有一(yī)種疾病剛開(kāi)始時不易察覺,但是會造成失明、腎衰竭、心髒病、中(zhōng)風、截肢,甚至死亡,它的名字你肯定不陌生(shēng)——糖尿病。
根據國際糖尿病聯盟的最新數據,2021年全球成人糖耐量受損(IDF)患病率爲9.1%,人數高達4.64億,預計到2045年,這一(yī)比例将增加到10%,波及6.4億成年人。據估計,中(zhōng)國成人糖尿病和糖尿病前期的患病率分(fēn)别爲10.9%和35.7%,其中(zhōng)2型糖尿病占比90%以上。在中(zhōng)國,2017年隻有5.6%的2型糖尿病患者實現了血糖控制。
據了解,糖尿病最常見的死因其實是血管并發症——長期處于高糖狀态下(xià)的血液,會不斷損害患者的血管内皮,造成微血管病變(腎病、視網膜病變等)或大(dà)血管病變(動脈粥樣硬化、心髒病等),進而更易造成心髒衰竭、中(zhōng)風、靜脈動脈血栓、心肌病等重大(dà)疾病,這嚴重威脅着患者的生(shēng)命。
2022年6月17日,國際權威期刊《Stem Cell Research & Therapy》(影響因子:6.832)刊載的一(yī)則研究證實[1]:間充質幹細胞(MSCs)不但能降低血糖,還可以通過MAPK/ERK信号介導的旁分(fēn)泌機制保護血管内皮免受糖尿病損傷。在治療糖尿病血管并發症上有着巨大(dà)潛力。
研究團隊首次揭示:幹細胞保護血管内皮的機制
糖尿病血管并發症是糖尿病患者緻死緻殘的主要原因。有研究表明,【糖被】有可能作爲内皮細胞剪切力感受器而在血管保護中(zhōng)起至關重要的作用。在糖尿病血管病變中(zhōng),内皮細胞上附着的【糖被】存在大(dà)量被破壞現象,因此内皮損傷也一(yī)直被視爲治療糖尿病血管并發症的重要靶點。
而考慮到幹細胞本身具有組織修複和促血管生(shēng)成能力,該研究團隊提出了一(yī)個假設,即幹細胞可以通過旁分(fēn)泌作用恢複糖尿病誘導的内皮損傷。
爲了驗證這一(yī)點,科學家利用人臍帶來源的間充質幹細胞(hucMSCs)治療大(dà)鼠糖尿病模型和人内皮細胞(HUVECs)的細胞模型。結果發現:臍帶間充質幹細胞不僅能降低血糖、還能修複受損的血管内皮。
△四個對照組的體(tǐ)重(A)、空腹血糖(FBG)(B)以及血液中(zhōng)VCAM-1(C)和ICAM-1(D)水平(圖片來自參考文獻1)
在對照實驗中(zhōng)(分(fēn)爲對照正常組,糖尿病模型組,高劑量hucMSCs組和低劑量hucMSCs組),模型組在4周内的空腹血糖(FBG)增加,而高劑量hucMSCs組的FBG在第3周顯著降低,低劑量hucMSCs組的FBG在第4周顯著降低。與此同時,無論劑量高低,hucMSCs組的VCAM-1水平都恢複到了正常水平。
△hucMSCs對糖尿病誘導的主動脈内皮組織病理學改變的影響(圖片來自參考文獻2)
糖尿病模型組HE染色後提示:内皮層厚度增加,内膜粗糙無序—這些都是典型的糖尿病引起内皮損傷的症狀,而使用低/高劑量hucMSCs的治療組,主動脈内皮的組織學形态明顯改善,且表現出光滑完整的内膜和恢複的内皮細胞。
這項實驗首次确定人臍帶來源的間充質幹細胞對血管内皮糖尿病損傷的療效和機制,并偶然驗證了其降血糖作用。研究者表示:“幹細胞療法是糖尿病血管并發症臨床治療的前瞻性策略。”
研究者還認爲參與MAPK / ERK信号通路調控的旁分(fēn)泌因子值得進一(yī)步研究,以确定究竟是哪些分(fēn)子在保護血管内皮中(zhōng)起到重要作用。
間充質幹細胞爲治愈糖尿病帶來希望
近年來,間充質幹細胞被廣泛應用到糖尿病的治療研究項目中(zhōng),并取得了積極的臨床效果。關于間充質幹細胞治療糖尿病的機制,此前《幹細胞轉化醫學》雜(zá)志(zhì)上的研究表明[2],間充質幹細胞可以改善胰島的功能,并起到保護的作用。這爲人們進一(yī)步了解間充質幹細胞治療糖尿病提供了科學依據。
不僅如此,間充質幹細胞對于糖尿病心肌損害、糖尿病足、糖尿病視網膜病變、糖尿病腎病、勃起功能障礙等并發症,同樣有在臨床研究中(zhōng)表現出了積極的效果[2]。
截至目前以“diabetes”和“stem cell”爲關鍵詞,檢索美國 NIH 全球最大(dà)的臨床試驗數據庫( www.ClinicalTrials.gov ) ,結果顯示全球範圍内幹細胞治療糖尿病的臨床試驗共計247項,其中(zhōng)關于Ⅰ型糖尿病共70項,Ⅱ型糖尿病共86項,糖尿病并發症87項。在中(zhōng)國範圍内開(kāi)展的幹細胞治療糖尿病病臨床試驗共計39項,其中(zhōng),使用臍帶間充質幹細胞進行治療研究的共9項,3項爲臍帶間充質幹細胞治療Ⅱ型糖尿病的研究。
2008 年,Jiang等[3] 對胎盤來源MSCs用于糖尿病的治療進行了探索。研究人員(yuán)以靜脈注射方式将1.35×106/kgMSCs分(fēn)3次注入10例患者體(tǐ)内,每次輸注間隔時間爲1個月。
結果:10例患者于移植後6個月出現胰島素需求量顯著減少,4 例患者胰島素減量超過50%。平均糖化血紅蛋白(bái)( HbA1c) 由移植前9.8%降至移植後6.7%,C肽和胰島素水平均改善顯著,所有患者術後均未出現發熱、寒戰、肝損傷、免疫排斥等反應。
2010年5月,Liu等[4] 采用臍帶間充質幹細胞(UC-MSCs)治療22例Ⅱ型糖尿病患者,開(kāi)展了1項爲期12個月的自身前後對照試驗。該研究選用外(wài)周靜脈和脾動脈兩種MSCs移植途徑,兩次移植以5d爲間期,共輸注1×106 /kg MSCs。
平均糖化血紅蛋白(bái)( HbA1c) 的下(xià)降程度在治療後3個月時顯著減緩,由移植前( 8.20±1.69) %降低至( 6.89±0.90) %;空腹血糖在MSCs 移植後不同監測時間點均有不同程度下(xià)降,在6個月時差異最爲顯著,并在12個月随訪期内維持在較低水平。
口服葡萄糖耐量試驗( oral glucose tolerance test,OGTT) 2h血糖在術後1個月達到最低。空腹C肽和胰島素水平在術後1個月開(kāi)始增加,并在6個月時達到峰值。
在12個月随訪期,所有需使用胰島素的患者注射劑量均較移植前顯著減低,并在12個月内維持較低水平;29%患者胰島素注射劑量減少超過50%; 41%患者在術後2~6個月停用外(wài)源性胰島素,達到完全緩解狀态并平均維持(9.3±3.8)個月。此外(wài),5例口服降糖藥的患者中(zhōng),有1例停用口服降糖藥。
擺脫胰島素是衆多糖尿病患者最深切的希望,随着對間充質幹細胞治療疾病機理的深入研究,間充質幹細胞在糖尿病治療上臨床應用效果預期大(dà)大(dà)提高。我(wǒ)們也期待着随着再生(shēng)醫學的進步,糖尿病及其并發症将不再是難以治愈的頑疾,更多的病患将獲益。