胰岛细胞移植仍是治疗1型糖尿病的有希望的方法?

这种实验性的胰腺手术可能会消除一些糖尿病患者对胰岛素注射的需求。但这并不容易,所以正在研究其他的胰岛细胞替代品。

虽然这个名字可能会让人联想到苏格兰北部海岸的风吹草动,但朗格汉斯岛,或更多地被称为 "胰腺的β-胰岛细胞",是人体分泌胰岛素细胞的天然仓库。

正是这些细胞在1型糖尿病中被破坏或严重受损,并在一些2型糖尿病病例中缺乏。由于缺乏天然的胰岛素来源,一种对控制血糖至关重要的激素,1型糖尿病患者必须每天注射胰岛素。

但在过去十年中,研究人员一直在研究和微调替代β胰岛细胞的技术,目的是恢复天然胰岛素的生产和释放,消除1型糖尿病患者对胰岛素注射的需求。2型糖尿病患者是由不同的疾病过程引起的,一般不会从这种类型的治疗中受益。

一种行之有效的胰岛细胞移植方法是通过移植胰腺,即β-胰岛细胞所在的大腺体(位于胃的后面)。研究表明,胰腺移植可以在大约一半的病例中消除对注射胰岛素的需求,时间至少五年。

然而,由于移植手术的风险和移植后必须服用抗排斥药物,这种手术主要是那些因晚期肾脏疾病而同时接受肾脏移植的病人的选择。根据美国糖尿病协会(ADA)的说法,在选定的病人中同时进行肾脏和胰腺移植不会增加病人的风险,可能会提高移植肾脏的存活率,并且会恢复血糖的正常控制。

然而,ADA糖尿病指南也指出,胰腺移植只是部分成功地扭转了糖尿病的一些严重的长期副作用。该手术确实可以扭转肾脏问题,以及每天和有时多次注射胰岛素的需要。但是像眼睛疾病和神经异常这样的慢性疾病经常继续成为这些移植病人的问题。

根据器官共享联合网络(UNOS)的数据,在撰写这篇文章时,全国有1389人等待胰腺移植,另有2409人等待肾脏和胰腺的联合移植。

胰岛细胞移植

胰腺移植的另一种创伤性稍小的方法是单独进行胰岛细胞移植。在这个实验过程中,β-胰岛细胞被识别、分离并从捐赠者的胰腺中取出,并被注射到与肝脏相连的主要静脉中。注射的胰岛找到它们进入微细血管的途径,并被肝脏组织包围和固定在原位。一旦到了那里,这些细胞就会接管胰岛素的生产和分泌,有效地将肝脏变成一个替代胰腺。

这种方法的一个问题是,人类的β-胰岛很少,而且很难找到;它们实际上只占胰腺中所有细胞的1%(其余大部分细胞产生和分泌帮助消化的酶)。此外,一些胰岛在收获过程中不可避免地被损坏或破坏,一位糖尿病研究人员在接受医生采访时解释说。

"收获胰腺,分离细胞,然后在一天内全部移植的过程是相当艰难的,尤其是当你还考虑到这样的情况:你可能真的花了一整天的时间试图分离细胞,却永远无法从这个过程中得到足够的细胞,"位于北卡罗来纳州达勒姆的杜克大学医学中心实验外科部门的副研究教授和细胞生物学部门的助理研究教授Emmanuel Opara博士表示。

Opara及其同事正在研究人类胰岛细胞的替代品,包括使用取自猪胰腺的胰岛。虽然在人类身上使用动物器官是有争议的,但从猪和牛的胰腺中提取的胰岛素从20世纪20年代初开始使用,当时商业化的胰岛素生产已经开始;使用人类胰岛素是相对较晚的发展。

猪的胰岛细胞在性质和功能上与人的胰岛非常相似,但由于它们来自动物,所以被病人的免疫系统视为外来入侵者,免疫系统会派出专门的细胞来追捕它们,给它们贴上标签以便清除,并杀死它们。

为了解决这个问题,Opara和杜克大学的同事们已经开发了由一种叫做海藻酸盐的复杂碳水化合物组成的特殊药物输送球体。这些球体围绕或 "包裹 "着胰岛细胞,据报道,其多孔性足以让血糖进入和胰岛素排出,同时保护胰岛细胞免受免疫系统的影响。这些球体有点像保卫古代城堡的弓箭手使用的箭缝。

杜克大学的研究人员还在研究冷冻收获的胰岛细胞的方法。"我一直在做的一件事是设计程序,使我们能够在非常有活力的状态下储存这些细胞,这样,当你需要它们时,你将近似于去找医生开处方[胰岛细胞],然后去药房取它们的情况,"Opara告诉医生。

Opara说,除了建立胰岛细胞储备外,这项技术还有一个有益的副作用,就是使细胞对免疫系统的攻击性降低,从而帮助它们在移植到1型糖尿病患者身上时存活更长时间。

胰岛素片、病毒和干细胞

其他研究小组正在研究被多孔塑料包围的胰岛细胞薄片;所产生的薄片理论上可以作为生物人工胰腺。还有一些研究小组正在尝试使用病毒,使β-胰岛细胞移植更容易被免疫系统接受,这是一种生物 "隐形 "技术。

正如医生在2001年所报道的那样,美国国家卫生研究院的研究人员正在努力开发一种新的方法,通过哄骗胚胎干细胞成为β-胰岛细胞的专门类型的胰岛素生产细胞来恢复胰岛素生产。研究人员在4月26日的《科学》杂志上报告说,如果这项技术在人类身上发挥作用,它可能代表着治疗糖尿病的一个重大突破,甚至可能取代注射胰岛素。

但是,由于新造的胰岛素分泌细胞来自于一种仅在胚胎发育早期发现的非特异性细胞,因此人类版本的治疗方法将面临来自政治和宗教右派的强烈反对,他们反对使用来自人类胚胎的细胞进行医学研究。

2001年,布什政府宣布禁止使用从新创造的胚胎(如生育诊所每天丢弃的胚胎)中提取的细胞进行研究,限制科学家使用现有的干细胞系;干细胞研究人员表示,这一决定削弱了他们进行有意义的研究的能力,并可能将拯救生命的治疗方法--如糖尿病的治疗方法--的发展推迟几年甚至几十年。

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