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由我国科研人员完成的一项革命性的研究，或将糖尿病治疗引入新纪元！
中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）程新研究组联合海军军医大学上海长征医院殷浩团队，采用了一种开创性的策略，从一名2型糖尿病患者体内提取外周血单个核细胞，将其体外培养为内胚层干细胞并诱导分化成胰岛组织，再将这些组织移植回患者体内。
这位59岁的患者有25年糖尿病史，自体胰岛组织移植治疗后，第11周时已完全停用外源胰岛素，血糖得到有效控制，且移植物耐受性良好。
这是世界首个自体再生胰岛移植治愈严重2型糖尿病的病例。这一成就不仅彰显了利用干细胞技术治疗糖尿病的巨大潜力，也为那些长期依赖胰岛素的糖尿病患者提供了一种全新的、可能的替代治疗方案。论文于近日发表在Cell Discovery期刊上[1]。
论文首页截图
糖尿病的全球负担日益严重，作为一种慢性代谢病，还可能引起涉及多个器官系统的并发症。2型糖尿病（T2D）是最常见的形式，初期通常由周围组织对胰岛素的抵抗开始，随后是胰岛β细胞质量的减少或功能退化，导致对外源胰岛素的依赖，超过30%的2型糖尿病患者最终需要外源胰岛素治疗。
胰岛移植是治疗严重依赖胰岛素的糖尿病的有效方法，然而合适的供体器官极度短缺限制了这一治疗方法的普及。因此科研界致力于开发可行的替代方案，以减少对捐赠器官的依赖。
于是，中国科学院生物化学与细胞生物学研究所联合上海长征医院启动了一项初步试验，旨在探索自体再生胰岛移植的治疗潜力。
自体再生胰岛移植治疗的原理，是将患者体内提取的细胞进行分离，在特定培养条件下将其转化为具有分化潜能的干细胞，诱导分化为胰岛组织，最后移植给患者。如此不仅可以填上供体不足的缺口，自体移植还能降低免疫排斥风险，不涉及伦理问题。
而此次自体再生胰岛移植的重大亮点，在于培养得到的干细胞有些独到之处。
十几年前，程新团队建立了世界上首个胚层特异性干细胞系——内胚层祖细胞（EP cells）及其改良型内胚层干细胞（EnSCs）。EnSCs由多能干细胞（PSCs）衍生，能够分化成内胚层衍生的多种细胞类型，如肝细胞，其特点是具有非致瘤性[2-4]。
在多种小鼠或食蟹猴糖尿病模型实验中，科研人员对EnSCs分化得到的胰岛组织（E-islets）进行自体移植，评估了E-islets的体内存活、成瘤风险、体内功能及免疫原性，为临床转化做好了铺垫。
研究设计和动物实验结果
此次临床试验的参与者，是一名饱受疾病困扰长达25年的2型糖尿病患者，患有终末期糖尿病肾病，于2017年6月接受过肾移植，自2019年11月起血糖控制不佳。于2021年7月同意在上海长征医院接受自体再生胰岛移植治疗。
科研团队提取、分离患者来源的外周血单个核细胞，体外培养为EnSCs，并以EnSCs作为种子培育出E-islets，将120万胰岛当量（IEQs）的自体E-islets通过经皮肝门静脉介入的方式输注到患者的肝脏中。
治疗后，患者对外源胰岛素需求逐渐减少，至第11周完全停用。口服抗糖尿病药物（阿卡波糖和二甲双胍）分别在第48周和第56周停用。
患者的血糖控制显著改善，第32周时患者MAGE（血糖波动平均幅度）从5.50 mmol/L降至1.60 mmol/L，TITR（ 严格的范围内时间）从56.7%提高到99%。餐前和餐后的血糖浓度显著降低，糖化血红蛋白（HbA1c）从6.6%可下降至4.6%（113周时）。
与术前相比，患者术后空腹C肽水平增加3倍，说明移植的自体E-islets能够在体内成活并有效地发挥功能，产生胰岛素。
术后随访116周内没有发生低血糖或严重高血糖事件，移植物没有观察到致瘤性。仅在术后4-8周内出现可通过药物缓解的暂时性腹胀和食欲减退，以及可恢复的、微小的体重减轻（80公斤降至76公斤）。
患者治疗后的胰岛功能改善，血糖水平恢复至正常
这项研究首次报道了使用自体E-islets移植成功治愈2型糖尿病患者，这一方法显示出显著的血糖控制改善，移植体可耐受、无致瘤性。同时也提供了世界上第一个证据表明，干细胞衍生的胰岛组织可以挽救晚期2型糖尿病患者的胰岛功能。
科研团队预计进一步研究干细胞衍生胰岛组织的药动学属性，探索其在各类糖尿病治疗中的应用并开发“通用胰岛”。此外，增加试验样本量以及对1型糖尿病患者进行更多的临床试验，将有助于验证这一治疗策略的效果和安全性。
参考文献：
[1]Wu, J., Li, T., Guo, M. et al. Treating a type 2 diabetic patient with impaired pancreatic islet function by personalized endoderm stem cell-derived islet tissue. Cell Discov 10, 45 (2024). https://doi.org/10.1038/s41421-024-00662-3
[2]Cheng, X., Ying, L., Lu, L., Galvão, A. M., Mills, J. A., Lin, H. C., Kotton, D. N., Shen, S. S., Nostro, M. C., Choi, J. K., Weiss, M. J., French, D. L., & Gadue, P. (2012). Self-renewing endodermal progenitor lines generated from human pluripotent stem cells. Cell stem cell, 10(4), 371–384. https://doi.org/10.1016/j.stem.2012.02.024
[3]Feng, S., Wu, J., Qiu, W. L., Yang, L., Deng, X., Zhou, Y., Chen, Y., Li, X., Yu, L., Li, H., Xu, Z. R., Xiao, Y., Ren, X., Zhang, L., Wang, C., Sun, Z., Wang, J., Ding, X., Chen, Y., Gadue, P., … Cheng, X. (2020). Large-scale Generation of Functional and Transplantable Hepatocytes and Cholangiocytes from Human Endoderm Stem Cells. Cell reports, 33(10), 108455. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108455
[4]https://www.shkjdw.gov.cn/c/2024-05-07/532130.shtml
本文作者丨张艾迪
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