即时推送国内外干细胞临床医学资讯,为细胞治疗普惠大众而努力!

  • 公司地址
    中国,浙江,杭州
  • 联系电话
    400-622-0089/139-6700-7000

自体干细胞与异体干细胞治疗糖尿病有哪些差异?

糖尿病,作为一种常见的慢性疾病,给患者的生活带来了诸多困扰。近年来,干细胞治疗成为糖尿病治疗领域的一个新的研究方向。其中,自体干细胞和异体干细胞在糖尿病治疗中表现出了不同的效果。我们将从多方面来分析,自体干细胞与异体干细胞治疗糖尿病的有哪些差异?

自体干细胞与异体干细胞治疗糖尿病有哪些差异?

自体干细胞与异体干细胞治疗糖尿病有哪些差异?

免疫反应方面

自体干细胞

自体干细胞来源于患者自身,最大的优势就是不会引发免疫排斥反应。身体的免疫系统能够识别这些细胞为 “自身成分”,所以在移植后,它们可以在体内自然地发挥功能。这就避免了因免疫排斥而导致的细胞死亡或功能受损,也不需要患者长期服用免疫抑制剂。

详情信息请点击(自体干细胞移植:工作原理、益处和风险

异体干细胞

异体干细胞来自于其他个体,因此会引发免疫反应。为了防止免疫系统对移植的异体干细胞进行排斥,患者通常需要服用免疫抑制剂。然而,长期使用免疫抑制剂会带来诸多风险,如增加感染的几率(包括细菌、病毒和真菌感染)、影响肝肾功能、甚至可能增加患某些癌症的风险。

详情信息请点击(干细胞疗法会不会出现排斥现象?如何解决

治疗效果方面

自体干细胞

由于不存在免疫排斥的干扰,自体干细胞治疗糖尿病的效果在理论上更稳定。它们可以持续地分化为胰岛 β 细胞、分泌细胞因子来调节血糖、改善局部组织环境和修复受损组织。

2024年10月31日,南开大学天津第一中心医院在国际期刊《Cell》上发布了一篇《1 型糖尿病患者腹部前直肌鞘下化学诱导多能干细胞来源的胰岛移植》的研究结果。该试验评估了在腹部前直肌鞘下自体移植化学诱导的多能干细胞来源的胰岛 (CiPSC 胰岛) 治疗 1 型糖尿病的可行性。

1 型糖尿病患者腹部前直肌鞘下化学诱导多能干细胞来源的胰岛移植

研究结果表示:患者在移植后75天开始实现持续的胰岛素独立性。患者的目标血糖范围时间显著增加,同时伴有糖化血红蛋白下降。患者呈现出稳定的血糖控制状态,目标血糖范围时间 >98%。1 年后,临床数据满足所有研究终点,没有出现移植相关异常的迹象。

异体干细胞

异体干细胞也有分化为胰岛 β 细胞和分泌细胞因子的能力,但免疫排斥反应可能会影响其功能发挥的稳定性。

2015年4月11日,印度 GR Doshi 和 KM Mehta 肾病研究所在国际期刊《Cell therapy》上发布了一篇《胰岛素分泌脂肪间充质基质细胞与自体和同种异体骨髓造血干细胞治疗 1 型糖尿病》的研究结果。

胰岛素分泌脂肪间充质基质细胞与自体和同种异体骨髓造血干细胞治疗 1 型糖尿病

研究结果表示:两组的 HbA1c 和 SC-肽均持续改善,谷氨酸脱羧酶抗体减少,平均胰岛素需求减少,未观察到不良反应。与同种异体造血干细胞移植相比,自体 IS-AD-MSC+ BM-HSC 联合输注可更好地长期控制高血糖。

安全性方面

自体干细胞

自体干细胞最大的安全优势在于不会引发免疫排斥反应。因为这些干细胞来源于患者自身,免疫系统能够识别它们为 “自身成分”,所以在移植过程中不需要像异体干细胞治疗那样使用免疫抑制剂。这就避免了因长期使用免疫抑制剂而带来的一系列风险,如增加感染的几率(包括细菌、病毒和真菌感染)、对肝肾功能的损害、以及可能增加患某些癌症的风险。

2014年11月,印度昌迪加尔医学在国际期刊《Indian Journal of Endocrinology and Metabolism》上发布了一篇《自体骨髓造血干细胞移植治疗 2 型糖尿病的疗效和安全性:15 个月随访研究》的研究结果。

自体骨髓造血干细胞移植治疗 2 型糖尿病的疗效和安全性:15 个月随访研究

研究结果表示:自体骨髓造血干细胞治疗者的平均 HbA1c 降低 1.1%,同时胰高血糖素刺激的 C 肽水平、稳态模型评估 -β和 QOL 评分显著改善。未发现严重不良事件。

异体干细胞

异体干细胞治疗糖尿病面临的主要安全问题是免疫排斥反应。由于异体干细胞来自于其他个体,患者的免疫系统会将其识别为外来物质并发起攻击。为了抑制免疫排斥,通常需要使用免疫抑制剂。并非所有的异体干细胞治疗糖尿病都会出现免疫排斥问题。

2023年5月24日,瑞典乌普萨拉大学在国际期刊《Diabetology》上发布了一篇《脐带间充质基质细胞保留 1 型糖尿病患者的内源性胰岛素产生:一项 I/II 期随机双盲安慰剂对照试验》的研究结果。研究旨在调查同种异体华通胶衍生的间充质基质细胞 (MSC) 治疗新发1型糖尿病的安全性和有效性。

脐带间充质基质细胞保留 1 型糖尿病患者的内源性胰岛素产生:一项 I/II 期随机双盲安慰剂对照试验

研究结果显示:随访结果显示,安慰剂治疗者的C肽水平下降了47%,而干细胞治疗者的C肽水平仅下降了10%,且干细胞治疗者的胰岛素需求在12个月的随访期内没有变化。安慰剂治疗者的胰岛素需求中位数增加了 10 U/天,而干细胞治疗者的胰岛素需求在 12 个月的随访期内没有变化。这项研究表明同种异体华通胶衍生的 MSCs是一种治疗新发 1 型糖尿病的安全方法,并具有保留 β 细胞功能的潜力。

获取便利性和成本方面

自体干细胞

(一)获取便利性

  • 多种组织来源:自体干细胞可以从多种人体组织中获取,这为获取过程提供了一定的便利性。常见的来源包括骨髓、脂肪组织和外周血。例如,骨髓穿刺是获取骨髓间充质干细胞的一种方式,这种方法在许多医院的临床操作中已经相对成熟。虽然骨髓穿刺是一种有创操作,但在局部麻醉下可以进行,技术人员能够比较熟练地从患者的髂骨等部位获取骨髓样本。
  • 脂肪组织获取相对简便:从脂肪组织中获取干细胞更为方便。抽脂手术是获取脂肪干细胞的常用方法,这一过程与常见的美容抽脂手术类似。在抽脂过程中,通过负压吸引装置收集脂肪组织,然后对脂肪组织进行处理来分离干细胞。这种方式相对简单,并且患者对抽脂过程的耐受性通常较好,因为抽脂部位可以选择在腹部、大腿等脂肪堆积较多的区域,对身体的主要功能影响较小。
  • 外周血获取无创或微创:外周血干细胞的获取可以通过外周血采集,一般采用血细胞分离机进行。这种方式类似于献血的过程,对患者的创伤较小,基本属于无创或微创操作。患者在采集过程中可能会感到轻微的不适,如手臂的麻木或疲劳,但通常能够较好地耐受。

详情信息请点击(干细胞移植的来源是哪里?从哪里采集?

(二)成本方面

  • 采集成本:自体干细胞采集成本因来源和采集方式而异。骨髓穿刺采集可能涉及手术费用、麻醉费用、医护人员操作费用等。以骨髓穿刺为例,单纯的穿刺操作费用可能在几百元到数千元不等,加上麻醉和其他辅助费用,总体采集成本可能在 1000 – 5000 元左右。脂肪组织采集如果是结合美容抽脂手术,成本可能会更高,因为这涉及到美容整形方面的收费,包括手术设备、手术室使用等费用,可能在数千元到上万元不等。外周血采集相对成本较低,主要是设备使用和医护人员操作费用,大概在几百元到 2000 元左右。
成本方面
  • 处理和培养成本:在实验室对采集到的自体干细胞进行处理和培养也需要一定的费用。这包括使用的培养基、生长因子、细胞培养设备等方面的开支。细胞处理过程需要严格的无菌环境和专业的技术人员操作,这部分成本较高。一般来说,处理和培养自体干细胞的费用可能在数千元到上万元不等,具体取决于细胞的数量、培养时间和复杂程度。
  • 存储成本:如果需要对自体干细胞进行长期存储,还会产生存储费用。存储成本主要包括液氮等低温存储设备的使用、存储场地租赁、样本管理等费用。通常,每年的存储费用可能在 1000 – 3000 元左右,并且存储时间越长,费用累积越高。
  • 总体成本相对较高:综合考虑采集、处理和存储等各个环节,自体干细胞治疗糖尿病的总体成本相对较高。而且目前自体干细胞治疗在很多情况下还处于临床试验阶段,一些新的技术和研究投入也会增加成本。相比传统的糖尿病治疗方法,如药物治疗和胰岛素注射,自体干细胞治疗的费用可能是数倍甚至数十倍。

异体干细胞(常见)

(一)获取便利性

  • 脐带血干细胞
    • 来源广泛脐带血是异体干细胞的重要来源之一。在新生儿分娩后,脐带血可以很方便地被采集。目前,许多医院都设有脐带血采集服务,只要产妇和家属同意,就可以在分娩过程中收集脐带血。这种方式不需要额外对供体进行复杂的手术操作,对产妇和新生儿基本没有伤害。
    • 储存方便:脐带血采集后,可以通过专业的脐带血库进行储存。这些脐带血库有完善的冷链运输和储存系统,能够保证脐带血干细胞的活性。在需要使用时,可以迅速从脐带血库中检索和提取合适的干细胞。
  • 骨髓干细胞(异体)
    • 骨髓库支持:通过骨髓库获取异体骨髓干细胞也是常见的方式。全球有许多成熟的骨髓库,这些骨髓库中登记了大量的志愿捐献者信息。当有患者需要异体骨髓干细胞时,可以在骨髓库中进行配型搜索。如果找到合适的配型,就可以联系捐献者进行骨髓采集。不过,这个过程可能会受到捐献者意愿、配型成功率等因素的影响。
    • 采集过程相对复杂:对于捐献者而言,骨髓采集是一个有创操作。一般需要在全身麻醉或局部麻醉下,通过穿刺针从髂骨等部位抽取骨髓。虽然骨髓库会对捐献者进行严格的身体检查和筛选,以确保其能够耐受采集过程,但这个过程仍比脐带血采集复杂,并且可能会给捐献者带来一定的身体不适和恢复时间。
  • 胎盘干细胞
    • 分娩时采集胎盘干细胞的获取主要是在产妇分娩后,和脐带血采集类似,在胎盘娩出后可以立即进行采集。胎盘是一个丰富的干细胞来源,其中含有多种类型的干细胞,如间充质干细胞等。这种采集方式不依赖于额外的供体,利用了分娩过程中的废弃物,具有一定的便利性。
    • 储存和处理相对专业:和脐带血一样,胎盘干细胞采集后需要专业的处理和储存。目前有专门的胎盘干细胞库,负责对采集的胎盘干细胞进行加工、检测和储存。在储存过程中,需要严格的质量控制和环境条件,以保证干细胞的质量和活性。

(二)成本方面

  • 脐带血干细胞
    • 采集成本较低:脐带血采集本身的成本相对较低,主要包括采集工具、医护人员的操作费用等。通常,脐带血采集的一次性费用可能在 1000 – 3000 元左右。
    • 储存成本较高:脐带血的长期储存费用是成本的主要部分。为了保证脐带血干细胞在多年后仍能有效使用,需要使用液氮等特殊的储存设备和条件。一般来说,脐带血的年度储存费用可能在 3000 – 8000 元左右,并且可能需要持续支付多年的储存费用。
    • 使用成本:如果使用脐带血干细胞进行治疗,还需要考虑细胞检索、复苏、质量检测等费用。这些费用可能会因机构和具体的治疗方案而有所不同,一般在数千元到上万元不等。
  • 骨髓干细胞(异体)
    • 采集成本分摊:对于骨髓干细胞的采集,由于涉及对捐献者的补偿(包括医疗费用、营养补贴等)以及采集过程的复杂操作,成本相对较高。不过,这些费用通常由骨髓库或相关的医疗机构承担一部分。对于患者来说,可能需要支付一定的配型检测费用、骨髓采集的部分费用等。配型检测费用每次可能在 2000 – 5000 元左右,骨髓采集涉及的费用可能在数万元(包括对捐献者的补偿等)。
    • 免疫抑制剂成本:使用异体骨髓干细胞治疗后,患者需要长期服用免疫抑制剂来防止免疫排斥反应。免疫抑制剂的费用因药物种类和使用剂量而异,每月可能在几百元到数千元不等。长期使用下来,这也是一笔不小的开支。
  • 胎盘干细胞
    • 采集成本类似胎盘处理:胎盘干细胞采集的成本和胎盘处理有关,包括采集工具、消毒、初步处理等费用。大概和脐带血采集成本类似,在 1000 – 3000 元左右。
    • 储存和使用成本:其储存成本和脐带血相近,年度储存费用在 3000 – 8000 元左右。使用胎盘干细胞治疗的费用也包括细胞检索、复苏等环节,和脐带血干细胞治疗费用相当,在数千元到上万元不等。

自体干细胞获取在无需寻找供体方面具有明显优势,并且部分获取方式(如外周血和脂肪组织)相对简单。而异体干细胞获取在有合适库存(如脐带血和胎盘干细胞)的情况下也比较方便,但受到供体配型(骨髓干细胞)和细胞数量(脐带血)等因素的限制。

因此,很难简单地说哪种获取过程更方便,这取决于具体的情况,如患者自身状况、所需干细胞的类型和数量、是否有合适的供体和库存等诸多因素。

细胞质量和活性方面

自体干细胞

(一)细胞质量

  • 遗传稳定性
    • 自体干细胞来源于患者自身,其最大的优势在于基因与患者自身完全匹配。这意味着在遗传层面上,这些干细胞具有高度的稳定性,不会出现因基因不匹配而导致的细胞功能异常或潜在的遗传疾病传播风险。例如,在细胞分裂和分化过程中,自体干细胞的基因能够按照正常的人体生理程序进行表达和调控,保证了细胞质量在遗传基础上的可靠性。
  • 纯净度和污染风险
    • 如果在采集和处理过程遵循严格的无菌操作和质量控制标准,自体干细胞的纯净度可以得到很好的保证。由于是自身组织来源,不存在像异体干细胞可能携带的外来病原体或其他供体相关杂质的问题。例如,在骨髓干细胞采集时,只要对穿刺器械进行严格消毒,对采集环境进行严格把控,就能够有效避免细菌、病毒等污染,从而确保干细胞的纯净度,维持较高的细胞质量。
细胞质量
  • 细胞成熟度和功能完整性
    • 自体干细胞的成熟度和功能完整性因来源和个体差异而有所不同。以脂肪干细胞为例,从健康脂肪组织中获取的干细胞通常具有较好的成熟度和功能完整性。这些细胞能够在适当的条件下发挥其多向分化潜能,如分化为胰岛样细胞来参与糖尿病治疗。然而,个体的年龄、健康状况等因素会影响干细胞的质量。例如,老年人或患有某些慢性疾病患者的自体干细胞可能会出现功能减退的情况,如细胞的代谢活性降低、分泌细胞因子的能力减弱等,从而影响其在治疗糖尿病中的效果。

详情信息请点击(确保自体人体干细胞加工所得药品和医疗器械质量和安全的研究

(二)细胞活性

  • 增殖能力
    • 自体干细胞的增殖能力是影响其治疗效果的重要因素之一。一般来说,年轻健康个体的自体干细胞具有较强的增殖能力。例如,儿童或青少年的骨髓间充质干细胞在合适的培养条件下能够快速增殖,为后续的治疗提供足够数量的细胞。然而,随着年龄的增长,自体干细胞的增殖能力会逐渐下降。这种增殖能力的变化可能会限制其在治疗糖尿病中的应用,特别是对于需要大量干细胞来改善胰岛功能的情况。
  • 分化潜能
    • 自体干细胞在治疗糖尿病中发挥作用的关键在于其分化为胰岛 β 细胞的潜能。研究表明,在适当的诱导条件下,如通过添加特定的生长因子和细胞因子,自体干细胞能够分化为具有胰岛素分泌功能的胰岛样细胞。例如,间充质干细胞可以通过一系列复杂的信号通路调控,逐渐向胰岛 β 细胞方向分化。但是,不同个体的自体干细胞分化潜能也存在差异。一些患者的自体干细胞可能由于内在的基因表达差异或外在环境因素的影响,分化效率较低,不能有效地转化为足够数量的胰岛 β 细胞来改善血糖控制。
  • 旁分泌活性
    • 自体干细胞的旁分泌活性对于改善糖尿病症状也非常重要。这些细胞能够分泌多种细胞因子,如血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素样生长因子 – 1(IGF – 1)等。VEGF 有助于改善胰腺的血液循环,为胰岛细胞的再生和功能恢复创造良好的环境;IGF – 1 可以促进细胞的增殖和分化。然而,细胞活性的下降,如衰老或疾病状态下,可能会导致旁分泌活性的降低。例如,患有糖尿病并发症的患者,其自体干细胞分泌细胞因子的能力可能会受到损害,从而影响对糖尿病的治疗效果。

异体干细胞

(一)细胞质量

供体筛选与质量保障

  • 对于异体干细胞,供体筛选是确保细胞质量的关键第一步。无论是脐带血、骨髓还是胎盘等来源,都会对供体进行严格的健康检查。例如,在脐带血干细胞库中,会检测供体(即新生儿)是否携带遗传性疾病基因、病毒感染(如乙肝、丙肝、艾滋病毒等)。只有经过严格筛选的脐带血才会被采集和储存,以保证干细胞的初始质量。同样,对于骨髓供体,会进行全面的身体检查和疾病史调查,排除患有血液系统疾病、传染病等可能影响干细胞质量的个体。
  • 细胞采集过程也有严格的质量控制。以骨髓采集为例,采集必须在无菌环境下进行,使用的医疗器械要经过严格消毒,防止细菌、真菌等污染。采集后的骨髓干细胞会立即进行处理和检测,确保细胞的纯净度和活力。对于脐带血干细胞,采集后也会迅速进行冷链运输到专业的细胞处理中心,在运输过程中保持合适的温度和环境条件,避免细胞受损。
  • 细胞一致性和标准化
    • 异体干细胞在一定程度上更容易实现标准化生产。例如,脐带血干细胞库可以对采集的脐带血进行标准化处理和分类。通过对细胞表面标志物、细胞数量等参数的精确测定,将脐带血干细胞分为不同的等级和类型,便于临床应用时选择质量和活性合适的细胞。
    • 而且,大规模的细胞库能够积累大量的数据和经验,不断优化细胞采集、处理和储存的标准操作流程,使不同批次的干细胞在质量上更加稳定和一致。
  • 潜在的质量风险
    • 尽管有严格的筛选和质量控制措施,但异体干细胞仍存在一定的质量风险。其中一个主要问题是免疫原性相关的质量下降。由于异体干细胞来自其他个体,其细胞表面带有外来的抗原,在进入患者体内后可能引发免疫反应。这种免疫反应不仅会影响干细胞的存活和功能发挥,还可能导致细胞的损伤和死亡。
    • 例如,在没有充分免疫抑制的情况下,移植的异体骨髓干细胞可能会被患者的免疫系统攻击,使细胞质量在体内迅速下降。另外,即使供体经过筛选,仍有可能存在一些未被检测出的隐匿病毒或其他病原体,这些潜在的致病因素可能会在细胞移植后对患者造成危害。

(二)细胞活性

  • 初始活性评估
    • 在使用异体干细胞治疗糖尿病之前,会对细胞的初始活性进行评估。这包括细胞的增殖能力和分化潜能等方面。对于脐带血干细胞,通过实验室检测可以评估其在合适的培养条件下的增殖速度。一般来说,活力高的脐带血干细胞在体外培养时能够快速分裂,形成足够数量的细胞群体,为移植治疗提供足够的细胞储备。
    • 同样,对于骨髓干细胞,也会检测其分化为胰岛 β 细胞等目标细胞类型的潜能。通过添加诱导分化试剂,观察细胞是否能够有效地向胰岛 β 细胞方向分化,以及分化后的细胞是否具有正常的胰岛素分泌功能,以此来评估细胞的初始活性。
  • 活性维持与影响因素
    • 异体干细胞在储存和运输过程中需要特殊的条件来维持其活性。例如,脐带血干细胞通常采用液氮低温保存,在这种超低温环境下,细胞的代谢活动几乎停止,能够长期保持其活性。然而,如果储存条件出现波动,如温度升高或液氮泄漏,可能会导致细胞活性下降。在细胞移植后,患者的身体状况和免疫反应是影响异体干细胞活性的关键因素。如果患者出现感染、炎症等情况,或者免疫排斥反应强烈,可能会对移植的干细胞活性产生负面影响。例如,异体干细胞在免疫排斥环境下,其增殖和分化功能可能会受到抑制,甚至导致细胞死亡,从而无法有效发挥治疗糖尿病的作用。
  • 长期活性和功能发挥
    • 从长期来看,异体干细胞在治疗糖尿病中的活性和功能发挥存在不确定性。虽然在移植初期可能会观察到一些积极的治疗效果,如血糖下降、胰岛功能改善等,但随着时间的推移,由于免疫排斥反应的持续存在和其他潜在因素的影响,细胞的活性可能会逐渐降低。例如,长期的免疫抑制剂使用虽然可以减轻免疫排斥,但也可能对干细胞的正常生理功能产生干扰,影响其长期活性。此外,异体干细胞在体内可能会发生一些不可预测的变化,如与患者自身细胞的相互作用、基因表达的改变等,这些都可能导致细胞活性的丧失或功能异常,进而影响糖尿病的治疗效果。

总结

自体干细胞和异体干细胞各有优缺点,在糖尿病治疗中选择哪种干细胞类型需根据患者的具体情况、疾病类型以及经济条件综合考虑。自体干细胞因其安全性高而更适用于大多数患者,而异体干细胞则在特定情况下可能提供更高效的治疗方案。

若想了解更多关于糖尿病和干细胞治疗糖尿病的信息请点击此处!

参考资料:https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.004

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 Jul;17(7):940-7. doi: 10.1016/j.jcyt.2015.03.608. Epub 2015 Apr 11. PMID: 25869301.

Bhansali A, Upreti V, Walia R, Gupta V, Bhansali S, Sharma RR, Grover S, Marwaha N, Khandelwal N. Efficacy and safety of autologous bone marrow derived hematopoietic stem cell transplantation in patients with type 2 DM: A 15 months follow-up study. Indian J Endocrinol Metab. 2014 Nov;18(6):838-45. doi: 10.4103/2230-8210.140257. PMID: 25364680; PMCID: PMC4192991.

Carlsson PO, Espes D, Sisay S, Davies LC, Smith CIE, Svahn MG. Umbilical cord-derived mesenchymal stromal cells preserve endogenous insulin production in type 1 diabetes: a Phase I/II randomised double-blind placebo-controlled trial. Diabetologia. 2023 Aug;66(8):1431-1441. doi: 10.1007/s00125-023-05934-3. Epub 2023 May 24. PMID: 37221247; PMCID: PMC10317874.

免责说明:本文仅用于传播科普知识,分享行业观点,不构成任何临床诊断建议!杭吉干细胞所发布的信息不能替代医生或药剂师的专业建议。
版权说明:本文来自杭吉干细胞科技内容团队,欢迎个人转发至朋友圈,谢绝媒体或机构未经授权以任何形式转载至其他平台,转载授权请在网站后台下方留言获取。

干细胞治疗糖尿病前,患者应该如何选择细胞来源?
« 上一篇 2025年1月8日
干细胞治疗糖尿病前,细胞采集有哪些过程?安全性怎么样?
下一篇 » 2025年1月8日