2023年6月,据“新华网”消息,由上海交通大学医学院附属瑞金医院申报的“人FGF21、GLP-1双因子高表达自体脂肪间充质干细胞(MSC),治疗2型糖尿病”的临床研究备案获批。
研究人员从糖尿病治疗的多维度着手,利用基因技术,将FGF21(肝脏分泌的细胞因子)、GLP-1(肠源性多肽)与脂肪MSC相融合,研发出“CAR-Like间充质干细胞”,该细胞被赋予了新的靶点和功能,既可调控糖脂代谢异常;又可利用归巢特性,发挥靶向治疗作用,从而保护胰岛β细胞、抑制糖尿病并发症的发生,最终达到调节2型糖尿病患者代谢紊乱、修复组织器官等双重作用,可谓“一箭双雕”!该技术现已获得国际专利授权,也为糖尿病治疗提供了一条新的赛道,即“通过脂肪干细胞治疗糖尿病”。
PART1 糖尿病小科普
糖尿病(DM)是一种世界范围内高发的严重的慢性代谢性疾病,其特征是绝对或相对胰岛素缺乏或胰岛素抵抗。
糖尿病现有的治疗方法,如口服降糖药、注射胰岛素、胰岛细胞移植等,均存在一定的局限性。如果患者饮食控制不当或用药依从性较差,还可能导致疾病继续进展,甚至出现多种并发症,如心血管疾病、神经性病变(如糖尿病足)、视网膜病变、肾脏疾病等。因此,探索糖尿病的替代疗法并维持其治疗效果是必要的。
近年来,随着再生医学的不断发展,具有自我更新、分化潜能和调节免疫力的干细胞,为糖尿病患者带来了新的希望,尤其是来源更广泛、创伤更小的脂肪源性干细胞(ADSC),更是成为了其中的佼佼者。
PART2 糖尿病的传统治法及其局限性
1、药物治疗
目前,糖尿病的传统治疗主要依靠持续服用降糖药,或使用胰岛素来控制血糖。
但这些方法也存在一定的局限性,比如长期用药可能带来一定的风险,需要不断监测降糖药物的副作用,会严重影响患者的生活质量;同时给家庭带来承重的经济负担;此外,药物治疗无法有效预防相关并发症的出现,也是不可忽视的问题。
2、全胰腺和胰岛细胞移植
目前已用于临床的替代β细胞的方法,主要包括全胰腺和胰岛细胞移植。但此类方法存在胰岛供体缺乏、移植器官和细胞衰竭、移植后需终生进行免疫抑制治疗等诸多限制,因此并不适合大多数患者。
PART3 脂肪干细胞治疗糖尿病的优势
与其他干细胞相比,脂肪源性干细胞(ADSC)具有以下优势:
1、来源广泛
ADSC主要取材于患者自身脂肪较为丰富的位置,比如脐周、臀部等处。
2、获取容易,创伤较小
通过吸脂或微创小切口的方式,提取干细胞,属于微创手术方式,患者痛苦小、恢复快、术后疤痕不明显。此处以日本为例,简单介绍一下ADSC干细胞的治疗过程:
第一步,术前检查:治疗前,医生会确认患者的既往病史、现病史、个人史等,并向患者阐明干细胞治疗的效果、安全性、风险等;符合治疗标准者,需要进行标准化检查(如十项病毒检查等),检查结果合格者,方可进行脂肪采集。
第二步,采集脂肪组织:局麻后,医生会通过吸脂或微创小切口方式,在患者脐周(或臀部)等脂肪堆积部位,采取脂肪粒。
第三步,采血:采集脂肪组织的同一天,医生还会采集患者少量血液,用于干细胞培养。
第四步,培养干细胞:脂肪组织采集完成后,一般会进行4~6周的细胞培养。具体培养时间,存在一定个体差异。
第五步,回输干细胞:视患者病情,采取静脉滴注、局部注射、蛛网膜下腔注射等方式,回输干细胞。一般需输注40~60分钟左右,具体时间视回输方式不同,存在一定的个体差异。
3、治疗糖尿病效果喜人
ADSC具有广泛的再生和分化能力,还可抑制炎症反应、减少组织损伤和细胞凋亡,调节免疫系统和代谢功能;同时,可通过多种途径提高胰岛素敏感性,增强胰岛素分泌,从而缓解糖尿病及其并发症。
PART4 糖尿病分型
糖尿病根据病因不同,可分为1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病、其他类型糖尿病等四型。此处简单介绍一下临床较常见的1型和2型糖尿病的发生原因。
1、1型糖尿病(T1DM)
由于自身免疫反应,辅助性T细胞1(Th1)攻击胰腺β细胞,导致胰岛素生成细胞(IPC)的损失。又因为胰腺β细胞是体内胰岛素的唯一产生者,故它们的损伤及消亡,可能会导致胰岛素分泌的消失,最终引起1型糖尿病的发生。
2、2型糖尿病(T2DM)
T2DM占所有糖尿病患者的85%~95%,胰岛素抵抗和胰腺β细胞分泌功能障碍,在T2DM的发生发展中起着至关重要的作用。部分患者还可因过度营养导致脂肪组织炎症,进而影响胰岛素敏感性、β细胞功能,从而导致多个组织器官出现问题。
PART5脂肪干细胞为何能治疗糖尿病?
1、脂肪干细胞(ADSC)治疗1型糖尿病恢复体内残留胰岛的功能:
ADSC不仅可以作为胰岛素生成细胞(IPC)的来源,还可支持糖尿病患者残余胰岛的功能。ADSC移植到患者体内后,可释放多种细胞因子[如血管内皮生长因子(VEGF)、金属蛋白酶组织抑制剂1(TIMP-1)、干扰素诱导蛋白10等],从而组织ADSC细胞凋亡,并促进β细胞增殖。
在体内或体外维持胰岛移植物的功能:
脂肪源性干细胞(ADSC)可用于体外胰岛移植物的预处理,以增强移植胰岛的活力。一方面,ADSC通过分泌各种血管生成因子(如肝细胞生长因子VEGF等),促进共移植胰岛内新血管网络的生成,显著增加了移植胰岛的血管化。另一方面,还可抑制促炎细胞因子[如TNF-α(肿瘤坏死因子α)、IFN-γ(γ干扰素)等]的产生,并抑制炎症细胞的浸润,从而延长了共移植胰岛的存活时间,最终达到治疗1型糖尿病的目的。
2、脂肪干细胞(ADSC)治疗2型糖尿病
促进胰岛素产生:
研究表明,ADSC主要通过两种方式,促进胰岛素产生。首先,ADSC可通过降低caspase-3活性,促进剩余胰岛功能的恢复。其次,ADSC还可通过分泌肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子1、VEGF等,来促进胰岛血管化,从而有助于增加胰岛β细胞的数量。
改善胰岛素抵抗:
研究表明,ADSC移植可以恢复骨骼肌、肝脏和脂肪组织细胞膜上,葡萄糖转运蛋白4、胰岛素受体的数量,并增加高脂饮食/STZ中胰岛素受体底物1的磷酸化。从而有助于缓解高血糖和胰岛素抵抗的状态。不过目前ADSC治疗T2DM的临床试验较少。
3、还有哪些干细胞可以治疗糖尿病?
脐带间充质干细胞(UC-MSCs):
相较于其他干细胞,UC-MSCs的分化潜力更大。研究显示,回输UC-MSCs后,患者调节性T(Treg)细胞数量增加,胰岛素需求略有下降,从而达到治疗目的。而且此类干细胞取材于异体脐带组织,对患者本身不会造成创伤,目前我国主要应用的是此类干细胞。
骨髓间充质干细胞(BM-MSCs):
研究显示,经骨髓间充质干细胞治疗后,患者胰岛素需要量减少,胰岛素敏感性增加,β细胞功能改善,从而达到治疗目的。但BM-MSCs需要通过髂骨或股骨侵入性获取,患者痛苦相对较大,且单次提取的细胞数量较少。
胎盘来源干细胞:
研究显示,使用此类干细胞治疗2型糖尿病,可使胰岛素需要量下降≥50%,肾、心功能得到一定程度的改善。但此类干细胞存在一定的伦理问题,因而限制了临床应用。综上,国际干细胞小编温馨提示,干细胞种类不同,其特征、提取方式和治疗效果等会存在一定的差异,具体需视患者情况,遵医嘱选择。
PART6 小编寄语
脂肪干细胞治疗糖尿病虽仍处于早期阶段,但越来越多的研究已证明了它的安全性和有效性,为糖尿病患者带来了新的曙光!比如我们的邻国日本,就已批准了自体脂肪间充质干细胞的使用。随着我国干细胞领域的不断发展,小编也期望未来会有更多的糖友从中获益!
PART7 参考资料
[1]Yan D,et al.Progress and application of adipose-derived stem cells in the treatment of diabetes and its complications. Stem Cell Res Ther. 2024 Jan 2;15(1):3.
https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-023-03620-0
[2]http://bj.news.cn/20230607/be8aca9e7f4f43829797fd0e3fce4e5d/c.html