干细胞技术治疗1型糖尿病的前景分析

摘要：糖尿病是以高血糖为特征的一类器官特异性的代谢性疾病。干细胞技术有望治疗1型糖尿病的消息给糖尿病患者带来了福音。当下较为理想的治疗方法就是經由外源性的干细胞移植使胰岛B细胞再生，即干细胞在体外通过一定条件的培养诱导下分化为具有内分泌功能的胰岛B细胞。本文通过查阅相关文献，介绍了相关细胞治疗和组织工程技术，针对该干细胞移植实验过程进行简要阐述。通过对该技术进行可行性评价分析，由此得出了有助于治疗该疾病的方法。

关键词：干细胞; 1型糖尿病; 胰岛B细胞; 干细胞移植; 间充质干细胞

1 1型糖尿病

糖尿病是以高血糖为特征的一类器官特异性的代谢性疾病。糖尿病主要有四种类型，分别是胰岛素依赖型糖尿病，非胰岛素依赖型糖尿病，继发性糖尿病和妊娠期糖尿病[1]。其中胰岛素依赖型糖尿病又称为1型糖尿病。

胰岛素分泌缺陷及胰岛素生物活性作用受到损害可导致高血糖这一症状。长期血糖高的患病者，体内的组织器官会产生不同程度的损伤，主要表现在眼底病变、肾功能障碍、神经以及心脏血管上的慢性损伤等[2]。

1型糖尿病，主要发病人群为18岁以下的青少年。病理作用发作迅速，患者体内胰岛素的生成量处于绝对缺乏状态，容易发生酮症酸中毒。传统意义上，患者只能通过外界输注胰岛素进入体内才可缓解高血糖症状，若不及时输注将对患者造成严重威胁甚至生命危险。而如今干细胞疗法有望帮助患者摆脱胰岛素。

2 细胞治疗和组织工程

随着现代生物科技的发展，越来越多的细胞治疗和组织工程学方法被用于各种疾病的治疗。例如基于树状细胞的疫苗、干细胞的疗法、再生骨等都已经被尝试用于临床研究，它们将细胞学、工程学和材料学的应用相结合，来修复或替换部分或全部组织。细胞治疗和组织工程学通常需要一个载体或递送系统来帮助实现其功能。载体和递送系统的研究属于药剂学和药物递送的范畴，它包括材料的选择、处方和工艺参数的优化、保持产品的稳定性等，从而确保产品的质量和在体内的疗效。此外，还需加入一些生物活性物质如生长因子等来促进细胞的分化和增殖[3]。

因此，干细胞治疗1型糖尿病在理论上提供了一种可能，已经发展为一种可行的治疗1型糖尿病的方式和途径。

3 干细胞治疗

3.1 干细胞疗法的定义

干细胞不但可以维持其原有的未分化状态，而且具有进行多个方向分化与自我复制的功能。间充质干细胞（MSCs）是再生医学领域使用的一类干细胞[4]。

大量临床试验发现：MSCs在体内或相关诱导环境中，可促使分化成为胰岛B细胞。同时巨噬细胞M1转化成巨噬细胞M2[5，6]，从此有效促进胰岛再生并且修补机体对胰岛素的抵抗，同时伴随高血糖情况的改变，使胰岛B细胞数目再生。干细胞治疗技术可以改善胰岛环境，促进胰岛A、B细胞进行转化，达到修复损伤胰岛、治疗糖尿病的目的。

3.2 干细胞疗法的研究进展

3.2.1 进展一

李孔龙和段志胜等人，做了有关于《脐血干细胞治疗1型糖尿病3例》[6]的研究试验。

研究者以3例1型糖尿病患者为受试对象，他们的生命体征平稳，不患糖尿病并发症。对受试者进行2次间隔一周的脐血间充质干细胞移植治疗，随后进行观察随访[6]。

治疗过程如下：①造影;②胃、十二指肠动脉的造影显示;③治疗;④术后卧床二十四小时，观察病情。治疗结果如下：低血糖发生情况明显减少。患者在2至3周后胰岛素用量开始减少。胰岛素剂量较之前减少30%至50%。餐后2h血糖均较前下降。静脉抽血，检查得到血糖情况在术后大致呈现下降趋势，受试者血糖控制平稳。空腹血清C肽水平在术后相对移植前升高约5至8倍。糖化血红蛋白值为6.7%至7.8%之间[6]。

3.2.2 进展二

刘茜和叶山东的医学综述《干细胞治疗1型糖尿病研究进展》[7]中，对1型糖尿病的免疫治疗进行了更深一步讨论。

由动物实验证实的自体造血干细胞能够用于治疗1型糖尿病小鼠。相关机制分为四个方面：①免疫清除;②免疫重建;③免疫调节;④改善胰岛功能。

MSCs拥有分化成胰岛B细胞的潜能，有利于控制调节血糖。

胚胎干细胞分化成胰岛B细胞的效能好，但分化细胞数量小。而且该分化的细胞经由葡萄糖刺激后，基础胰岛素的分泌量较少，因此该法不常用。

3.2.3 进展三

张芮和司维的《干细胞移植治疗1型糖尿病的研究进展》[8]中，对脂肪组织来源的间充质干细胞（ADMSCs）治疗方法分为以下四类：

（1）ADMSCs诱导分化成胰岛B细胞。在分化中ADMSCs的免疫调节特性得到维持。

（2）单独移植ADMSCs治疗能改善胰岛功能，增加血清胰岛素水平。其有效性在动物模型中已得认可，但治疗局限于患者发病早期。

（3）ADMSCs联合胰岛移植治疗可逆转1型糖尿病小鼠血糖，抑制炎症细胞浸润，促进移植物血管生成，延长存活时间。

（4）ADMSCs还被用于培养胰岛，在移植前将ADMSCs与胰岛培养有助于提高胰岛生存能力，增加胰岛素，显著改善小鼠的高血糖症状。

4 干细胞治疗的总结和展望

研究表明，脐血间充质干细胞、自体造血干细胞、ADMSCs疗法可以有效治疗糖尿病。具有血糖状况显著改善，明显缓解并发症，减少胰岛素的注射量，c肽水平提高，手术创伤小、并发症发病率降低等优点。但MSCs技术存在移植后在宿主体内定向分化能力和分化效率以及MSCs移植的安全性等问题。随着科学技术的发展，MSCs技术治疗存在的问题有望得到合理解决，MSCs技术将成为治疗糖尿病的有效方法之一[9]。

参考文献

[1]李健.糖尿病的诊断和治疗进展（一）[J].基层医学论坛，2007（09）：449-451.

[2]刘鲁豫，刘爱霞.1型糖尿病的发病机制与治疗的新进展[J].医学综述，2019，25（22）：4504-4508.

[3]郑爱泉. 现代生物技术概论[M].重庆大学出版社：高职高专生物技术类专业系列规划教材， 201608.232.

[4]Elahe Mahdipour. Stem Cells So far！ Stem Cell Therapy Facts and Principles[J]. International Journal of Pediatrics， 2014， 2（2.3） ： 5-5.

[5]周琦，孙慧娟，于栋华，刘树民.巨噬细胞M1/M2型极化在不同疾病中的作用机制[J].中国药理学通报，2020，36（11）：1502-1506.

[6]李孔龙，段志胜，徐勉，柯亭羽.脐血干细胞治疗1型糖尿病3例[J].中国医药指南，2013，11（26）：1-3.

[7]刘茜，叶山东.干细胞治疗1型糖尿病研究进展[J].安徽医学，2017，38（06）：816-818.

[8]张芮，司维.干细胞移植治疗1型糖尿病的研究进展[J].中国比较医学杂志，2021，31（06）：128-132.

[9]John S. Pixley. Mesenchymal stem cells to treat type 1 diabetes[J]. BBA - Molecular Basis of Disease， 2020， 1866（4）

作者簡介

孙世伟，2001年，黑龙江省哈尔滨市人，就读于河北农业大学渤海校区，制药工程专业。