世界首例:中国重编程干细胞逆转糖尿病

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这项研究发表在今天的《细胞》杂志上,此前中国上海的一个研究小组在 4 月份报告称,他们已成功将产生胰岛素的胰岛移植到一名 59 岁型糖尿病患者的肝脏中。这些胰岛也是从该患者自身提取的重新编程干细胞中提取的,自此患者已停止服用胰岛素。

这项研究是利用干细胞治疗糖尿病的少数开创性试验之一,全球有近 5 亿人患有糖尿病。大多数糖尿病患者患有 2 型糖尿病,这种疾病患者身体无法产生足够的胰岛素,或者其利用激素的能力下降。在1 型糖尿病中,免疫系统会攻击胰腺中的胰岛细胞。

胰岛移植可以治疗这种疾病,但没有足够的捐赠者来满足日益增长的需求,并且接受者必须使用免疫抑制药物来防止身体排斥捐赠的组织。

干细胞可用于培养体内任何组织,并可在实验室中无限期培养,这意味着它们可能提供无限的胰腺组织来源。通过使用由人体自身细胞制成的组织,研究人员还希望避免使用免疫抑制剂。

重新编程的细胞
在首次此类试验中,北京大学细胞生物学家邓宏奎和他的同事从三名 1 型糖尿病患者体内提取细胞,并将其恢复到多能状态,这样它们就可以被塑造成体内的任何细胞类型。这种重编程技术最早是由日本京都大学的山中伸弥在近二十年前开发的。但邓宏奎和他的同事对这项技术进行了修改3:他们没有像山中伸弥那样引入触发基因表达的蛋白质,而是将细胞暴露于小分子中。这为该过程提供了更好的控制。

研究人员随后利用化学诱导的多能干细胞(iPS)生成3D胰岛簇。他们在小鼠和非人类灵长类动物身上测试了这些细胞的安全性和有效性。

2023 年 6 月,在一场持续不到半小时的手术中,他们将大约 150 万个胰岛注射到这名妇女的腹部肌肉中——这是胰岛移植的新部位。大多数胰岛移植都是注射到肝脏中,在那里无法观察到细胞。但通过将它们放置在腹部,研究人员可以使用磁共振成像监测细胞,并在必要时将其移除。

无需胰岛素
两个半月后,这名妇女产生的胰岛素足以维持生命,无需补充,而且她已经维持这种水平一年多了。到那时,这名妇女的血糖水平已经不再出现危险的飙升和下降,在一天中超过 98% 的时间里,血糖水平保持在目标范围内。“这太了不起了,”京都大学糖尿病研究员 Daisuke Yabe 说。“如果这适用于其他患者,那就太好了。”

佛罗里达州迈阿密大学研究 1 型糖尿病的内分泌学家杰伊·斯凯勒 (Jay Skyler) 表示,这些结果令人感兴趣,但需要在更多人身上进行复制。斯凯勒还希望看到这名妇女的细胞继续产生胰岛素长达五年,然后才认为她“治愈”了。

邓说,另外两名参与者的结果“也非常积极”,他们的试验将于 11 月结束一年,之后他希望将试验范围扩大到另外 10 到 20 人。

由于该妇女在之前的肝移植中已经接受过免疫抑制剂治疗,研究人员无法评估 iPS 细胞是否降低了移植排斥的风险。

供体细胞
研究人员表示,使用接受者自身细胞进行移植具有优势,但该程序难以扩大规模和商业化。几个研究小组已经开始试验使用捐赠者干细胞制造的胰岛细胞。

6 月份,马萨诸塞州波士顿 Vertex Pharmaceuticals 公司牵头的一项试验的初步结果公布。十几名患有 1 型糖尿病的参与者接受了来自捐赠胚胎干细胞的胰岛,这些胰岛被注射到肝脏中。他们都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4。有些人已经不再依赖胰岛素​​。

去年,Vertex 启动了另一项试验,将来自捐赠干细胞的胰岛细胞放入旨在保护它们免受免疫系统攻击的装置中。它被移植到一名未接受免疫抑制剂治疗的 1 型糖尿病患者体内。“这项试验正在进行中,”参与这项研究的 Shapiro 说,该研究旨在招募 17 名受试者。

Yabe 还即将开始一项试验,试验对象是利用捐赠者的 iPS 细胞产生的胰岛细胞。他计划开发胰岛片,并通过手术将其植入三名 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。第一位参与者将于明年初接受移植。

论文编号: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03129-3