MSC和aBM-MNC联合移植后,胰岛素分泌有所改善,胰岛素需求减少,这表现为1年OGTT期间空腹C肽水平、AUCC-Pep(主要终点)和AUCIns显著改善。
与基线和对照组相比,我们观察到HbA1c、FBG和胰岛素需求有所减少。虽然C肽的绝对变化很小,但考虑到研究患者的长期患病时间,这一变化相对显着,其中许多患者的空腹C肽水平为零或几乎检测不到。
此外,静脉输注的干细胞会发生肺部首过效应,很可能被滞留在肺部 。因此,在本研究中,细胞是通过胰腺动脉注射的,以促进干细胞直接归巢至胰腺。值得注意的是,我们没有观察到任何患者的淀粉酶水平异常,这表明胰腺动脉输注是安全的。此外,患者的生活质量显著改善,这可能反映了干细胞移植后代谢控制改善的积极影响。与方案相关的副作用较轻且是自限性的。
结论
综上所述,这项研究确定了该方法的安全性,并证明了干细胞移植可能为已确诊的1型糖尿病患者带来代谢功能的显著改善。令人鼓舞的结果指出了未来大规模试验设计中应解决的一系列问题,以帮助改善临床结果。
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【1】Jinquan Cai, Zhixian Wu, Xiumin Xu, Lianming Liao, Jin Chen, Lianghu Huang, Weizhen Wu, Fang Luo, Chenguang Wu, Alberto Pugliese, Antonello Pileggi, Camillo Ricordi, Jianming Tan; Umbilical Cord Mesenchymal Stromal Cell With Autologous Bone Marrow Cell Transplantation in Established Type 1 Diabetes: A Pilot Randomized Controlled Open-Label Clinical Study to Assess Safety and Impact on Insulin Secretion. Diabetes Care 1 January 2016; 39 (1): 149–157. https://doi.org/10.2337/dc15-0171
【2】Urbán VS, Kiss J, Kovács J, et al. Mesenchymal stem cells cooperate with bone marrow cells in therapy of diabetes. Stem Cells 2008;26:244–253
【3】Thakkar UG, Trivedi HL, Vanikar AV, Dave SD. Insulin-secreting adipose-derived mesenchymal stromal cells with bone marrow-derived hematopoietic stem cells from autologous and allogenic sources for type 1 diabetes mellitus. Cytotherapy 2015;17:940–947
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