干細胞移植為糖尿病治療提供了一個嶄新方法

糖尿病是一種特異性針對胰島β細胞的自身免疫性疾病，患者一般需終身服藥，因患者缺乏生理的血糖感應系統(tǒng)，這種替代治療缺乏反饋調(diào)節(jié)，可導致全身性代謝紊亂而并發(fā)身體重要器官損害。雖可通過胰腺移植和胰島移植達到不依賴胰島素的效果，但供體困難和抗排異限制了臨床應用，干細胞作為具有自我更新和多向分化潛能細胞，已逐漸成為人們尋找替代患者自身免疫系統(tǒng)破壞胰島細胞的新資源，為此我院干細胞移植治療在干細胞移植為臨床治療糖尿病提供了一個嶄新的方法。

器官移植治療遭遇尷尬

近年來，隨著對糖尿病病因和發(fā)病機制的深入研究以及器官移植技術(shù)的快速發(fā)展，人們在臨床上不斷嘗試胰腺或胰島細胞移植技術(shù)治療糖尿病并取得了喜人的成就，同時也發(fā)現(xiàn)了諸多問題，如胰島供體缺乏、移植后患者機體的免疫排斥反應等。

1、胰島細胞移植

胰島細胞移植根據(jù)胰島細胞供體來源不同分為異種胰島細胞移植和同種胰島細胞移植。異種胰島細胞移植是指提取其他動物(如豬)的胰島細胞移植到人體胰腺，其供體來源較多，但排斥反應很大，有可能帶來感染的風險，而且對其臨床應用目前尚無相應的規(guī)范，還可能存在道德和倫理問題。同種胰島細胞移植是提取人體胰島細胞進行移植，其排斥反應相對較小，但供體來源嚴重短缺，遠遠不能滿足臨床需求。

同種胰島細胞移植又可分為異體胰島細胞移植和自體胰島細胞移植。2000年，加拿大Edmonton Alberta大學醫(yī)院的Shapiro等報道，他們通過改進胰島細胞的分離和純化技術(shù)，對7例1型糖尿病患者成功施行異體細胞移植，并采用低劑量的非糖皮質(zhì)激素免疫抑制劑治療(埃德蒙頓方案)，患者不依賴胰島素近一年，在同種異體胰島細胞移植治療1型糖尿病方面取得突破性進展。但是，許多患者后來還是需要注射胰島素。2006年Shapiro等再次報道，來自美國、加拿大和歐洲9個的36名1型糖尿病患者應用"埃德蒙頓方案"進行胰島細胞移植后，16例患者完全脫離外源性胰島素，10例需要的胰島素注射劑量有不同程度的減少。但是1年后有10例移植到胰島細胞功能完全喪失;而2年后，僅有5例患者患者不再依賴外源性胰腺素。而且，1/4的患者由于出現(xiàn)腎功能下降等不良反應，不得不停止使用免疫的胰島分離后可以移植。也就是說，1名糖尿病患者至少需要2個供體胰腺。另外，由于移植細胞來自于異體，會遭受患者體內(nèi)的免疫攻擊，有些患者往往需要多次細胞移植，提示免疫排斥異體移植失敗的主要原因。臨床胰島供體短缺仍是制約同種異體胰島細胞移植的最大障礙。

胚胎干細胞有"萬能細胞"之稱，可定向誘導分化為幾乎所有的組織細胞，但是分化為分泌胰島素的細胞分化效率低、成熟度低、不穩(wěn)定，目前還不具有根據(jù)機體葡萄糖水平調(diào)控胰島素分泌的能力，也會增加畸胎瘤的發(fā)生風險，并受免疫排斥和倫理道德的限制。

2、胰腺移植

研究證實，胰腺移植(同種異體胰腺移植、胰腎聯(lián)合移植)的效果并不理想，而且手術(shù)難度大、風險高，花費巨大;患者具有強烈的免疫排斥反應，需要終身大劑量服用昂貴的免疫抑制劑，并可導致免疫功能低下從而引發(fā)嚴重的不良反應(如感染、惡性腫瘤等)。同時，供體數(shù)量也無法滿足臨床需要，從而限制了胰腺器官移植的臨床應用。

自體干細胞移植帶來新希望

1980年，首例人自體胰島細胞移植試驗獲得成功。1995年Wahoff等報道14例患者胰腺切除后，自體移植3。0×105個胰島細胞，2年后74%的患者不依賴外源性胰島素。這表明自體胰島細胞移植治療胰腺疾病具有可行性。

干細胞作為人體各種組織細胞的初始來源，其最顯著的生物學特征是既有自我更新和不斷增生的能力，又有多向分化的潛能。這些細胞可以通過細胞分裂維持自身細胞群的大小，同時在細胞培養(yǎng)和誘導劑存在條件下可以進一步分化成為各種不同的組織細胞。因此，自體干細胞移植治療糖尿病成為國內(nèi)外糖尿病專家和學者研究的新寵。

近年來研究證實骨髓干細胞是一類可以橫向分化為胰島素分泌細胞、血管內(nèi)皮細胞等組織的細胞類型。理論上來講，將一定數(shù)量的自體干細胞通過動脈導管遷移到胰腺組織中，干細胞會在胰腺組織微環(huán)境的誘導下分化增殖為胰島樣細胞，替代損傷的胰島B細胞分泌胰島素，重建胰島內(nèi)分泌功能，從而探索出自體干細胞移植治療糖尿病的新方法。由于是采集患者自己的干細胞，所以不存在倫理問題，也不需要抗排斥藥物，從而克服了供體不足和免疫排斥兩大難題，安全性也大大提高。

武警三院合作組于2005年1月25日首次在阿根廷將自體干細胞移植應用于臨床糖尿病患者。16例2型糖尿病患者(年齡48～65歲)治療后3個月的療效觀察顯示，平均空腹血糖由11。6mmol/L降為8。7mmmol/L，血中胰島素和C肽水平升高，84%的患者可不再應用胰島素和其他口服降糖藥物而糖維持在低于7。8mmol/L。其安全性已得到小樣本的臨床證實，短期療效顯著。

2007年4月，Voltarelli等在美國醫(yī)學會雜志(JAMA，2007，297：1568～1577)上發(fā)表一項呀扭成果，對15例新診斷的1型糖尿病患者(年齡14～31歲)給予大劑量免疫抑制劑后進行自體非清髓造血干細胞移植(AHST)。結(jié)果14例患者停用了胰島素注射，最長1例停用35個月。移植后6個月C肽水平明顯升高，谷氨酸脫羧酶抗體水平降低，12個月和24個月時幾乎保持不變，14例患者中13例HbA1c水平維持在7%以下。急性不良事件為1例發(fā)生細菌培養(yǎng)陰性的雙側(cè)肺炎和2例出現(xiàn)內(nèi)分泌功能紊亂(甲狀腺功能減退或性腺功能減退)，未出現(xiàn)死亡的病例。研究認為，對于少數(shù)新診斷的1型糖尿病患者來說，大劑量免疫制劑后AHST的治療毒性是可接受的，AHST可使大多數(shù)1型糖尿病患者的胰島B細胞功能得到改善，從而延長不依賴外源性胰島素的時間。

2009年4月15日，巴西的同一研究小組成員Couri等又在美國醫(yī)學會雜志(JAMA，2009，301：1573～1579)發(fā)表了其最新的研究成果，他們對23例新診斷的1型糖尿病患者(年齡13～31歲)進行AHST治療，平均隨訪29。8個月(7～58個月，中位30個月)。結(jié)果12例患者持續(xù)脫離使用外源性胰島素平均31個月(14～52個月)，8例患者因病情反復短暫性地脫離胰島素，但僅需要很少劑量(0。1～0。3U/kg)胰島素治療。在持續(xù)性無需胰島素治療的患者組，其HbA1c水平<7。0%，治療后24和36個月時觀察患者的C肽水平及C肽曲線下面積較治療前顯著提高。治療后36個月，短暫性脫離胰島素組的C肽水平也顯著提高，并持續(xù)到48個月。本組中2例患者通過Sitagliptin治療而脫離胰島素組，C肽水平也隨之升高。不良反應為2例患者出現(xiàn)雙側(cè)肺炎，3例內(nèi)分泌功能失調(diào)，9例患者少精液癥。無死亡病例。該研究認為，AHST治療有利于患者C肽水平升高，C肽水平升高可能與患者無需胰島素或每日胰島素使用劑量的降低具有相關(guān)性。研究的局限性在于樣本小和缺乏對照組。

武警三院干細胞移植，2006年7月該院嘗試采用AHST技術(shù)治療1例1型糖尿病患者，隨訪至今，該患者已停用胰島素近3年，血糖控制良好，HbA1c穩(wěn)定在7。0%以下，胰島功能較移植前明顯改善，C肽水平明顯升高。這對于延緩并發(fā)癥的發(fā)生具有重要意義。在該院后來采用AHST治療的16例患者中，目前有3例患者停用胰島素，其他患者多數(shù)胰島素用量減少。認為，盡管AHST已取得初步療效，但其長期療效仍有待大樣本的長期隨訪研究來證實。

武警三院干細胞移植介紹說：“臨床上根據(jù)自體干細胞采集的方法不同分為骨髓干細胞移植和外周血干細胞移植。骨髓干細胞移植是指在無菌條件下采集患者的骨髓，通過分離、純化、擴增等過程，制成含有足夠數(shù)量干細胞的懸液，然后再回輸入患者體內(nèi)，完成移植。外周血干細胞移植是指通過給患者注射粒細胞集落因子(G-CSF)，將骨髓干細胞動員進入外周血，當外周血中的干細胞達到足夠數(shù)量時，再使用血細胞分離機分離出所需要的干細胞，移植入患者體內(nèi)”。

武警三院干細胞移植介紹說，在總結(jié)干細胞移植治療血液病及實驗室研究經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，從2009年1月開始用自體外周血干細胞移植治療糖尿病患者15例，取得了很好的效果，目前已有5例患者停藥，其他患者的用藥量也呈現(xiàn)遞減趨勢。外周血干細胞移植的優(yōu)勢在于患者痛苦少，動員、采集是在完全密閉的環(huán)境中友機器完成，不經(jīng)過體外處理過程，很大程度上避免了細胞受污染的幾率。理論上，與骨髓干細胞移植相比，外周血干細胞移植治療糖尿病的呀扭開展情況來看，骨髓干細胞移植患者痛苦少、安全性更高。從干細胞移植治療糖尿病的研究開展情況來看，骨髓干細胞移植技術(shù)開展較早，經(jīng)驗相對豐富，但該方法需要在麻醉條件下采集骨髓，為有創(chuàng)操作，而且采集骨髓量較大(350～500ml)，要在實驗室提取干細胞，無菌條件要求較高，操作難度大，對患者的損傷與痛苦都比較大。外周血干細胞移植操作簡便、易行，患者無創(chuàng)、無痛苦，但臨床開展較晚，應用病例數(shù)少，經(jīng)驗相對不足。在談及干細胞移植治療糖尿病的療效時，武警三院干細胞移植認為，不管是骨髓干細胞移植，還是外周干細胞移植，雖然可使患者注射胰島素減量，甚至脫離外源性胰島素，但這僅僅是短期療效評估，而且樣本量還相對較少，其確切療效尚需大樣本、長期隨訪進一步評估。但無論如何，從理論基礎(chǔ)上該方法對徹底治療糖尿病還是具有很大希望的。