近日，加拿大電視網（CTV News）報道了一則阿爾伯特大學研究人員攻克糖尿病治療的新聞，文章稱該研究小組已經能夠用一種新的幹細胞方法治癒患有糖尿病的老鼠，採用1型或2型糖尿病患者的血液中的細胞製造胰島細胞，然後將這些細胞植入糖尿病小鼠體內，將糖尿病逆轉到基本治癒的程度。

治癒糖尿病仍是醫學大難題

糖尿病是一種以高血糖為主要特徵的代謝疾病，分為1型和2型糖尿病，其中95%以上屬於2型糖尿病。1型糖尿病是一種自身免疫性疾病，人體的免疫細胞攻擊並破壞胰腺中產生胰島素的胰島β細胞，導致胰島素分泌不足。2型糖尿病的特徵在於受體水平的胰島素抵抗和高胰島素血癥。許多肥胖患者有2型糖尿病的風險，因為大量的胰島素分泌不僅會增加胰島素抵抗，還會損害β細胞的胰島素分泌功能。

根據世界衛生組織(World Health Organization)的資料，全球約有4.22億糖尿病患者，每年有160萬人直接死於糖尿病。當前的降糖藥物治療難以維持長期的血糖穩定，也無法避免糖尿病併發症的發生與發展。

因此，糖尿病的治療成為醫學界的一大難題。目前透過手術移植胰腺器官治療糖尿病儘管是相對有效的方法，但是胰腺移植需要強大的心血管系統才能耐受移植初始階段以及與器官移植相關的潛在併發症的發生，另外，胰腺供體也極度匱乏。

由於胰腺器官移植的本質就是再生胰島細胞，因此考慮使用具有多分化功能的幹細胞來治療糖尿病。幹細胞由於其自我更新和多向分化潛能，在醫學界被譽為“萬能細胞”。幹細胞根據來源不同分為以下三種：胚胎幹細胞、成體幹細胞和誘導性多能幹細胞。而在過去的數十年中，從人類幹細胞群體中產生功能性β細胞的研究已經取得了顯著進展。

所以，以幹細胞為基礎的糖尿病治療在近些年蓬勃發展。基於幹細胞的細胞替代療法，也被認為是終結胰島素注射的潛在方案，成為許多科學研究團隊的焦點。

幹細胞治療糖尿病的機制

首先，幹細胞可以改善β細胞的功能。由於1型和2型糖尿病都是機體的胰島β細胞功能紊亂或損傷導致胰島素分泌不足，進而引起糖尿病的發生和加重。幹細胞的分化和歸巢功能使得其在移植後分化並遷移到受損的胰島，促進β細胞的增殖，增大胰島素的分泌量來改善糖尿病症狀。

其次，修復或部分重建機體的免疫系統。糖尿病患者在炎症條件下表現出更脆弱的免疫抵抗，機體的免疫失衡加速了胰島β細胞的破壞和凋亡，尤其是免疫細胞對胰島的侵犯促進白細胞介素和腫瘤壞死因子的釋放，引發長期炎症。研究表明，糖尿病大鼠模型在注射間充質幹細胞8周後，白細胞介素和腫瘤壞死因子的表達量大幅降低，血糖濃度降低，腎臟功能改善[2]。

最後，幹細胞可以調控血管的形成。糖尿病常見的併發症如糖尿病足就是因為糖尿病造成的足部周邊動脈阻塞，最後變成足部潰瘍，這類患者通常伴有血管損傷。人脂肪幹細胞聯合人工面板移植使得小鼠血管密度和真皮厚度增加，從而加速了糖尿病小鼠的傷口癒合。

幹細胞療法改善糖尿病病症指標

2014年發表於著名期刊《Stem Cell Research & Therapy》的一篇文章顯示人臍帶沃頓膠間充質幹細胞（Wharton’s jelly mesenchymal stem cell, WJ-MSC）對2型糖尿病患者有較好的治療作用[3]。在該研究中，有22例2型糖尿病患者透過1次靜脈內注射和1次胰腺內腔注射接受幹細胞治療。

在幹細胞移植後對其進行12個月的隨訪，結果表明，臍帶間充質幹細胞移植顯著降低了患者葡萄糖和糖化血紅蛋白的水平，改善了C-肽水平和β細胞的功能，系統性炎症和T淋巴細胞標誌物減少。另外，這個過程中沒有發生重大的相關不良事件。

廈門大學和邁阿密大學糖尿病研究所共同開展了一項關於臍帶間充質幹細胞和自體骨髓單個核細胞對於1型糖尿病患者胰島素分泌的影響以及應用安全性的臨床試驗。42例1型糖尿病患被隨機分成兩組，治療組透過胰動脈注射幹細胞進行治療，而對照組採用標準治療。治療後每三個月隨訪一次，時間為1年。

結果顯示治療耐受性良好，20例患者接受了幹細胞移植治療後C-肽含量上升，而對照組的平均水平則下降；治療組糖化血紅蛋白的含量下降12.6%，而對照組提高了1.2%[4]。

幹細胞治療已被證明是一種很有前途的治療策略，因為其強大的免疫調節特性而顯示出顯著的效果。2011年，三名1型糖尿病患者被作為受試物件，其中兩名患者接受了自體幹細胞治療，另外一名患者接受常規治療。在接受幹細胞治療的兩名患者中，12個月內的隨訪顯示胰島細胞抗體、穀氨酸脫羧酶檢測為陰性，C-肽水平升高，血糖和糖化血紅蛋白水平降低[5]。

展望

糖尿病是一類嚴重的全球性健康問題，目前科研人員正在對其可能的治療方法和替代療法進行大量研究，並開展了很多有意義的工作。由於外源性胰島素的注射和胰島移植治療中的侷限性，目前幹細胞在糖尿病治療中的應用目前是一個重要的研究領域。從動物試驗到臨床試驗，諸多問題被漸漸解決。

總的來說，幹細胞治療顯示出優於胰島素注射和其它治療方法的趨勢，並且正在進行的臨床試驗表明，這種治療方法在不久的將來可能是糖尿病患者的重要選擇。

參考文獻

[1] Sneddon J B, Tang Q, Stock P, et al. Stem cell therapies for treating diabetes: progress and remaining challenges. Cell stem cell, 2018, 22(6): 810-823. https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.05.016

[2] Lv SS, Liu G, Wang JP, et al. Mesenchymal stem cells transplantation ameliorates glomerular injury in streptozotocin-induced diabetic nephropathy in rats via inhibiting macrophage infiltration, International Immunopharmacology, 2013, 17 (2): 275-282. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2013.05.031

[3] Liu X, Zheng P, Wang X, et al. A preliminary evaluation of efficacy and safety of Wharton’s jelly mesenchymal stem cell transplantation in patients with type 2 diabetes mellitus. Stem cell research & therapy, 2014, 5(2): 1-9. https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/scrt446

[4] Cai J, Wu Z, Xu X, et al. Umbilical cord mesenchymal stromal cell with autologous bone marrow cell transplantation in established type 1 diabetes: a pilot randomized controlled open-label clinical study to assess safety and impact on insulin secretion. Diabetes care, 2016, 39(1): 149-157. https://doi.org/10.2337/dc15-0171

[5] Mesples A, Majeed N, Zhang Y, et al. Early immunotherapy using autologous adult stem cells reversed the effect of anti-pancreatic islets in recently diagnosed type 1 diabetes mellitus: preliminary results. Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research, 2013, 19: 852.

DOI: 10.12659/MSM.889525