2025年4月1日,Sernova Biotherapeutics宣布其针对1型糖尿病的一项1/2期临床试验获得数据和安全监督委员会(DSMB)的支持。正在进行的试验数据显示,T1D 患者的胰岛细胞存活期为一年至五年以上,并且能够支持遵循方案规定的治疗后不依赖胰岛素。
近年来,随着再生医学的发展,干细胞治疗1型糖尿病中具有显著的潜力和希望。这一颠覆性技术的背后仍存在关键问题:
干细胞治疗的短期效果能否转化为长期稳定?是什么机制和原理让干细胞治疗1型糖尿病短期效果转化为长期稳定?如何评估干细胞治疗1型糖尿病患者的短期疗效和长期疗效?免疫排斥与个体化差异如何影响疗效持续性?本文基于临床试验数据,深度解析干细胞治疗从短期空腹血糖达标到长期胰岛功能改善,为患者与医疗从业者提供科学决策依据。
干细胞的三大机制成为治疗的1型糖尿病的关键因素
1. 替代受损的胰岛β细胞
分化为胰岛β细胞:干细胞具有分化为多种细胞类型的能力,其中胚胎干细胞(ESCs)、诱导多能干细胞(iPSCs)和间充质干细胞(MSCs)等均被研究用于分化为胰岛β细胞。这些分化后的β细胞能够分泌胰岛素,从而替代因糖尿病受损的胰岛β细胞,恢复胰岛素的正常分泌。
促进内源性β细胞再生:某些干细胞疗法可能通过激活内源性胰腺干细胞或促进β细胞的自我复制和再生来增加β细胞的数量。例如,研究发现胰腺中存在表达Pdx1转录因子的干细胞,这些细胞在特定条件下可以分化为胰岛β细胞。
2. 免疫调节
抑制自身免疫反应:在1型糖尿病中,自身免疫反应会攻击和破坏胰岛β细胞。干细胞(如造血干细胞HSCs)可以通过免疫抑制机制来保护β细胞。例如,自体非清髓性造血干细胞移植被用于治疗1型糖尿病,通过抑制自身免疫反应并重建正常的免疫系统,从而减少β细胞的破坏。
调节炎症环境:间充质干细胞(MSCs)具有强大的免疫调节能力,能够减少胰腺的炎症反应。它们可以分泌抗炎因子,降低促炎细胞因子(如IL-6和IL-1β)的水平,从而改善胰岛素抵抗。
3. 改善胰腺微环境
分化为血管内皮细胞:干细胞可以分化为血管内皮细胞,改善胰腺的血液供应。良好的血液供应有助于β细胞的存活和功能恢复。
分泌抗凋亡因子:MSCs能够分泌高水平的抗凋亡信号分子,改善胰腺微环境,促进内源性胰腺干细胞的扩增。这些因子有助于保护β细胞免受损伤,并促进其再生。
干细胞治疗凭借替代受损的胰岛β细胞、免疫调节和改变胰腺微环境三大机制,为糖尿病患者提供更有效的治疗方案。但是,免疫排斥与个体化差异等会影响疗效持续性。
评估干细胞治疗1型糖尿病短期缓解和长期稳定的疗效指标有哪些?
一、短期缓解指标(1-12个月)
胰岛素依赖程度:外源胰岛素用量减少或停用时间:反映干细胞分化的胰岛细胞功能恢复速度。
血糖控制水平
- 空腹血糖达标率:移植后血糖稳定在正常范围的比例;
- 糖化血红蛋白(HbA1c)下降幅度:反映近3个月全身血糖平均水平,降至非糖尿病范围(如4.76%)为关键指标。
内源性胰岛素分泌能力
- 空腹/餐后C肽水平:C肽是胰岛素前体,其水平提升直接反映胰岛β细胞再生和功能恢复。
血糖波动幅度(MAGE):动态血糖监测中日内血糖波动幅度减少,表明干细胞对血糖稳态的调节作用。
二、长期稳定指标(12个月以上)
持续无胰岛素依赖时间:完全脱离外源胰岛素注射的持续时间(如1年以上)。
血糖控制水平:维持血糖控制在非糖尿病水平(<6.5%)的稳定性。
免疫调节与自身抗体变化
- GAD65抗体转阴率:反映自身免疫攻击的缓解程度;
- 调节性T细胞(Tregs)数量增加:标志免疫系统异常状态的改善。
并发症改善
- 糖尿病肾病、视网膜病变等发生率:长期血糖控制对器官损伤的预防作用;
- 神经传导速度、血管功能指标:反映微循环和神经修复效果。
移植物存活监测
- 超声/核磁实时监测移植胰岛活性:评估干细胞分化细胞的存活率和功能维持。
β细胞功能评估
- 膳食刺激后C肽分泌峰值:检测胰岛β细胞对生理刺激的响应能力。
三、安全性指标
短期不良反应:发热、注射部位反应、低血糖事件发生率。
长期风险:肿瘤发生率(如乳腺癌等潜在风险);免疫排斥复发或移植物失活风险。
临床数据深度解析:干细胞治疗1 型糖尿病的短期控糖能否转化为长期稳定?
短期疗效指标:血糖控制和胰岛素分泌能力得到改善(1-12月)
2022年6月20日,伊朗德黑兰 ACECR 鲁瓦扬干细胞生物学与技术研究所的研究人员在国际期刊上发布了一篇《新诊断的 1 型糖尿病患者的间充质干细胞移植:一项 I/II 期随机安慰剂对照临床试验》的研究结果。
间充质干细胞治疗后12个月随访时,低血糖事件减少,显著改善了患者HbA1c 和 C 肽水平,促炎因子也变成了抗炎因子。
低血糖事件:MSC 移植组的 I 级和 II 级低血糖发作次数以及总低血糖事件次数明显较低。与晚期移植 MSCs 相比,早期移植 MSCs 显著减少了 II 级低血糖事件的数量。
血糖控制水平:间充质干细胞移植后 12 个月显著降低了 HbA1c 的百分比。第 9 个月时 HbA1c 的平均变化相当大。两组之间的 C 肽水平平均差异显示出较高但不显著的变化,有利于 MSC 移植
免疫学指标:MSCs 移植显著增加了抗炎细胞因子 IL-4和 IL-10,这种效果在 12 个月后仍然持续。促炎因子TNF- α水平在六个月后显著降低,并在 12 个月后显著下降。
安全性评估:两组均未观察到重大移植相关不良事件。可能与 MSC 移植无关的一个不良事件是两名患者(每组一名)观察到的轻微注射部位反应。P-1 在第一次注射期间观察到 3 级荨麻疹。使用温和的抗炎药物后症状得到缓解。
总结:间充质干细胞治疗后,低血糖事件减少,显著改善了患者HbA1c 和 C 肽水平,促炎因子也变成了抗炎因子。未出现与移植相关的严重不良事件。可以达到干细胞治疗1型糖尿病短期疗效和安全性的目标。
2024年9月20日,北京大学昌平实验室邓宏魁研究组联合在行业期刊《Cell》上发表了一篇关于《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。
诱导多能干细胞来源的胰岛组织移植后,一年随访,目标血糖范围时间 >98%,糖化血红蛋白在 5% 左右。
血糖控制水平: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从基线值的 43.18% 增加到移植后第 4 个月的 96.21%,同时伴有糖化血红蛋白下降,糖化血红蛋白是非糖尿病水平的长期全身血糖水平的指标。此后,患者呈现出稳定的血糖控制状态,目标血糖范围时间 >98%,糖化血红蛋白在 5% 左右。
安全性评估: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。该患者的结果令人鼓舞,
结论:患者在移植后移植后 75 天开始实现持续的胰岛素独立性,血糖控制水平得到显著的改善,一年后未出现移植相关的异常迹象。可以达到干细胞治疗1型糖尿病短期疗效和安全性的目标。
长期疗效:无胰岛素依赖时间和血糖控制水平能力持续改善(12个月以上)
2015年12月1日,厦门大学福州总医院的研究人员在国际期刊《Diabetes Care》上发布了一篇《脐带间充质基质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》的研究结果。
血糖控制水平持续改善:移植后,接受治疗的患者的代谢指标得到改善:在 21 名有反应的患者中,有 20 名的 AUC C-Pep增加了 105.7%;胰岛素曲线下面积增加了 49.3%。治疗组的HbA 1c降低 12.6% 。空腹血糖下降 24.4%。仅治疗组的每日胰岛素需求量下降 29.2%。
安全性评估:治疗耐受性良好,未见严重不良事件。
结论:移植治疗后,患者血糖控制水平持续改善,未见严重不良事件,可以达到干细胞治疗1型糖尿病长期疗效和安全性改善的目标。
2023年7月28日,印度马哈拉施特拉邦贾尔冈贾瓦勒医院在国际期刊《Annals of Medicine and Surgery》上发表了一篇关于《胰腺内自体干细胞治疗 1 型糖尿病——一项实验研究》研究成果。
本研究在过去5年中对25例1型糖尿病患者进行了自体胰腺内干细胞治疗,患者持续无胰岛素时间增加,血糖控制能力持续改善
持续无胰岛素依赖时间增加:治疗一年后,比较治疗组患者治疗前后的平均每日胰岛素需求量。治疗组患者的平均每日胰岛素需求量下降了 59.14%,两组差异具有高度统计学意义。六名患者停用胰岛素,在治疗后 6 个月至 5 年的随访中没有再使用过胰岛素。其中三名患者接受过一次治疗,其余三名患者接受过两次治疗,间隔一年。
血糖控制水平能力:治疗组治疗前后HbA1c水平对比,治疗组平均下降28.14%;治疗组空腹血糖平均下降33.86%;治疗组空腹血糖平均下降39.46%;治疗组C肽水平平均上升287.23%;
安全性评估:在上述系列中,仅观察到轻微的并发症和不良反应,这些并发症和不良反应基本上是自限性的,未见严重不良事件发生。
结论:胰腺内干细胞治疗改善患者持续无胰岛素依赖时间和血糖控制能力,5年的治疗中未出现严重不良事件。可以达到干细胞治疗1型糖尿病长期疗效和安全性的目标。
影响干细胞治疗1型糖尿病患者患者的因素有哪些
1.干细胞类型和来源
- 间充质干细胞(MSCs):MSCs来源广泛,包括骨髓、脐带血、脂肪组织等,具有免疫调节能力和分化为胰岛β细胞的潜力。然而,不同来源的MSCs在治疗效果上可能存在差异。
- 胚胎干细胞(ESCs)和诱导多能干细胞(iPSCs):这些细胞具有更强的分化能力,但存在免疫排斥和伦理问题。研究表明,通过基因工程改造的ESCs和iPSCs可以提高其免疫耐受性。
2. 免疫反应
- 免疫抑制:干细胞移植后可能引发免疫反应,导致移植细胞被排斥。目前的研究方向包括使用免疫抑制药物、开发免疫隔离技术(如藻酸盐微囊化)来保护移植细胞。
- 免疫调节能力:MSCs等干细胞具有免疫调节功能,可以抑制T细胞增殖、减少炎症反应,从而保护胰岛β细胞。
3. 移植技术和设备
- 移植方法:移植途径(如静脉注射、胰腺内注射)和移植剂量对治疗效果有显著影响。研究表明,胰腺内注射可能更有利于干细胞的存活和功能发挥。
- 封装技术:封装技术可以保护移植细胞免受免疫攻击,同时允许营养物质和氧气的交换。例如,藻酸盐封装技术已被证明可以延长移植细胞的存活时间。
4. 患者个体差异
- 疾病阶段:早期发病的1型糖尿病患者可能对干细胞治疗有更好的反应,因为其残余的胰岛β细胞数量更多。
- 遗传背景:患者的遗传因素可能影响其对干细胞治疗的反应。某些基因变异可能增加免疫排斥的风险。
总结
综上所述,干细胞治疗1型糖尿病从短期至长期,能改善患者的临床症状。这一成果无疑为 1 型糖尿病患者带来了新的希望曙光。但展望未来,长期稳定性仍是亟待深入探究的关键课题。相信随着研究的不断深入与技术的持续革新,干细胞治疗有望彻底改写 1 型糖尿病的治疗格局,为全球众多患者带来真正意义上的治愈希望 。
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参考资料:
1.Izadi, M., Sadr Hashemi Nejad, A., Moazenchi, M., et al. Mesenchymal stem cell transplantation in patients with newly diagnosed type 1 diabetes: a phase I/II randomized placebo-controlled clinical trial. Stem Cell Res Ther 13 , 264 (2022). https://doi.org/10.1186/s13287-022-02941-w
2.Islet transplantation from chemically induced pluripotent stem cells under the anterior rectus sheath in patients with type 1 diabetes. https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01022-5
3.https://diabetesjournals.org/care/article/39/1/149/31805/Umbilical-Cord-Mesenchymal-Stromal-Cell-With
4.Jawale, Sagar MBBS, MS, DNB, M. Ch. Autologous stem cells in the pancreas for the treatment of type 1 diabetes – an experimental study. Annals of Medicine and Surgery 85(9): p 4355-4371, September 2023. Number: 10.1097/MS9.000000000000000837
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