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全球首例重编程的干细胞逆转女性糖尿病试验成功

自然杂志网站报道说,一名25岁的1型糖尿病女性,在接受重编程的干细胞移植不到三个月后,开始自己产生胰岛素。她是首位使用从自己身体提取的细胞进行这种治疗的患者。

“我现在可以吃糖了,”这位住在天津的女性在接受《自然》杂志采访时说道。

移植已经过去一年多了,她表示:“我现在可以享受所有食物,尤其是火锅。”为了保护隐私,她要求保持匿名。

加拿大埃德蒙顿阿尔伯塔大学的移植外科医生兼研究员詹姆斯·沙皮罗称,这项手术的结果令人惊叹,“他们完全逆转了患者的糖尿病,而她在手术前需要大量的胰岛素。”

这项研究发表在《细胞》杂志上。

此前,另一组位于中国上海的研究人员在今年4月报告称,他们成功将由重编程干细胞产生的胰岛移植到一名59岁2型糖尿病患者的肝脏中。患者的胰岛同样来自他自身的干细胞,移植后他已停止使用胰岛素。

这些研究是少数先锋性试验之一,使用干细胞治疗糖尿病,全球近5亿人受到该疾病的影响。大多数患者患有2型糖尿病,表现为身体无法产生足够的胰岛素或对胰岛素的利用能力减弱。而1型糖尿病则是由于免疫系统攻击胰腺中的胰岛细胞。

胰岛移植可以治疗糖尿病,但供体数量不足以满足日益增长的需求,接受者还必须使用免疫抑制药物以防止身体排斥移植组织。

干细胞可以用来生长身体中的任何组织,并且可以在实验室中无限期培养,因此有望成为胰腺组织的无限来源。通过使用由患者自体细胞生成的组织,研究人员还希望避免使用免疫抑制剂。

重编程细胞

在首例此类试验中,北京大学的细胞生物学家邓宏魁及其团队从三名1型糖尿病患者体内提取细胞,并重新编程为多能状态,使其可以转化为身体中的任何细胞类型。重编程技术最早由日本京都大学的山中伸弥近二十年前开发。然而,邓和他的同事们对技术进行了修改:他们并未像山中那样通过引入蛋白质触发基因表达,而是通过暴露于小分子物质,提供了对过程更精确的控制。

研究人员使用这些化学诱导的多能干细胞(iPS细胞)生成了胰岛的3D簇,并在小鼠和非人灵长类动物中测试了安全性和有效性。

2023年6月,他们在一场不到半小时的手术中,将大约150万个胰岛等同物注射到病人的腹部肌肉中,这是胰岛移植的新部位。

大多数胰岛移植通常注射到肝脏中,然而肝脏中的细胞难以观察。但将胰岛注射到腹部,研究人员可以使用核磁共振成像监测这些细胞,并在必要时将其移除。

无需胰岛素

两个月半后,这名女性产生了足够的胰岛素,已经不再需要外部补充,她保持这种胰岛素的生产水平已超过一年。此时,她不再经历血糖的剧烈波动,血糖水平在目标范围内保持了超过98%的时间。

京都大学的糖尿病研究员矢部大辅称:“这是惊人的,如果能适用于其他患者,那将是非常美好的。”

尽管这一结果引人注目,但需要在更多人身上重复验证,迈阿密大学的内分泌学家杰伊·斯凯勒表示,斯凯勒专门研究1型糖尿病。他还希望看到这名女性的细胞能持续生产胰岛素长达五年,才能认为她被治愈。

邓表示,其他两名参与者的结果“也非常积极”,他们将在11月达到一年的时间点,届时他希望将试验扩大至另外10至20人。

由于这名女性已经因之前的肝脏移植接受了免疫抑制剂治疗,研究人员无法评估iPS细胞是否降低了移植排斥的风险。

即使身体不会因为这些细胞不被视为“外来”而排斥移植,对于患有1型糖尿病的人来说,由于他们有自身免疫问题,仍然存在身体攻击胰岛的风险。

邓表示,由于使用了免疫抑制剂,这名女性没有出现这种情况,但他们正在尝试开发能够躲避这种自身免疫反应的细胞。

供体细胞

研究人员表示,使用受体自身细胞进行移植具有优势,但这些程序难以大规模推广和商业化。多个研究团队已经开始使用供体干细胞创建胰岛细胞的试验。

2023年6月,波士顿的Vertex制药公司领导的一项试验的初步结果被报道。参与试验的12名1型糖尿病患者接受了由捐赠的胚胎干细胞衍生的胰岛细胞,这些细胞被注射到肝脏中,所有参与者均接受了免疫抑制剂治疗。

移植三个月后,所有参与者在血液中存在葡萄糖时都开始产生胰岛素,一些人甚至已经无需依赖外部胰岛素。

去年,Vertex启动了另一项试验,在该试验中,捐赠干细胞衍生的胰岛细胞被放置在一个设备中,设备旨在保护它们免受免疫系统攻击。这些细胞被移植到一名1型糖尿病患者体内,且患者未接受免疫抑制剂治疗。

参与该研究的詹姆斯·沙皮罗表示:“这项试验正在进行中。”

研究计划招募17名患者。

同时,矢部大辅也即将开始一项使用捐赠的iPS细胞生产胰岛细胞的试验。他计划将胰岛细胞制成片状,并手术植入三名1型糖尿病患者的腹部组织中,这些患者将接受免疫抑制剂治疗。

首位参与者预计将在明年初接受移植。