EQ\*jc3\*hps63\o\al(\s\up16(Dia),Up)EQ\*jc3\*hps63\o\al(\s\up16(et),at)EQ\*jc3\*hps63\o\al(\s\up16(e),e)s——根治糖尿病的新選擇□細□細胞治療的挑戰(zhàn)：生產平臺/質量控制/免疫保護1型糖尿?。好庖咂骗h(huán)致β細胞功能障礙，需終生胰島素治療《中國1型糖尿病診治指南》1,AnnBucholtz.Chapter10-SuddenDeathinAdults.DeathInvestigation,2015,Pages193-250.2,《中國1型糖尿病診治指南》(2012年版)糖尿病前期糖尿病糖尿病前期糖尿病250-胰島素抵抗胰島素抵抗胰島素水平胰島素水平空腹血糖糖尿病病史(年)基于患者需求，糖尿病細胞治療的必要性補充外源性胰島素，不能根治糖尿病，需每日多次注射，且有低血糖風險持續(xù)血糖監(jiān)測和人工胰腺，雖可改善預后，但仍不能長期將HbA1C控制在目標范圍某些患者不愿佩戴人工胰腺，因需同時佩戴幾個笨重設備(如傳感器、胰島素泵和監(jiān)測器)因此，臨床患者仍需尋找恢復內源性胰島素的新方法根治糖尿病的新選擇：細胞治療根治糖尿病的新選擇：細胞治療為恢復內源性胰島素分泌帶來希望糖尿病細胞治療定義糖尿病細胞治療定義的治療方式，都可以叫糖尿病細胞治療包括以下常見方式(前2種最常見)GopikaG.Nair1,EmmanuelS.TzanakaNair,G.G,NatRevEndocrinol,2糖尿病細胞治療理論基礎在營養(yǎng)物質刺激下，具有動態(tài)雙相胰島素分泌的功能，去除刺激后，胰島素分泌迅速停止對腸道和神經系統(tǒng)信號有反應抑制可能導致異常胰島素分泌的不允許基因誘導線粒體氧化磷酸化，活性線粒體氧化還原穿梭于線粒體偶聯(lián)因子的產生…第一部分小結持續(xù)血糖監(jiān)測和人工胰腺，雖可改善預后，但仍不能長期將HbA1C控制在目標范圍，且很多患者不愿長期佩戴人工胰腺的諸多裝置細胞治療，是目前研究的新方向□細□細胞治療的進展：胰島移植/干細胞移植□細□細胞治療的挑戰(zhàn)：生產平臺/質量控制/免疫保護根據(jù)細胞治療的移植物來源，主要分為以下兩種方式胰島移植的前身是胰腺移植，但胰腺移植手術復雜且術后并發(fā)癥多，而糖尿病患者，其胰腺外分泌功能正常，僅需有內分泌功能的胰島細胞，因此，胰腺移植逐漸簡化為胰島移植供體胰島細胞供體肝門靜脈內輸注分離后的胰島細胞(多為心源性死亡供體)提取成熟后，直接移植入糖尿病患者體內胰島移植部位·主要部位：肝門靜脈內輸注，直接作用于肝臟，符合生理胰島素途徑·其他部位：比如肌肉、腹腔、脾臟、胰腺被膜下和腎包膜下面臨的問題：胰腺供體短缺同種胰島移植示意圖同種胰島移植常面臨胰腺供體短缺的問題，遂開發(fā)出異種胰島移植異種胰島移植示意圖異種胰島移植定義：直接從異種動物胰腺中(一般選擇無菌環(huán)境下養(yǎng)殖豬的胰腺作為供體)分離純化胰島細胞后移植異種胰島移植為什么選擇豬作為供體·豬胰島獲取簡單·豬胰島素結構與人最為相近·豬血糖調節(jié)與人類似異種胰島移植面臨的問題·異種免疫排斥反應·豬內源性逆轉錄病毒感染胰島移植：明顯改善患者血糖控制一項在北美8個中心進行的3期臨床研究，對48名病程大于5年的成人1型糖尿病患者進行人胰島移植，檢測移植后血糖改善情況，并檢測外源性胰島素用量和C肽水平的變化

HERINGBJ,胰島移植胰島移植干細胞移植胰島移植：明顯減少患者外源性胰島素用量，提高C肽水平一項在北美8個中心進行的3期臨床研究，對48名病程大于5年的成人1型糖尿病患者進行人胰島移植，檢測移植后血糖改善情況，并檢測外源性胰島素用量和C肽水平的變化外源性胰島素用量：胰島移植后第75天，第365天別與基線相比，p值均<0.001C肽水平：胰島移植后第75天，第365天及第730天時，C肽水平明顯升高，0分鐘，60分鐘，90分鐘時測得C肽值，分別與基線時相同時間測得值相比，p值均<0.0003HERINGBJ,DiabetesC2017年，美國制定《臨床胰島移植標準化操作流程》極大提高了胰島制備臨床成功率IsietIsietpurifcationwithwithcollagenasePercutaneoustranshepaticportalvenouscannulation,poisletgravityinfusionwithconstantpor1,胰腺消化酶灌注2,放入“胰腺消化罐”消化3,胰腺消化4,胰島細胞提取及純化5,胰島細胞培養(yǎng)7,胰島細胞移植2019年，中國達成《臨床胰島制備技術專家共識》極大推動了胰島移植臨床轉化>2019年，中華醫(yī)學會器官移植分會胰腺小腸移植學組，發(fā)表了《中國臨床胰島制備技術專家共識》。共識詳述了包括胰腺篩選，胰腺獲取及保存，胰腺消化，胰島純化，胰島培養(yǎng)，胰島質量鑒定等六大部分的內容，標志著我國也逐步形成了適合中國人群的胰島制備方法中華器官移植雜志2019年9月第40卷第9期ChinJOrganTransplant,September2019,Vol.40,No.9515中國臨床胰島制備技術專家共識基金項目：國家自然科學基金面上項目(81870535);天津市自然科學基金重點項目(18JCZDJC33100)DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-1785.2019.糖尿病胰島移植臨床試驗總數(shù)165個(截止2021年5月)/ct2/results?cond=Diabetes&term=islet+transplantation&cn根據(jù)細胞治療的移植細胞來源，主要分為以下2個方向與胰島移植的區(qū)別：后者需從供體成熟的胰腺中分離和提取胰島細胞后移植(一般1例T1DM患者需2至3例供者的胰島，才可維持正常血糖),所以，常常供體短缺，而干細胞移植只要在臨床前階段解決了技術問題，則可大批量工業(yè)生產，解決了以上問題干細胞體外誘導干細胞體外誘導干細胞直接移植干細胞移植免疫保護裝置功能異常干細胞移植簡要示意圖干細胞分類：按照來源分為成體干細胞和人多能干細胞兩大類名稱成體干細胞間充質干細胞(骨髓、脂肪、臍帶血間充質干細胞)…人多能干細胞胚囊內細胞團中的二倍體細胞，可從植入子宮內膜前的囊胚中獲得由外周血單個核細胞或真皮成纖維細胞，重新一，直接移植一，直接移植干細胞移植方式二，體外誘導后移植干細胞直接移植的原理：糖尿病患者常有胰島的自身免疫損傷，向其直接輸入成體干細胞，因成體干細胞具有的自趨性和分化性，它們能在胰島部位定居并分化為β細胞治療方式：干細胞直接胰腺內注射或靜脈注射作用機制：·直接在體內分化為β細胞1·直接接觸或分泌細胞因子，調控T細胞功能2,3·直接接觸或分泌細胞因子，保護β細胞不受免疫或氧化損傷，減弱胰島素抵抗?1,DongQY,[J].Clin胰島移植胰島移植干細胞移植Meta分析提示：不同來源成體干細胞直接移植治療1型糖尿病療效不一致一項探索成體干細胞直接移植治療1型糖尿病有效性的Meta分析，數(shù)據(jù)涉及6項149名1型糖尿病患者干細胞治療，靜脈注射：臍血細胞(UCB),臍帶間充質干細胞(UC-MSCs),骨髓造血干細胞(BM-HSCs),主要分析從基線到不同干細胞移植后6個月或12個月C肽峰值以及HbA1c的變化Meta分析提示：不同來源成體干細胞直接移植治療2型糖尿病療效也不一致和PD-MSCs,胰內注射UCB和BM-MNCs,主要分析從基線到不同干細胞移植后6個月或12個月，C肽峰值以及HbA1c的變化AAHbA1c(%)650AhmedEl-Badawy,PLoSOne,2016Apr13;11(4):e0151938.doi:10.1371/journal.pone.0151938AhmedEl-Badawy,PLoSOne,2016Apr13;11(4胰島移植胰島移植干細胞移植人多能干細胞第1步◎獲取定向胚胎干細胞誘導多能干細胞重編程第2步第2步顆粒并移植回患者體內逆轉糖尿病種來源：胚胎的內細胞團獲取的胚胎干不成熟的β細胞信號出現(xiàn)，使不成熟β細胞獲得動態(tài)胰島素分泌特性，進一步分離不成熟細胞，移植回患者體內，以逆轉糖尿病流程圖：人多能干細胞體外誘導分化為成熟β細胞后再移植Nair,G.G,NatRevEndoc胰島移植胰島移植干細胞移植一項在1型糖尿病大鼠中觀察誘導分化和未誘導分化的骨髓間充質干細胞(MSCs)治療效果的動物試驗，采用Exendin-4和TGFβ誘導MSCs向細胞分化，通過檢測β細胞特異性基因定量表達，及胰島素和血糖水平，評價分化與未分化骨髓間充質干細胞的治療效果大鼠分化期骨髓間充質干細胞DTZ染色HealthycontrolDiabeticcontrolacellularmediumacellularmedium|undifferentiatedβ細胞特異性基因在胰腺中的基因表達胰島移植干細胞移植干細胞體外誘導胰島移植干細胞移植對1型糖尿病大鼠，無論移植未分化或經過體外誘導分化后的骨髓間充質干細胞120(MSCs對1型糖尿病大鼠，無論移植未分化或經過體外誘導分化后的骨髓間充質干細胞120(MSCs),均能明顯改善胰島素及血糖水平EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(r),ia)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(t),e)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(ia),ic)EQ\*jc3\*hps13\o\al(\s\up2(SC),eren)Bloodglucoseafter2ndmonthBloodglucoseafter_不同來源干細胞移植優(yōu)缺點比較優(yōu)點缺點成體間充質干細胞(骨髓、脂肪、臍帶血間充質干細胞)肝臟干細胞…直接移植>體外誘導后再移植來源廣泛>從自體組織分離，無免疫原性>從自體組織分離，無倫理學問題>低成瘤性>缺乏特異性標志分子，分離純化及鑒定技術比較困難>不同細胞之間，在體外及體內，分化能力均存在較大變異性人多能胚胎干細胞體外誘導后再移植>體外定向分化能力強移植后細胞存活率高>必須摧毀人類早期胚胎獲取，一直有倫理爭論>免疫原性>潛在成瘤性誘導性多能干細胞>體外誘導后再移植>體外定向分化能力強移植后細胞存活率高>移植細胞來自自體組織，無免疫原性，無倫理學問題>體外誘導技術要求高糖尿病干細胞移植臨床試驗總數(shù)186個(截止2021年5月)>全球干細胞移植三足鼎立局面已經形成：第二部分小結經典的糖尿病細胞治療，根據(jù)移植物來源，分為胰島移植和干細胞移植2個方向胰島移植是直接從同種或異種胰腺中，分離純化胰島細胞后移植，存在供體短缺及術后需長期使用免疫抑制劑等問題，但因其技術相對簡單，目前臨床轉化比較充分胞移植有不同的優(yōu)缺點。雖然干細胞移植技術要求高，但因其可工業(yè)化批量生產而成為目前最熱門的研究方向□□根治糖尿病的新選擇：細胞治療Alowscontrolof●第1代：多板系統(tǒng)，多個平行板組成的2D系統(tǒng)缺點：各種生產中所需的可溶性因子傳質不良●第2代：滾輪瓶，在軌道攪拌下旋轉，粘附多孔板中的聚集體。缺點：仍不能解決表面積體積比的問題。細胞收獲時勞動密集型，污染風險大●第3代：波浪攪拌生物反應器(又叫袋式生物反應器)細胞在一次性袋子中培養(yǎng)，使用探針監(jiān)測培養(yǎng)環(huán)境缺點：難以批量生產，適合單病人生產●第4代：懸浮攪拌生物反應器，已成為設施中的主力優(yōu)點：可控：可動態(tài)監(jiān)測并控制風潮，溶解0?,培養(yǎng)，pH,溫度在微載體上，隨后封裝批量：可提供10?-107細胞/ml的細若不能有效控制排斥反應，移植細胞將會被免疫系統(tǒng)排斥而導致移植失敗，目前主要的解決方案為：1,全身免疫抑制劑的應用2,局部免疫阻斷：干細胞結合組織工程材料后再移植3,干細胞免疫教育+依那西普維持方案：西羅莫司(不耐受可換為嗎替麥考酚酯)+他克莫司時間(天)>2000至2006年間，多采用Edmonton免疫抑制方案，雖胰島移植成功率有所提高，但隨時間延長，50%至80%的患者胰島移植物逐漸丟失目前臨床多采用Hering等提出的免疫抑制方案(如左圖),該方案進一步提高了胰島移植的成功率免疫隔離裝置需滿足：對自身免疫系統(tǒng)(免疫細胞、免疫球蛋白、補體等大分子)進行隔離，但允許小分子物質(葡萄糖、胰島素、氧分子、細胞代謝產物)自由交換名稱三唑硫嗎啉氧化物(TMTD)海藻酸鹽聚四氟乙烯(PTFE)雙層結構常見材料1:海藻酸鹽胰島紙Cerco-Medical公司用海藻酸鹽做成的紙片狀結構(名為胰島紙sletSheet),為植入方便，每張胰島紙約4×8×0.25cm大小，可放置10萬個胰島細胞，預計皮下移植6張這樣的胰島紙，可使一名患者脫離外源性胰島素的使用聚合物網(wǎng)，存在于包含胰島細胞的核聚合物網(wǎng)，存在于包含胰島細胞的核全身免疫抑制劑局部免疫阻斷干細胞免疫教育海藻酸鹽胰島紙植入，明顯改善血糖控制在一只對胰腺切除犬進行的動物實驗中，在其大網(wǎng)膜植入含有同種異體胰島細胞的6張胰島紙(含大約75000個胰島當量細胞),觀察胰島紙植入的治療效果。每日上午對犬喂食一次標準食物，并允許其隨意進食，監(jiān)測其上午喂食前空腹血糖(AM血糖)及下午隨機血糖(PM血糖)。為對比治療效果，在植入術后第84天時手術去除胰島紙，檢測去除胰島紙后的血糖變化。研究者在切除胰腺前，以及胰島紙植入后30天和60天時，還進行了靜脈葡萄糖耐量試驗(IVGTT),以對比血糖改善情況胰島紙植入胰島紙去除0FebMar血糖)及隨機血糖(PM血糖)維持在正常水平(低于150mg/dL),而第84天去后30天和60天，未達到切除胰腺前水平，但血胰島球植入，能減少免疫細胞數(shù)量及改善血糖控制aTMTD.SLG.海藻酸鹽胰島球能抑制先天性免疫細胞群的活化，表現(xiàn)為明顯減少諸如巨噬細胞(Macrophage)中性粒細胞(Neutrophils)B細胞以及CD8-T細胞的數(shù)量。其中，直徑1.5mm的TMTD海藻胰島球包裝的干細胞來源的β細胞，效果最明顯，明顯優(yōu)于既往常規(guī)使用的直徑0.5mm胰島球ArturoJ.VegasNatMed.2016March;22(3):306-31時間(天)正常(紅色曲線),并長期維持達到健康小鼠水平(綠色曲線)糖改善明顯(綠色曲線),與健康小鼠相似(藍色曲線)常見材料3:PEC-Encap全身免疫抑制劑微囊細胞遞送系統(tǒng)局部免疫阻斷干細胞免疫教育>Via