干细胞治疗1型糖尿病

糖尿病(DM)是由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗引起的以高血糖为特征的一组慢性代谢疾病，主要分为1型糖尿病 ( T1DM )、 2 型糖尿病 ( T2DM)、 妊娠糖尿病 ( GDM) 和单基因糖尿病。

根据国际糖尿病联盟( diabetesatlas. org) 的统计，截至2019年全球糖尿病患者超4.63亿，预计2045年将增至7亿。中国已成为糖尿病第一大国，患者超过1.16亿。

发生1型糖尿病的原因

1型糖尿病是一种由T淋巴细胞介导的自身免疫性疾病。由于胰岛β细胞受损而导致胰岛素分泌不足，T1DM患者需要完全依赖外源胰岛素治疗。

虽然胰岛素治疗已从过去的 “每日餐前一针” 发展到 “ 人工智能控制的胰岛泵”,但并不能根治，也不能防止包括视网膜病变、神经病变等一系列并发症。

近年来，胰岛移植结合免疫抑制已成功应用于1型糖尿病的治疗，但由于供体器官严重缺乏、需要终身免疫抑制以及胰岛移植后难以长期存活等问题限制了临床应用。

因此，干细胞替代疗法有望成为治疗1型糖尿病的医学发展新途径，就应用干细胞诱导分化产生功能性胰岛β细胞或胰岛类器官替代治疗1型糖尿病症状。

胚胎干细胞疗法

Kroon等诱导胚胎干细胞定向分化为胰腺祖细胞，移植到免疫缺陷小鼠体内进一步成熟为功能性的胰岛β样细胞，并可以维持3个月的体内葡萄糖稳态。

2014年Rezania等取得重大突破，采用七步诱导法从胚胎干细胞中分化出表达胰岛β细胞关键标志物包括MAFA和INS等的胰岛β样细胞，移植后2~6周就能成功逆转DM小鼠血糖。

目前，所有胚胎干细胞诱导分化胰岛β细胞的方案都依赖于对生长因子以及分子信号通路激活或抑制的调控，例如最近提出的优化方案：抑制YAP促进胰岛β细胞生成，改善胰岛素分泌功能；抑制WNT通路提高分化效率，增加内分泌细胞的比例等。

成体干细胞疗法

成体干细胞具有强大免疫调节特性、多向分化潜能、自我更新能力的间充质干细胞(MSCs) 在临床试验中得到了广泛的应用。

间充质干细胞调控促炎症作用的效应T细胞，抑制自身免疫反应，单独或与胰岛β细胞联合移植可有效逆转1型糖尿病患者的高血糖状况，使1型糖尿病患者体内剩余的胰岛β细胞功能得以部分恢复或延迟细胞损伤。

近年来，研究人员使用间充质干细胞治疗1型糖尿病的方法大致可以分为以下四类

(1)：间充质干细胞诱导分化胰岛素分泌细胞( IPCs) 用于移植治疗1型糖尿病，在分化过程中间充质干细胞的免疫调节特性能得到维持，与未分化的间充质干细胞相比，IPCs可以耐受移植物排斥反应。

(2)：单独移植间充质干细胞治疗1型糖尿病能改善胰岛功能，增加血清胰岛素水平，其治疗有效性在1型糖尿病动物模型中已得到认可，但单独使用间充质干细胞治疗还局限于1型糖尿病患者发病早期。

(3)：许多研究小组阐明使用间充质干细胞联合胰岛移植的有效性和多功能性，发现间充质干细胞联合移植治疗可以逆转1型糖尿病小鼠血糖，明显抑制炎症细胞浸润，促进移植物血管生成，延长存活时间。

(4) ：间充质干细胞还被用于培岛，在移植前将间充质干细胞与胰岛共培养有助于提高胰岛的生存能力，增加胰岛素释放，能显著改善DM小鼠的高血糖症状。

临床案例：研究人员Skrzypek等人对120名1型糖尿病患者进行自体造血干细胞移植疗法。

分析显示自体造血干细胞移植后12月,糖化血红蛋白(HbA1c)下降3.32(95％CI:-4.25--2.39;P<0.001)。

在间充质干细胞治疗6个月和12个月后,空腹C肽水平均明显增加(MD:0.50,95％CI:0.28～0.72,P<0.001;MD=0.48,95％CI:0.29～0.67;P<0.001)。此外,59.4％的患者在不同时间实现脱离胰岛素治疗。

结论：间充质干细胞治疗1型糖尿病可以在一定程度上降低患者的HbA1c水平,提高空腹C肽水平,使患者不同程度脱离胰岛素治疗。

未来展望

随着对干细胞治疗疾病机理的深入研究，干细胞疗法大大提高了1型糖尿病的治疗预期，具有显著、效果持久和安全性高等特点，可摆脱每日用药、每日多次用药和长期用药给患者带来的不便和痛苦，以及长期用药带来的各种不良反应。预计在不久的将来，这项科技成果将给更多糖尿病患者康复带来新的希望。