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    再生胰岛技术:探路糖尿病细胞治疗
    发布时间:2024-12-24 13:41:32      来源:健康报       点击:

      海军军医大学第二附属医院(上海长征医院)器官移植科主任殷浩团队与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心程新团队携手,实现了利用干细胞来源的自体再生胰岛移植治疗一名胰岛功能严重受损的2型糖尿病患者。2024年4月,该研究成果论文在国际学术期刊《细胞发现》上发表。

      据介绍,2021年7月19日,该患者接受自体再生胰岛移植术。术后第11周,该患者实现完全脱离外源胰岛素,随后口服降糖药逐步减量,最终实现了彻底撤药。目前,该患者已经脱离胰岛素40余个月。这一突破性的进展,不仅为糖尿病患者提供了新的治疗方案,也推动了再生医学与器官移植领域的融合与发展。

    寻觅糖尿病治疗新出路

      成功的背后,是殷浩与程新团队十余年持续不断的探索。从传统的器官捐献胰岛移植技术出发,到逐步深入研究自体/异体再生胰岛移植技术,两个团队始终致力于为患者提供更多、更安全的治疗选择。

      早在2011年,殷浩在芝加哥大学附属医院进修期间,便有了胰岛移植治疗糖尿病的想法。“我看到了许多糖尿病导致肾衰竭的患者在苦苦等待肾源。”殷浩回忆说,“我当时意识到,随着经济的快速发展和人们生活方式的改变,中国也即将面临糖尿病并发症患者激增的挑战。而胰岛移植,一定是我们急需的治疗方式。”这次经历如同一颗种子,在他心中生根发芽,激励他回国后投身于胰岛移植领域的研究。

      回国后,在导师和医院领导的全力支持下,殷浩迅速与两位年轻同事共同组建了胰岛移植攻关小组。他们花费数年时间,进行了数百例动物和20多例人体胰岛分离实验,最终实现了从胰腺供体中高效获取50%胰岛的目标,解决了胰岛分离与纯化技术难题。

      有了技术的支撑,2016年,殷浩团队成功实施了上海市首例DCD(心脏死亡器官捐献)胰岛移植手术。该手术由殷浩主刀,需从一名脑死亡器官捐献者的胰腺中分离出胰岛,再经过精细处理,去除近99%的外分泌细胞,只保留1%的胰岛,从而确保胰岛的活性。随后,手术团队借助微创技术,将这些有活性的胰岛注入患者体内。手术后,该患者的肾脏功能和糖尿病症状均得到明显改善。这一手术的成功标志着殷浩团队多年来的研究取得了重要的阶段性成果。截至目前,上海长征医院器官移植中心已成为国内胰岛移植手术例数最多的中心。

      成功并没有让殷浩团队停下脚步,他们深知,传统胰岛移植依赖捐赠者的胰腺,使得众多患者在无尽的供体等待中挣扎,甚至错失了最佳的治疗时机。与此同时,移植后的排斥反应也是亟待攻克的难题。于是,他们选择再次出发。

      2017年,殷浩团队与程新团队携手,共同探索胰岛移植疗法的新路径:利用干细胞、基因编辑等技术在体外定向分化出胰岛。这是一项在全球范围内已研究二三十年的技术,难度极高,曾一度被视为难以企及的技术。

    在体外再造血糖“调节阀”

      殷浩告诉记者,在研究初期,尽管干细胞制备技术已经较为成熟,且多轮动物实验结果均提示利用干细胞技术在体外再造具有完备功能的胰岛是可行的,但从理论研究到临床实践,每一步都充满了挑战。

      排斥反应是联合团队必须面对的核心难题。殷浩介绍,尽管自体组织在理论上是最理想的移植材料,但对于某些患者而言,由于自身免疫系统异常,即使是自体组织也可能成为“攻击对象”。

      为了攻克这一难题,联合团队首要任务是精准调控干细胞的分化。胰岛是一种由多种类型细胞构成的微器官,每种细胞都具有特定的生理功能。殷浩用一个贴切的比喻来形容这一复杂性:“这如同组装一辆精密的汽车,油门(贝塔细胞)负责加速降血糖,刹车(阿尔法细胞)控制血糖上升,而方向盘(胰岛内各种细胞协同作用)则精细调节血糖平衡。只有每个零件都精确无误地组装到位,汽车(即再生胰岛)才能正常运行,维持血糖动态平衡。”

      在追求这一目标的过程中,联合团队取得了关键性的技术突破:利用内胚层干细胞系诱导与分化技术成功从患者的外周血单核细胞中重编程出自体诱导多能干细胞,再将其进一步转化为“种子细胞”——内胚层干细胞。这一成果不仅提供了与患者遗传背景高度一致的细胞来源,还大幅缩短了细胞传代的次数,使细胞能够更直接地分化为胰岛等微器官,从而降低成本,缩短周期,并降低肿瘤形成的风险。

      然而,联合团队深知,要想让这些细胞在体内真正发挥效用,还需进行改良与优化。为此,联合团队开展深入研究,力求为细胞构建一个理想的生存与功能发挥环境。在这一过程中,安全性始终是他们坚守的底线与核心原则。

    积极“拓荒”

      除了用上述技术治疗2型糖尿病患者,联合团队还将技术运用于脆性1型糖尿病患者治疗。然而,一些再生医学疗法尽管已经初露锋芒,但面临转化时间长、研发成本高、临床风险大等多重挑战。因此,在突破技术壁垒后,联合团队致力于推动技术的优化与转化。他们将研究对象聚焦于成人及儿童1型糖尿病、2型糖尿病末期等严重病情患者,力争通过优化技术流程、提高治疗效率、降低治疗成本,加速技术的临床转化步伐。同时,联合团队正积极探索干细胞来源的再生胰岛组织研究,力求开发出无需免疫抑制的通用型再生胰岛,为更多糖尿病患者带来治疗希望。

      与此同时,联合团队并未止步于胰岛组织的研究,而是将视野拓展至其他脏器的再生工作。他们正尝试依托内胚层干细胞的强大分化潜能,在体外再造甲状腺、肺、肝脏乃至胃肠道等关键组织和器官,为功能衰竭的患者提供全新的移植治疗途径。

      除了直接应用于患者治疗外,联合团队还着眼于再生医学技术在科研领域的广阔应用前景。他们计划将再造的胰岛、肝脏等作为类器官模型,为科学家们提供研究疾病进展和药物筛选的平台。通过这一平台,科学家们可以在体外模拟疾病的发生发展过程,为临床治疗和药物研发提供更精准、高效的支撑。

      更为关键的是,在这场多年的“拓荒”过程中,联合团队深刻认识到,科技创新成果的转化不是孤立无援的探险,而是科研与临床并肩作战的旅程。科研不能闭门造车,必须倾听临床的声音,了解患者的真实需求;而临床也不能孤军奋战,需要科研提供有力的技术支撑。在殷浩看来,这种科研与临床的紧密合作模式,就如同挖隧道时两端工程师之间的协作机制。他们需要在研究初期就通过不断沟通来明确方向和目标,以确保最终的研究成果能够真正应用于临床。这种协同工作模式不仅极大缩短了技术从研发到应用的周期,更为科研成果的快速转化与广泛应用奠定了坚实的基础。

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