干细胞治疗糖尿病|回顾2019年度突破性研究进展

     

    根据全球最大的临床试验注册系统(clinicaltrials.gov)统计,当前全球范围内关于干细胞治疗糖尿病的临床研究已近200项,其中在中国范围内开展的就有近40项。干细胞已经成为了人类终结胰岛素注射的新突破口。

     

    2019年,美国《时代》周刊将干细胞治疗糖尿病纳入改变未来十大医疗的12大创新发明列表中。

     

    干细胞治疗糖尿病的可行性已经被多个临床前、I、II期临床试验所证实,干细胞分化的胰岛细胞能够成功分泌胰岛素,控制血糖。如今,干细胞俨然成为糖尿病医学发展的新趋势。

     

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    糖尿病治疗现状

     

    作为全球致病率最高的慢性病之一,糖尿病在传统医学上被认为极其难以“痊愈”。传统的胰岛素补充并不能实现根本性治疗,并且对糖尿病并发症的控制力也不足。但随着干细胞技术的发展,这种难以痊愈的慢性病有了被攻克的新希望。

     

    02

    资本融资创新高

     

    近年来,资本于干细胞治疗糖尿病领域投资不断,推动了干细胞治疗糖尿病创新疗法从概念阶段走向临床。在过去的两年里,干细胞治疗糖尿病领域均有上亿美元的融资事件发生。

     

    2017年年底,美国生物技术新锐Semma Therapeutics融资1.14亿美元用于开发Ⅰ型糖尿病的干细胞疗法;而2019年,资本对干细胞治疗糖尿病的追逐只增不减,并且再创新高。年初,日本最大的金融机构也对干细胞治疗糖尿病注入了资金,他们的目的是开发出Ⅰ型糖尿病患者终身注射胰岛素的替代方案;到了年中,又有9.5亿美元资本收购开发糖尿病干细胞疗法,开创性地使用干细胞衍生的人类胰岛作为治疗Ⅰ型糖尿病的潜在治愈性疗法。

     

    03

    临床有效性和安全性

     

    去年临床研究输出的一些数据,对干细胞治疗糖尿病的有效性和安全性有了新认识。

     

    研究数据表明:与胰岛素强化治疗相比,细胞治疗改善了96%的患者生活质量。对于Ⅰ型糖尿病患者,将多能干细胞分化成功能性β细胞可以提供胰岛素独立性,这种方法可以减少大多数患者在胰岛素强化治疗最终面临的临床并发症。这是发表于《生物技术杂志》(Biotechnology Journal)上数据。

     

    《Experimental and Clinical Endocrinology & Diabetes》杂志一项研究显示,发表了4名严重肢体缺血糖尿病患者,在干细胞使用期和24周的随访期中,临床缺血特征得到了改善,并且没有严重的不良事件发生。

     

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    干细胞治疗糖尿病新药测试

     

    目前,国内已有多项干细胞治疗糖尿病肾病相关的项目完成了备案。治疗糖尿病的干细胞新药测试也在不断推进中,知名国际化杂志《新科学家》(NewScientist)报道了2名Ⅰ型糖尿病患者已经接受干细胞药物PEC-Direct测试,目的是在血糖水平上升时释放胰岛素来恢复血糖水平。

     

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    胰岛细胞数量难题破解

     

    《自然》杂志发表如何提高产量以及提高胰岛细胞的纯度有关研究。科学家发现干细胞定向分化来的β细胞上有一种特殊蛋白(CD49a)高度表达,并通过携带CD49a抗体的藻红蛋白微珠成功富集β细胞,提高了产量。

     

    《干细胞转化医学》发表了两项研究有望帮助科学家解决胰岛β细胞量不够以及敏感度的问题。研究通过调整诱导人干细胞产生分泌胰岛素的β细胞的配方,由此产生的β细胞对血液中的葡萄糖水平波动更敏感。而这两个问题也是提高治疗效果需要攻克的问题。

     

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    “新式胰岛”干细胞疗法

     

    去年9月,美国盐城湖的生物技术团队展示了一种“新式胰岛”干细胞疗法,将间充质干细胞与胰岛细胞共同聚集培养,形成三维细胞团。在腹腔内注射单剂量的“新式胰岛”可以给机体提供长时间的血糖控制,并且过程中患者能免于使用抗免疫排斥药物或胰岛细胞包封系统。该团队正在申请进行FDA的新药试验,以对Ⅰ型糖尿病患者进行“新式胰岛”干细胞治疗的临床试验。

     

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    解决免疫排斥难题

     

    干细胞治疗糖尿病的发展需要解决的一个问题是如何解决免疫排斥的问题。如今,科学家们在这个问题上已有了新突破。

     

    新锐机构Encelling正在开发一种细胞封装技术:由加州大学旧金山分校的教授开发的由超薄纳米孔膜制成的“小袋子”可以保护β细胞不受免疫系统的影响,同时让它们分泌胰岛素发挥作用。科研人员将干细胞衍生的β细胞放入“小袋子”里,然后将其植入皮下,这些细胞就会通过分泌胰岛素来响应血液中葡萄糖水平的变化。

     

    此外,科学家还利用基因编辑技术来解决免疫排斥问题。美国加州ViaCyte公开了相关数据,他们利用基因编辑技术,敲除CyT49多能干细胞系中的一种微球蛋白基因,以保护胰岛细胞免受排斥。

     

    总结

     

    干细胞已经成为预防、修复和再生受损组织的有效工具。事实上,干细胞疗法已经成功地应用在糖尿病的治疗研究中。可预想,在不久的将来干细胞疗法将为治疗糖尿病的高效手段,以帮助数亿患者重返健康。


    参考资料来源:

    [1] Safety and Efficacy of Placenta-Derived Mesenchymal Stem Cell Treatment for Diabetic Patients with Critical Limb Ischemia: A Pilot Study

    [2] Adrian Veres,et al.Charting cellular identity during human in vitro β-cell differentiation.Nature (2019).

    [3] Acquisition of dynamic function in human stem cell-derived beta cells. Stem Cell Reports, Jan 17, 2019.

    [4] Y Combinator startup pursuing 'scarless' pouch for cell transplants in diabetes

    [5] Insulin-producing organoids engineered from islet and amniotic epithelial cells to treat diabetes. Nature Communications, 2019