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干细胞治疗1型糖尿病:免疫排斥问题怎么解决?

干细胞治疗之所以被视为治疗1型糖尿病的突破性方向,核心原因在于它能够制造“新的胰岛β细胞”,从根源上补上身体缺失的胰岛素来源。但是,无论科学家把 β 细胞造得多像、多成熟,只要移植进患者体内,它们依旧会面临一个老问题——免疫系统会不会再次把它们当成敌人清除掉?

因此,与其说解决 β 细胞来源是关键,不如说:如何保护这些细胞安全、稳定、长久地工作,才是1型糖尿病干细胞疗法的真正瓶颈。

当前全球研究的共识很明确:没有单一方法能彻底解决免疫排斥,未来更大的可能是多种策略的组合。下面分步骤带你了解目前主流的5大解决思路

干细胞治疗1型糖尿病:免疫排斥问题怎么解决?

干细胞治疗1型糖尿病:免疫排斥问题怎么解决?

一、免疫排斥的核心问题

当外源干细胞移植进入患者体内时,患者自身的免疫系统可能识别这些细胞为“外来入侵者”,进而触发免疫反应,将移植的细胞清除。这种排斥反应不仅会影响疗效,严重时还可能导致移植失败。

对于1型糖尿病患者来说,由于本身存在免疫异常,排斥反应更容易发生,这成为干细胞疗法推广的关键障碍。

二、5大解决免疫排斥的策略

2025年3月19日,卡塔尔大学科研人员在《生物分子与生物医学》期刊杂志上发表了一篇名为《1型糖尿病干细胞疗法的最新进展:展望未来》的研究成果。[1]

本文将探讨T1DM干细胞疗法在人体试验中取得的最新进展。特别关注了干细胞移植过程中面临的免疫排斥问题,并深入探讨了当前科学界提出的多种应对策略。研究指出,解决免疫排斥是实现干细胞疗法长期有效性和安全性的关键,也是未来临床应用推广的核心挑战。

1型糖尿病干细胞疗法的最新进展:展望未来

当前,科研和临床研究主要从以下几个方向探索解决方案:

01.常规护航:免疫抑制方案

在临床实践中,免疫抑制剂仍然是防止移植细胞排斥反应最直接、最常用的手段。通过系统性抑制患者的免疫功能,这类药物为移植的β细胞创造了一个相对安全的生存环境,从而提高移植成功率。

临床应用实例:在Lantidra疗法以及福泰制药的VX-880临床试验中,均采用他克莫司、西罗莫司等免疫抑制剂进行干预,以减少移植后β细胞的排斥反应。

优势

  • 能够即刻降低免疫排斥风险,为移植细胞提供初期保护
  • 已在多项临床试验中验证可行性和短期安全性

挑战

  • 长期服用免疫抑制剂可能增加感染和肿瘤风险
  • 药物毒副作用可能显著影响患者的生活质量
  • 通常需要终身服药,增加患者的治疗负担

尽管免疫抑制剂在短期内能有效保障移植细胞的存活,但其潜在的长期副作用促使科研人员积极探索更安全、可持续的替代方案,包括局部免疫调控、耐受性诱导以及基因编辑等新兴策略。

02.基因编辑:低免疫干细胞

另一条快速发展的方向是利用CRISPR等基因编辑技术,让干细胞“伪装”成免疫系统更难识别的状态,从而降低移植排斥反应。[2]

主要策略包括

  1. 降低或去除主要组织相容性抗原(HLA):通过敲除或改写HLA基因,使免疫系统更难判断“这是外来细胞”。
  2. 增加免疫抑制信号:在细胞表面表达PD-L1、CD47等分子,主动向免疫系统发出“别攻击我”的信号。

这种经过工程化的干细胞被称为 “低免疫原性”或“通用型”细胞

优势

  • 理论上可显著减少对传统免疫抑制剂的依赖;
  • 初步研究显示,在动物模型和早期人体试验中,工程化细胞存活时间延长,免疫排斥反应减弱;

风险与局限

  • 基因编辑可能存在脱靶效应,长期安全性仍需验证;
  • 可能影响宿主的肿瘤免疫监视和抗感染能力;
  • 监管严格,需要大样本和长期随访数据来评估安全性;

总的来说,基因编辑干细胞代表未来干细胞免疫规避的高潜力方向。一旦技术成熟,其应用范围将更广,为减少长期免疫抑制药物依赖提供了新思路。

03.局部免疫调控:靶向微环境耐受诱导

局部免疫调控是干细胞移植中一个越来越受关注的策略,其核心目标是在移植部位创造“免疫友好微环境”,减少全身免疫抑制的依赖,同时保护移植细胞存活和功能。[3]

主要方法

  1. 联合移植:将间充质干细胞(MSCs)与胰岛细胞共同移植。MSCs具有天然免疫调节能力,可促进局部免疫耐受,减少T细胞和巨噬细胞的攻击。
  2. 局部给药:利用生物材料或微型装置缓慢释放抗炎或免疫调节因子(如 IL-10),在移植部位建立“免疫降火”环境。
  3. 微环境重塑:通过带有免疫调节信号的涂层或可降解材料,模拟免疫耐受机制,使局部免疫细胞偏向“耐受”而非“攻击”,降低排斥风险。

优势

  • 副作用小,不干扰全身免疫功能;
  • 可与细胞封装或基因编辑干细胞联合使用,实现多重保护;
  • 动物实验和早期临床数据均显示出促进移植细胞存活和功能的潜力;

局限性

  • 对已存在的自体抗体或强烈自身免疫记忆的抑制有限;
  • 多为局部保护策略,可能需要与其他免疫调控手段结合以达到最佳效果;

总的来说,局部免疫调控可以理解为“软化周围环境”,为干细胞移植提供一种温和而有效的保护方式,是未来干细胞治疗1型糖尿病的重要补充策略。

04.耐受诱导与细胞免疫疗法:系统性免疫教育

1型糖尿病本质上是一种自身免疫性疾病,患者的免疫系统“错误学习”了攻击胰岛β细胞。因此,从根本上解决免疫排斥问题的关键,是让免疫系统重新识别β细胞为“自体”,恢复耐受状态。[4]

主要方法

  1. 调节性T细胞(Treg)疗法:增强免疫系统的“制动器”,抑制自身攻击性反应。临床试验显示Treg疗法可改善免疫耐受性,并有潜力与细胞移植结合实现长期保护。
  2. 抗原特异性耐受疗法:使用β细胞相关抗原疫苗或微量抗原诱导免疫系统重新认识β细胞。目标是让T细胞对β细胞产生耐受而非攻击。
  3. 免疫调节抗体:如抗-CD3、抗-CD20抗体,可短期降低攻击性T细胞数量或功能。通常用于配合耐受诱导策略,减少自体免疫反应的强度。

    优势

    • 治本效果:从根源解决自身免疫攻击问题
    • 长期潜力:若成功,可与干细胞或胰岛细胞移植结合,实现稳定、持久的疗效
    • 可个性化:根据患者自身免疫特征设计策略

    挑战

    • 精确靶向复杂,难以完全逆转已有的自体免疫记忆
    • 不同患者免疫状态异质性大,需要个体化方案
    • 技术复杂,目前多数方法仍处于早期临床探索阶段

    近年来,Treg疗法和抗原特异性耐受疗法在临床试验中显示出可行性与早期效果。2025年的基础研究和临床兴趣显著增加,为未来与细胞移植联合应用奠定了基础。

    05.物理屏障:细胞封装技术

    细胞封装技术通过物理屏障保护移植细胞,避免直接暴露于宿主免疫系统。封装装置允许葡萄糖、氧气和胰岛素自由交换,同时阻挡免疫细胞和抗体,从而有效降低排斥反应的风险。[5]

    技术特点

    • 半透膜材料:常用海藻酸盐等生物相容性材料制成
    • 选择性通透性:允许营养物质、氧气及胰岛素自由通过,同时阻挡大分子免疫因子和免疫细胞
    • 微环境保护:为移植细胞提供稳定的局部环境,提高存活率

    研发进展

    • 临床应用:ViaCyte公司的PEC-Encap装置已进入临床试验
    • 新一代技术:正在开发血管化封装设备,旨在改善细胞存活率和长期功能稳定性

    优势

    • 可减少或避免长期系统性免疫抑制
    • 技术成熟,已有多项临床验证
    • 与其他免疫调控策略可叠加使用,形成多重保护

    挑战与局限

    • 封装可能限制营养物质供应和废物排出
    • 长期功能维持仍需改进
    • 封装设计和材料需兼顾生物相容性、机械稳定性和通透性

    临床上,早期试验已验证部分封装装置在安全性和短期功能维持方面取得积极效果,为未来长期疗效奠定基础。

    三、最现实的临床路径:组合策略与分层治疗

    专家和最新综述普遍认为,单一策略难以彻底解决免疫排斥问题,因此实际临床应用更倾向于组合策略分层治疗

    常见路径包括:

    1. 先调控免疫,再移植细胞:通过抗原特异性耐受或Treg疗法,将患者免疫系统调至更耐受状态,然后移植工程化或封装的β细胞。
    2. 双重防护策略:使用低免疫原工程细胞,同时结合局部免疫调控材料,尽量避免长期全身免疫抑制。

    目前研究趋势显示,更具前景的组合方案包括:

    • 封装技术 + 工程化细胞
    • 基因编辑细胞 + 局部免疫调节材料
    • 免疫耐受诱导 + β细胞移植
    • 或多种策略的三重组合

    总结:未来的治疗方案将更倾向于根据患者具体情况制定个性化组合方案,以兼顾安全性和长期疗效。

    结语:干细胞疗法的未来,不只在“创造细胞”,更在“保护细胞”

    如今科学界已经能够成熟地从干细胞中制造出具有功能的 β 细胞,但真正能否让 1 型糖尿病进入“可逆时代”,关键不在于制造,而在于保护。

    保护β细胞不被免疫系统攻击,是整个治疗体系的基石。好消息是,随着封装材料的升级、基因工程技术的成熟以及免疫调控手段的不断进步,这道难题正被一步步拆解。

    干细胞治疗1型糖尿病的未来,已经从“可能”走向“可期”。真正安全、持久、个体化的细胞替代疗法,也正在逐渐形成轮廓。

    参考资料:

    [1]Hassanein A, Akhtar S. Recent advances in stem cell-based therapies for type 1 diabetes: A glimpse into the future. Biomol Biomed. 2025 Mar 19;26(1):5-23. doi: 10.17305/bb.2025.12222. PMID: 40116625; PMCID: PMC12499549.

    [2]Karaoglu IC, Duymaz D, Rashid MM, Kizilel S. Immune-evasive beta cells in type 1 diabetes: innovations in genetic engineering, biomaterials, and computational modeling. Front Immunol. 2025 Aug 19;16:1618086. doi: 10.3389/fimmu.2025.1618086. PMID: 40904460; PMCID: PMC12401705.

    [3]https://www.mdpi.com/2227-9059/13/2/383?utm_source=chatgpt.com

    [4]Gozálvez E, Lario A, Muñoz-Sánchez G, Lozano F. Regulatory T Cell-Based Adoptive Cell Therapy in Autoimmunity. Int J Mol Sci. 2025 Oct 23;26(21):10340. doi: 10.3390/ijms262110340. PMCID: PMC12610882.

    [5]Keymeulen, B., De Groot, K., Jacobs-Tulleneers-Thevissen, D. et al. Encapsulated stem cell–derived β cells exert glucose control in patients with type 1 diabetes. Nat Biotechnol 42, 1507–1514 (2024). https://doi.org/10.1038/s41587-023-02055-5

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