編者按
目前,糖尿病治療的主要手段是注射胰島素并配合血糖監(jiān)控。然而,傳統(tǒng)的胰島素補(bǔ)充并不能實(shí)現(xiàn)本根性的治療,并且對(duì)糖尿病并發(fā)癥的控制力也不足。近年來,科學(xué)家們開發(fā)了一些新技術(shù),有望幫助糖尿病患者擺脫傳統(tǒng)胰島素注射的困擾。那么,能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)的新技術(shù)是什么?它們將給糖尿病的治療帶來哪些改變?
本文首發(fā)于博雅干細(xì)胞,作者Dr韋
11月14日是一年一度的“聯(lián)合國(guó)糖尿病日”。今年的宣傳主題是“防控糖尿病 保護(hù)你的家庭”。過去30年以來,糖尿病患病率一直呈上升趨勢(shì)。在我國(guó),糖尿病患者人數(shù)已經(jīng)上億,糖尿病已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要的公共衛(wèi)生問題。
糖尿病通常分為I型糖尿病和II型糖尿病,I型糖尿病的特點(diǎn)是不能產(chǎn)生胰島素,II型糖尿病是由于身體不能有效利用胰島素造成的。
總的來說,糖尿病是由胰島素分泌不足或胰島素功能障礙引起的代謝紊亂,伴隨嚴(yán)重的腎衰竭、失明、糖尿病足、高血壓和心血管疾病等并發(fā)癥,是導(dǎo)致死亡的最重要原因之一。
目前,糖尿病治療的主要手段是注射胰島素并配合血糖監(jiān)控,然而在許多國(guó)家,獲取胰島素仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。根據(jù)世界衛(wèi)生組織收集的源自于4大洲24個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù),只有61%的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)提供人胰島素,13%的醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)提供胰島素類似物。
11月13日,世界衛(wèi)生組織宣布啟動(dòng)一項(xiàng)試點(diǎn)規(guī)劃,對(duì)人胰島素進(jìn)行預(yù)認(rèn)證,以擴(kuò)大救生的糖尿病治療覆蓋范圍,應(yīng)對(duì)所有區(qū)域日益上升的糖尿病負(fù)擔(dān)。通過胰島素預(yù)認(rèn)證規(guī)劃,增加國(guó)際市場(chǎng)上有質(zhì)量保證的產(chǎn)品流量,從而為各國(guó)提供更多選擇并為患者降低價(jià)格來促進(jìn)獲取。
然而,傳統(tǒng)的胰島素補(bǔ)充并不能實(shí)現(xiàn)本根性的治療,并且對(duì)糖尿病并發(fā)癥的控制力也不足。因此,科學(xué)家們正在探索新的方法來替代傳統(tǒng)胰島素注射,以提升糖尿病的管理水平。從胰島素貼片到細(xì)胞替代療法,近年來多種創(chuàng)新療法給人類終結(jié)胰島素注射帶來了新希望。
智能胰島素貼片
說到血糖監(jiān)控和胰島素注射,很多人第一時(shí)間想到的可能就是定期扎傷手指和反復(fù)注射胰島素,每天與便攜式血糖監(jiān)測(cè)儀和注射器周旋,確實(shí)會(huì)很很多人帶來不便和痛苦。
那么,會(huì)不會(huì)有一種技術(shù),能綜合血糖跟蹤和胰島素管理的功能,并且往皮膚上一貼就能持續(xù)作用幾天,還能消除定期扎傷手指和反復(fù)注射胰島素的痛苦。
隨著科技的發(fā)展,這樣的產(chǎn)品概念已經(jīng)出現(xiàn)了。
一種方形的薄片,不到一個(gè)便士的大小,覆蓋有一百多個(gè)“微針”,這就是這幾年備受關(guān)注的“智能胰島素貼片”,由美國(guó)北卡羅來納大學(xué)和北卡羅萊納州大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)開發(fā),有希望幫助糖尿病患者擺脫胰島素注射。
這種貼片要得益于覆蓋在它上面的“微針”,這可不是普通的“微針”,而是填充了微小的胰島素和葡萄糖傳感酶存儲(chǔ)單元,可以檢測(cè)血糖水平,當(dāng)血糖水平太高時(shí),它就可以快速地釋放適當(dāng)劑量的胰島素進(jìn)入血液。當(dāng)這個(gè)貼片放置在皮膚上之后,“微針”可穿透皮膚表面,通過毛細(xì)血管進(jìn)入血液。
如果說到其原理,那么要從胰島細(xì)胞說起了。正常的胰島細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)藏胰島素的囊泡具有隨血糖變化做出快速響應(yīng)的功能,而“智能胰島素貼片”就是模擬了這種功能。它們的行為就像警報(bào)信號(hào)中心,檢測(cè)到血糖水平升高時(shí),發(fā)送信號(hào)釋放胰島素到血液中??茖W(xué)家們模擬制造了人工“囊泡”,并在每個(gè)囊泡中插入胰島素和專門設(shè)計(jì)來檢測(cè)葡萄糖的酶,來執(zhí)行跟天然“囊泡”相同的功能。
這種技術(shù)于2015年發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上,并入選了《科學(xué)》雜志“2015年十大科技圖片”。
細(xì)胞治療
如果說要找一種終結(jié)胰島素注射的“一勞永逸”的方法,那么未來答案可能在細(xì)胞治療領(lǐng)域。
糖尿病細(xì)胞治療能重建胰島β細(xì)胞功能,為治愈糖尿病提供了可能。科學(xué)家們認(rèn)為,如果能夠通過細(xì)胞治療技術(shù)在胰腺中植入正常細(xì)胞,替代無法分泌胰島素的細(xì)胞,那么患者的胰島素分泌功能將有望得到恢復(fù)。
細(xì)胞治療的最終目的是恢復(fù)胰島素的分泌功能。那么,直接進(jìn)行胰島移植是不是也可以?胰島移植是一種能夠穩(wěn)定控制血糖并且耐受性良好的治療手段,可有效改善血糖代謝及并發(fā)癥的發(fā)生進(jìn)展。但稀缺的胰腺供體和長(zhǎng)期的免疫排斥反應(yīng)讓這種方法在實(shí)施起來困難重重,也限制了患者的臨床受益。
而干細(xì)胞,如人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞等可以提供無限的、穩(wěn)定的胰島β細(xì)胞來源,成為了另一個(gè)研究熱點(diǎn)。
近期,美國(guó)《時(shí)代》周刊網(wǎng)站列舉了改變未來十年醫(yī)療的12大創(chuàng)新發(fā)明,其中包括干細(xì)胞治療糖尿病。
源自于干細(xì)胞的“胰島素工廠”
近年來,基于干細(xì)胞的糖尿病治療產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入到臨床試驗(yàn)階段。
這兩年比較火熱的“PEC-Direct”。這種基于干細(xì)胞的治療產(chǎn)品將胚胎干細(xì)胞衍生的胰腺祖細(xì)胞放置于能夠使細(xì)胞直接血管化的裝置中。一旦被植入病人體內(nèi),胰腺祖細(xì)胞慢慢定向分化成胰島細(xì)胞,并分泌胰島素來調(diào)節(jié)和控制患者的血糖水平。今年年初,歐洲一名糖尿病患者接受了低劑量人類干細(xì)胞衍生候選藥物PEC-Direct的治療(臨床試驗(yàn))。不過,2017年就已經(jīng)有2名I型糖尿病病人接受了這種藥物測(cè)試。
目前,除了PEC-Direct,另一款干細(xì)胞治療產(chǎn)品PEC-Enca也值得關(guān)注。PEC-Enca主要針對(duì)所有需要胰島素治療的糖尿病患者(包括I型糖尿病和II型糖尿?。瑹o需長(zhǎng)期免疫抑制藥物。PEC-Enca有望成為是PEC-Direct之后的第二代獲批產(chǎn)品,這也是首個(gè)進(jìn)入臨床試驗(yàn)的糖尿病胚胎干細(xì)胞衍生療法。
“新式胰島”干細(xì)胞療法
今年9月,美國(guó)鹽城湖的生物技術(shù)團(tuán)隊(duì)展示了一種“新式胰島”干細(xì)胞療法,將間充質(zhì)干細(xì)胞與胰島細(xì)胞共同聚集培養(yǎng),形成三維細(xì)胞團(tuán)。在腹腔內(nèi)注射單劑量的“新式胰島”可以給機(jī)體提供長(zhǎng)時(shí)間的血糖控制,并且過程中患者能免于使用抗免疫排斥藥物或胰島細(xì)胞包封系統(tǒng)。他們選擇利用干細(xì)胞代替包封系統(tǒng)來阻止機(jī)體對(duì)移植的胰腺或胰島細(xì)胞的免疫攻擊,并把這種方法叫做“自然包封”。
“自然包封”的天然材料能發(fā)揮強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗凋亡和抗血管生成作用,改善肝內(nèi)胰島存活率和功能發(fā)揮效益。且“新式胰島”屬于生物細(xì)胞結(jié)構(gòu),具有正常胰島細(xì)胞的所有功能,所以它能永久性地保護(hù)胰島細(xì)胞成分免受排斥反應(yīng)和免疫介導(dǎo)的攻擊,避免了移植和治療的失敗風(fēng)險(xiǎn)。
該團(tuán)隊(duì)正在準(zhǔn)備進(jìn)行FDA的新藥試驗(yàn)申請(qǐng),以求開展對(duì)Ⅰ型糖尿病患者進(jìn)行“新式胰島”干細(xì)胞治療的臨床試驗(yàn)。
展望
無論是“智能胰島素貼片”還是細(xì)胞治療產(chǎn)品,都給人類糖尿病的治療帶來了新思路,有希望讓傳統(tǒng)的胰島素注射成為過去。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類功能性治療糖尿病也成為了可能。近年來,諸如諾和諾德、禮來等胰島素開發(fā)與生產(chǎn)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者們紛紛押寶細(xì)胞療法新藍(lán)海,以期攻克“治愈”糖尿病的主要障礙!在我國(guó),干細(xì)胞治療糖尿病的相關(guān)項(xiàng)目有些已經(jīng)完成了備案。從國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)來看,細(xì)胞治療糖尿病前景十分巨大。
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