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一型糖尿病治疗手段(一型糖尿病治疗的关键点是)

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使用化学重编程多能干细胞,成功治疗1型糖尿病

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2025年01月08日 17:30 上海

多能干细胞(Pluripotent stem cell,PSC)因其具有自我更新和分化成功能细胞类型的能力,因此作为无限的细胞来源,在诸如胰岛移植等细胞替代疗法中显示出巨大潜力。


2006年,京都大学山中伸弥教授从人类体细胞中诱导出诱导多能干细胞(iPSC),标志着在生成多能干细胞的重大突破,使患者来源的自体再生医学成为可能。

2022年,北京大学邓宏魁教授首次实现了完全利用化学小分子诱导人类体细胞转变为多能干细胞——化学诱导多能干细胞(CiPSC)。传统的iPSC是通过在体细胞中过表达转录因子而产生的,而CiPSC的产生则采用了非生物的、小分子化学物质作为重编程因子,具有易于制造和标准化,不整合到基因组中,可扩展且可微调等优势。

CiPSC技术开辟了人多能干细胞(hPSC)制备的全新途径,这是我国自主研发的新一代人多能干细胞制备技术,也为我国干细胞和再生医学的发展解决了底层技术上的“瓶颈”问题。

2024年9月25日,南开大学/天津市第一中心医院沈中阳王树森团队、北京大学/昌平实验室邓宏魁团队与杭州瑞普晨创科技有限公司的研究人员合作,在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为:Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islet under the abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient 的研究论文。该论文入选了 Cell 日前发布的“Best of Cell 2024”榜单,该榜单展示了 2023 年底到 2024 年底这一年里在 Cell 期刊发表的最令人兴奋的论文,共 12 篇。

研究团队将化学重编程多能干细胞分化而来的胰岛(CiPSC-islets)移植到了一名1型糖尿病(T1D)患者的腹直肌前鞘下,获得了可耐受的安全性,并且在1年随访中不再需要外源胰岛素治疗,且恢复了血糖控制。这名患者的治疗效果鼓舞人心,支持了腹直肌前鞘下CiPSC-胰岛移植治疗1型糖尿病(T1D)的可行性。

除了产生人多能干细胞(hPSC)外,诱导PSC分化为具有功能的胰岛样细胞(hPSC-islets)是包括邓宏魁团队在内的干细胞领域学者几十年来的追求。

最初的分化方案专注于从胚胎干细胞(ESC)和诱导多能干细胞(iPSC)中在体外获得产生胰岛素的β样细胞。之后的研究专注于更有效地获得具有改善的胰岛素分泌功能的β样细胞,从而产生了功能性的hPSC来源的β细胞。

邓宏魁团队建立了一种高效、优化的分化方案,用于生成CiPSC来源的胰岛样细胞(CiPSC-islets),其转录组特征、组成和胰岛素分泌功能与天然人类胰岛相当。他们还在非人灵长类动物中进行临床前研究,以评估CiPSC-胰岛的安全性和有效性,结果显示,在长期观察期间,CiPSC-胰岛改善了糖尿病,没有发生肿瘤,展示了显著的治疗潜力。

重要的是,在这些体外研究中,邓宏魁团队还开发出了适用于hPSC-胰岛的合适的移植策略。由于传统的胰岛通过肝门静脉注射移植存在一定的局限性,例如由于即刻血源性炎症反应(IBMIR)引起的急性移植物丢失,因此寻找更适合移植物生存的替代移植位点已成为近年来的研究热点。邓宏魁团队发现,将hPSC-胰岛移植到肝外位点(腹直肌前鞘下方)可获得更好的胰岛存活和成熟效果,C肽(内源性胰岛素分泌的标志物)的分泌水平和刺激指数接近非糖尿病患者的水平。这种独立的腹膜外移植位点还具有包括注射部位微创和易于成像在内的重要优点。总的来说,这些研究为hPSC-胰岛在人类患者中的临床转化奠定了基础。

在这项最新研究中,研究团队进行了一项探索性临床试验,首次使用患者自体CiPSC来源的胰岛移植用于治疗免疫抑制的1型糖尿病(T1D)患者,结果显示,该患者不再需要使用胰岛素治疗且恢复了实现了持续的血糖控制的恢复。

该论文报道了正在进行中的TJFCH-iPS-001临床试验纳入的第一例患者的治疗结果,该临床试验旨在评估自体患者CiPSC-胰岛作为1型糖尿病(T1D)治疗策略的安全性、耐受性和治疗效果。患者特异性CiPSC是通过邓宏魁团队之前报道的化学重编程方法产生,随后使用之前建立的实验方案在体外分化为分泌胰岛素的胰岛样细胞,并在整个制造过程中进行了质量控制评估,然后将得到的CiPSC-胰岛在超声引导下注射移植到患者腹直肌前鞘。

这名25岁的女性在2012年被诊断患有1型糖尿病(T1D),她曾因隐源性肝硬化分别在2014年和2016年进行了肝移植,在2017年因血糖控制不稳定进行了1次全胰腺移植,但一年后因为严重血栓性并发症,胰腺移植物被切除。此外,为了维持肝移植,她需要定期接受免疫抑制治疗。2023年6月,她接受了CiPSC-胰岛移植。

研究团队对该患者进行了1年时间的跟踪随访,患者在移植后第75天开始不再需要胰岛素治疗,在移植后第4个月时,目标血糖范围的达标时间从基线值的43.18%提高到了96.21%,同时,糖化血红蛋白(HbA1c)指标也出现了下降,达到了非糖尿病患者的长期系统性血糖水平。从那以后,患者的血糖控制状态稳定,血糖达标时间超过98%,糖化血红蛋白水平约为5%。在这一年的临床数据中,所有研究终点均已达到,没有出现与移植相关的异常情况的迹象。

总的来说,该研究报告了在一例1型糖尿病(T1D)患者中进行的CiPSC-胰岛自体移植。在移植前,该患者长期患有难以控制的糖尿病,并伴有严重的低血糖发作。移植后,该患者在不到3个月的时间内就摆脱了胰岛素依赖,最终在不使用外源性胰岛素的情况下,血糖达标时间达到98%以上。

这名患者的治疗效果鼓舞人心,支持了腹直肌前鞘下CiPSC-胰岛移植的可行性,有必要进行进一步的临床研究,以评估CiPSC-胰岛移植在1型糖尿病(T1D)中的应用。

论文链接

https://doi.org/10.1016/j.cell.2006.07.024

八步“魔法”带你逆转糖尿病前期

在我国,每4个成年人里就有1个处于糖尿病前期。这一阶段宛如糖尿病的“前奏”,若不及时干预,发展成2型糖尿病的几率极大。不过,糖尿病前期并非“不归路”,科学的方法能帮我们逆转这一进程,重获健康。下面就为大家详细介绍逆转糖尿病前期的八招。

一、合理饮食是基础

1.控制碳水化合物摄入:少吃白米、白面这类精制谷物,它们消化吸收快,易使血糖快速上升。可以用糙米、全麦面包等全谷物,红豆、绿豆等杂豆类,以及红薯、紫薯等薯类替换部分精制谷物。这些食物富含膳食纤维能延缓碳水吸收稳定血糖

2.均衡饮食结构:保证每餐有适量蛋白质、脂肪和碳水化合物。蛋白质可选瘦肉、鱼、蛋、豆类及豆制品;脂肪优先选橄榄油、鱼油、坚果中的不饱和脂肪酸,减少动物油脂、黄油这类饱和脂肪酸以及部分油炸食品、糕点里反式脂肪酸的摄入。同时,多吃新鲜蔬菜,其富含维生素、矿物质与膳食纤维,热量低,对血糖影响小。

二、规律运动不可少

每周至少进行150分钟中等强度有氧运动,比如快走,每分钟100 - 120步;慢跑,速度以能持续运动且可简单交谈为宜;骑自行车,在平坦道路保持适当节奏。游泳也不错,对关节压力小,适合多数人。(文章来自微信公众号:全科医生张新宝)除有氧运动,还可每周进行2 - 3次力量训练,如用哑铃做手臂弯举、深蹲、平板支撑等。力量训练能增加肌肉量,提高基础代谢率,利于消耗热量、控制血糖。

三、控制体重很关键

超重和肥胖是糖尿病前期的重要诱因。通过合理饮食和规律运动,将体重控制在正常范围(BMI在18.5 - 23.9 ),能大幅降低糖尿病发病风险。先计算自己的BMI,设定合理减重目标,循序渐进减重,切勿过度节食或用极端减肥法,以免损害身体。

四、充足睡眠保健康

睡眠不足或质量差会影响身体代谢,增加胰岛素抵抗,干扰血糖调节。每天应保证7 - 8小时高质量睡眠。建立规律作息,每天尽量同一时间上床、起床。营造安静、黑暗、凉爽的睡眠环境,晚上少用电子设备,防止蓝光干扰睡眠。

五、缓解压力身心安

长期高压状态下,身体会分泌肾上腺素、皮质醇等应激激素,导致血糖升高。(文章来自微信公众号:全科医生张新宝)要学会用适合自己的方式缓解压力,比如冥想,每天花15 - 20分钟专注呼吸或特定意象,排除杂念、放松身心;瑜伽,通过体式和呼吸练习放松身心;感到压力时,还能试试深呼吸,慢慢吸气使腹部膨胀,再缓慢呼气,重复几次。此外,培养绘画、音乐、阅读等兴趣爱好,转移注意力,舒缓紧张情绪。

六、定期监测知情况

定期监测血糖能及时掌握血糖变化,为调整生活方式和治疗方案提供依据。可用家用血糖仪定期测空腹血糖和餐后2小时血糖。同时,定期体检,检测糖化血红蛋白(HbA1c),它能反映过去2 - 3个月的平均血糖水平。根据血糖监测结果调整饮食、运动,若血糖控制不佳,及时就医,在医生指导下药物干预。

七、多晒太阳强免疫

阳光中的紫外线能促进皮肤合成维生素D,而维生素D不仅对骨骼健康有益,还在调节血糖方面发挥作用。它可以增强胰岛素的敏感性,有助于身体更好地利用血糖每天不妨抽出30分钟左右晒晒太阳,比如在上午10点前或下午4点后,让阳光直接照射皮肤,但要注意避免晒伤。

八、戒烟限酒护身体

吸烟会损害血管内皮细胞,影响胰岛素作用,加重胰岛素抵抗,增加糖尿病及心血管疾病发病风险,糖尿病前期患者务必戒烟。过量饮酒会造成血糖波动,还可能损伤肝脏等器官男性每天饮酒酒精量不超25克,女性不超15克,尽量选葡萄酒、啤酒等低度酒,避免空腹饮酒。

糖尿病前期并不可怕,只要重视起来,积极运用上述有效干预措施,就有机会逆转,远离糖尿病威胁。从现在开始行动,为健康加油!

激动!1型糖尿病或被治愈,胰岛移植的新时代,正在到来!

美国威尔康奈尔医学院的研究人员,做了一件了不起的事情。他们通过在胰岛移植中加入一种特殊的血管细胞,大幅提高了胰岛细胞的存活率,并在小鼠实验中彻底逆转了糖尿病。

这意味着什么?意味着1型糖尿病的治疗,可能正在迎来一场革命。

目前,1型糖尿病的主要治疗方法,依赖于每日胰岛素注射。病人终身受限,稍有不慎,就可能陷入高血糖或低血糖的风险。而胰岛移植是最接近“治愈”这个病的方式,理论上,只要成功移植胰岛细胞,病人就能重新分泌胰岛素,实现血糖自我调节。

但现实是残酷的。

胰岛移植有几个核心难题。

第一,移植的胰岛细胞很难存活。由于胰岛是高度依赖血管的微小组织,缺乏充足的血流供应,它们很快就会坏死。而目前FDA批准的移植方法,是将胰岛细胞注入肝脏门静脉,这种方法的存活率并不理想,大部分病人在几年内就会失去移植细胞的功能。

第二,免疫排斥问题无法回避。胰岛细胞是外来的,免疫系统会攻击它们。现在的解决方案,是让病人终身服用免疫抑制剂,但这样做的代价是,病人变得容易感染,甚至增加癌症风险。

第三,移植部位的问题。肝脏注射法虽然是目前的主流,但存在很多不可控因素,比如细胞散布不均,难以管理,而且如果出现并发症,取出移植物几乎是不可能的。科学家们一直在寻找更合适的移植部位,比如皮下、肾包膜或者大网膜,但血管供应不足,导致这些方案都没有真正成功。

现在,这项新研究,似乎找到了一个突破口。

他们开发了一种特殊的血管内皮细胞,叫做R-VECs(重编程血管内皮细胞)。这些细胞的来源是人类脐静脉内皮细胞,但经过改造,具有更强的适应性和存活能力。

实验发现,R-VECs能迅速与宿主血管连接,形成一个完整的微循环系统,给移植的胰岛提供充足的氧气和营养。而且,更令人惊讶的是,这些细胞甚至能“学习”胰岛内皮细胞的特性,适应周围组织,起到天然支持的作用。

实验结果是明确的。

在免疫缺陷小鼠模型中,接受R-VECs 胰岛移植的小鼠,几乎全部恢复正常血糖水平,并维持至少20周以上。而仅仅接受胰岛移植的小鼠,效果远远不如前者。

换句话说,这种方法不仅提高了移植的成功率,而且在实验动物身上,几乎达到了长期存活的效果。最重要的是,这次移植并不是在肝脏,而是在皮下进行的。

皮下移植,相比传统的肝内移植,具有几个明显优势。

  1. 皮下组织比肝脏更容易取材和管理,如果出现并发症,撤回移植组织也更容易。
  2. 免疫抑制策略可能更灵活,未来如果能结合基因工程手段,让胰岛细胞和R-VECs“隐形”于免疫系统,或许就能真正实现无免疫抑制移植。
  3. 更接近可规模化生产的移植方案。如果未来能通过干细胞技术大规模制造胰岛细胞,并结合R-VECs,可能就能为所有1型糖尿病患者提供可负担的治疗方案。

但别高兴得太早。这项研究目前只是在小鼠身上验证了可行性。要真正应用到人类身上,还有不少难关要过。首先,R-VECs的长期安全性需要验证。虽然目前看起来,它们在小鼠体内没有异常增生的迹象,但在人类体内如何表现,仍然是个未知数。其次,如何获取足够数量的高质量R-VECs?目前这些细胞来自人类脐静脉,未来是否可以用诱导多能干细胞(iPSC)技术制造?如果要用于大规模治疗,如何降低成本?第三,如何避免免疫排斥?即便皮下移植更可控,但只要细胞是外来的,免疫系统就不会善罢甘休。是否可以结合CRISPR基因编辑技术,制造“隐形”胰岛细胞?或者使用患者自体细胞来制造R-VECs?

这些问题,都还没有答案。

但有一点是明确的,胰岛移植的新时代,正在到来。

过去,胰岛移植是一个高度受限的治疗手段,仅用于少数符合条件的患者,而且长期效果有限。但现在,这项研究给出了一个新的方向:结合组织工程和血管工程,在皮下构建一个完整的“人工胰岛组织”。

如果最终成功,这不仅意味着1型糖尿病可能被治愈,还可能彻底改变再生医学的格局。

毕竟,如果R-VECs能支持胰岛存活,那它是否也能支持其他组织存活?比如心肌组织移植?肾小管再生?甚至大脑神经修复?这项技术的潜力,远不止糖尿病。

当然,现在讨论这些还为时过早。但科学就是这样,一点点积累,最终改变世界。或许在不久的将来,1型糖尿病的病人,不再需要每日注射胰岛素,不再受制于血糖波动,不再担心并发症的威胁。

他们需要的,可能只是一个微创手术,在皮下植入一个由胰岛细胞和R-VECs组成的组织,然后,重新拥有一个健康的胰岛功能。