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作者：清華大學(xué) 晨光

專家審核：江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院 李晶 教授

近期，Mass General Brigham評選出了第六屆細(xì)胞與基因療法“顛覆性技術(shù)”Top12，認(rèn)為這些技術(shù)將在未來幾年內(nèi)對醫(yī)療健康產(chǎn)生重要的影響。其中不斷取得突破性進(jìn)展的“干細(xì)胞療法治療糖尿病”技術(shù)位列其中，同時(shí)還包括細(xì)胞基因療法治療帕金森、通用型CAR-T療法等。

糖尿病是一種以高血糖為特征的慢性代謝疾病，當(dāng)胰腺產(chǎn)生不了足夠的胰島素或者人體無法有效地利用所產(chǎn)生的胰島素時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)糖尿病。近年來，全球糖尿病的患病人數(shù)不斷攀升，全球平均增長率為51%，按照這個(gè)趨勢，預(yù)計(jì)到2045年全球?qū)⒂?億糖尿病患者！

高血糖癥或血糖升高，是糖尿病不加控制的一種常見癥狀，隨著時(shí)間的推移會(huì)對人體的多種組織器官和系統(tǒng)帶來嚴(yán)重?fù)p害，特別是眼、腎、心臟、血管、神經(jīng)的慢性損害以及功能障礙，已經(jīng)成為威脅人類健康最為普遍最為嚴(yán)重的一類疾病。

目前臨床上糖尿病類型的主要分為1型糖尿病和2型糖尿病，治療方式主要是藥物治療，分為口服藥物和注射胰島素。多數(shù)需要不間斷地長期用藥。糖尿病的并發(fā)癥難以控制，給患者身體和生活都帶來嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。

干細(xì)胞，尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞具有低免疫原性和多能性等特性，已用于多種疾病的治療研究。近年來，科研人員們正在開發(fā)用來治療糖尿病的干細(xì)胞療法，希望能達(dá)到一次治療長期有效的結(jié)果。

干細(xì)胞療法的策略之一就是使干細(xì)胞分化成可以分泌胰島素的胰島樣細(xì)胞。

體內(nèi)胰腺細(xì)胞發(fā)育的過程和信號通路已經(jīng)研究的較為清楚，基于這些研究理論，近幾年來研究者們利用不同的激素和生長因子去刺激或者抑制相應(yīng)的信號通路，在體外利用人的多能干細(xì)胞分化成胰腺祖細(xì)胞，繼而產(chǎn)生能分泌胰島素的β樣細(xì)胞，已經(jīng)取得了相當(dāng)多的進(jìn)展[1,2,4]。多個(gè)實(shí)驗(yàn)室目前都關(guān)注在產(chǎn)生成熟的功能齊全的β樣細(xì)胞和胰島細(xì)胞，希望將他們移植到人體內(nèi)可以取代人類胰島的功能。

圖片來自文獻(xiàn)[1]

干細(xì)胞治療糖尿病另一種重要的策略就是通過動(dòng)脈導(dǎo)管直接移植成體干細(xì)胞到人類的胰島中，使干細(xì)胞在胰腺微環(huán)境的誘導(dǎo)下定向分化為正常的成熟胰島樣細(xì)胞并分泌胰島素，達(dá)到治療糖尿病的目的[3]。

圖片來自文獻(xiàn)[3]

基于目前干細(xì)胞治療糖尿病的研究，顯示的分子機(jī)制主要集中在以下幾個(gè)方面:

(1)干細(xì)胞具有多向分化潛能，干細(xì)胞通過誘導(dǎo)能夠分化成為胰島β細(xì)胞;

(2)干細(xì)胞具有強(qiáng)大的旁分泌作用,包括干細(xì)胞與胰島共移植增強(qiáng)胰島存活，

(3)干細(xì)胞的免疫抑制作用，抑制T細(xì)胞增殖，降低炎癥反應(yīng)；

(4)干細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，能夠修復(fù)受損細(xì)胞，促進(jìn)細(xì)胞增殖分化，具有抗氧化能力，保護(hù)內(nèi)源性β 細(xì)胞，從而改善了胰島 β細(xì)胞的功能[5]。

圖片來自文獻(xiàn)[5]

截止到2021年6月，根據(jù)在美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的臨床試驗(yàn)注冊網(wǎng)站（clinicaltrials.gov）的數(shù)據(jù)，全球正在開展的糖尿病相關(guān)干細(xì)胞治療臨床試驗(yàn)共計(jì)230項(xiàng)，82項(xiàng)已完成，其中我國注冊項(xiàng)目54項(xiàng)，10項(xiàng)已完成，這些項(xiàng)目主要涉及1型糖尿病、2型糖尿病以及糖尿病血管病變、神經(jīng)病變、糖尿病足等糖尿病并發(fā)癥的治療。

2020年10月，一項(xiàng)干細(xì)胞治療糖尿病的臨床研究入圍國家科技部“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”重點(diǎn)專項(xiàng)，項(xiàng)目名稱為《人GLP-1和FGF21雙因子高表達(dá)自體脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞輸入治療2型糖尿病臨床研究》，這是國內(nèi)繼2016年“干細(xì)胞及轉(zhuǎn)化研究”重點(diǎn)項(xiàng)目《利用體內(nèi)微環(huán)境實(shí)現(xiàn)糖尿病中胰島細(xì)胞轉(zhuǎn)分化再生的機(jī)制研究》獲批之后的又一個(gè)關(guān)于干細(xì)胞治療糖尿病的專項(xiàng)。

多項(xiàng)針對研究1型糖尿病和2型糖尿病的臨床研究結(jié)果顯示干細(xì)胞治療糖尿病具有一定的有效性和安全性，已經(jīng)初步取得了比較好的效果[5]。

圖片來自文獻(xiàn)[5]

糖尿病作為困擾人類社會(huì)最為嚴(yán)重的一種慢性病，開發(fā)出高效安全的治療方法尤為緊迫和關(guān)鍵，相比于傳統(tǒng)的化學(xué)藥物和注射胰島素治療、器官移植等，干細(xì)胞療法獨(dú)特的優(yōu)勢顯得尤為突出，可以有效避免免疫排斥，治療來源缺乏等問題，并且越來越多的臨床研究證實(shí)了干細(xì)胞療法的有效性和安全性。

未來，仍然有問題需要解決，例如探討干細(xì)胞分化胰島細(xì)胞的復(fù)雜性，不同組織來源以及不同類型的干細(xì)胞治療效果的差異；臨床應(yīng)用上，干細(xì)胞制備工藝過程中的質(zhì)量控制，干細(xì)胞輸入的次數(shù)、頻率、數(shù)量等都有待進(jìn)一步的研究和確定。

隨著研究的不斷深入和臨床技術(shù)的不斷成熟，相信干細(xì)胞治療糖尿病的光明前景會(huì)被更加廣泛的證實(shí)，并為飽受糖尿病折磨的病人帶來重生。