1型 DM是胰島中 T細胞的一種特殊的免疫損害，導致的胰島素完全缺失，從而導致血糖的增高。胰島素替代是當前臨床上常用的藥物，雖然可以抑制高血糖，但不能抑制其進展，也不能防止其併發症。細胞療法以T1DM的病理生理學特點為基礎，其目的在於利用胰島組織中的β-細胞置換或再生來維持和重塑體內的胰島素，進而提高患者的病情和預後。1型糖尿病（T1DM）是一種自身免疫性的疾病，它是由胰島β細胞所特有的免疫損害所引起的。細胞療法以T1DM的病理生理學特點為基礎，其目的在於利用胰島組織中的β-細胞置換或再生來維持和重塑體內的胰島素，進而提高患者的病情和預後。本文主要討論了近年來在T1DM中應用於胰島移植和多能幹細胞的現狀和發展趨勢。

一、胰島移植和功能重建

胰島的移植可以使胰島的功能得到恢復。在愛德蒙頓試驗中，接受T1DM患者2年後，只有14%的患者能從體內排出胰島素。最近幾年，美國胰島移植學會在免疫抑制劑、抗凝、抗血小板等方面進行了優化，使其脫出率達到42%。一些報告顯示，5年內的胰島素脫離發生率超過50%[1].重建的內源性胰島素對T1DM患者的血糖穩定、正常、正常。70%的患者在兩年內仍然保持了正常的糖化血紅素水平，沒有出現低葡萄糖血癥[2]。美國糖尿病協會建議，在經過嚴密的血糖管理後，T1DM患者有多次出現嚴重的低葡萄糖血癥，或者有腎臟移植或者是在移植後血糖不能滿足要求的情況下，可以選擇進行胰島移植。現在，這項技術已經被包括在加拿大，英國和法國的一些地區。

胰島移植是最有可能達到胰島功能的一種療法，需要繼續努力和取得更多的進展：1）胰島的供應需要：當前已有文獻報導，胰島的移植數目在8000 IE/kg以上，急需開發新的技術，克服胰島供體不足的問題，利用幹細胞向胰島轉化成胰島細胞是解決臨床胰島資源問題的一個重要課題。(2)對胰島的保護作用：胰島在體外和體外受到各種壓力的影響，要想使胰島功能得到充分的保留，減少功能的出現，必須對胰島的提取和提純技術進行優化，保證圍術期的代謝穩定，確定合適的供體位置，改善免疫抑制的方法。(3)免疫免疫耐受性的最佳誘導方案：一種安全、高效的免疫抑制方案，不僅能抵抗胰島免疫系統的免疫功能，還能降低胰島的毒性。

二、多能幹細胞的誘導，再生及胰島功能的修復

1. ESC胚胎幹細胞： ESC來源於胚芽細胞，能分化成內、中、外三胚層，是胰島上最有可能進行細胞增殖的細胞。在2006年， D’ Amour等[3]第一次誘導人 ESC向胰島素的分泌細胞進行了體外培養。從那時起， ESC的體外培養方法被進一步改進，從7%逐漸增加到33%-50%，並在2個星期後出現了類似於人胰島的生物作用，並在2個星期後出現了葡萄糖依賴性的胰島素釋放，並在8~12個星期後又回覆到了原來的水平[4]。Melton團隊利用兩階段的方法，將胰島中的β類細胞的分離純化提高到80%。但是， ESC衍生的β類細胞在基因表達、微觀結構和胞內鈣離子含量方面與胰島細胞存在較大差別，因此需要進一步研究胰島組織中的重要調節分子，並通過對不同的誘導劑和小分子量的結合，實現對 ESC的分化的精確控制。同時，如何合理地調整人體各激素的組成比例，使人體胰島的解剖學和生理學模型得到更好的仿真，成為今後的課題。

另外還有一些人將 ESC從體外向胰臟分化，然後在體外誘導其向胰臟的發育和發育。與 ESC所致的 B型 B細胞比較，其體外分化率較高，機體的氧耗較低，存活率較高，但需要較長期的機體分化和發育[6]。以往的實驗表明，將胰腺的前體細胞植入到老鼠的2~3月後可以形成類似於胰島素的組織，可以預防和治療糖尿病的發生和發展。但是，在移植的老鼠中，發生了15-45%的畸形。由於其具有較強的免疫原性和可能的腫瘤活性，美國 ViaCyte開發了一種具有雙重膜狀的囊袋裝置，它可以將人胰島的前體組織包埋到皮膚中，以實現對人體的保護[8]。隨後開發的PEC-DirectTM在此設備之上加入了一套新的移植血管系統，目的是為了改善移植血管的血液供應和提高移植的生存率。

2.誘導多能幹細胞（iPSC): iPSC （iPSC）是一種與 ESC相似的多能幹細胞，其起源和倫理上的爭論。近年來，通過化學改造和不集成質粒轉移技術，可以有效地減少 iPSC細胞的形成危險。另外，因為 iPSC可以來源於病人體內的任意一種組織，所以它的顯著優點是可以通過誘導分化來獲取胰島中的β細胞，減少移植器官的免疫排斥反應。已有研究表明，經重組重組後的T1DM病人 iPSC具有與正常供體一樣的生物活性，將胰島β細胞誘導到小鼠中，可以防止胰島損害和血糖增高。但是，胰島組織中 iPSC誘導的β-細胞是否具有良好的免疫和腫瘤形成機制尚需進一步的追蹤。日本科學家首次利用 iPSC獲得的色素上皮細胞進行了臨床試驗，為人類的黃斑退行性病變提供了新的途徑。

從上述結果可以看出， ESC和 iPSC技術具有很好的開發和應用價值，今後的胰島移植技術將會有很大的發展潛力，但仍需要進一步的研究工作：1）免疫和自身的免疫應答： ESC的胰島前體細胞和β類細胞都有一定的免疫原性；此外，自身 iPSC的分化也會導致排異的危險[12]，其原因與遺傳或後遺傳變異、自身抗原異常的表現有關。另外，T1DM患者接受胰島β細胞後，其胰島特異的免疫損害也有可能發生。利用人體白細胞抗體（HLA）進行匹配，優化誘導免疫耐受方案和改進的包囊性免疫隔離技術，為今後的研究工作奠定了基礎。(2)長期的安全： ESC和 iPSC體內混合的不完全的細胞可能成為可能的移植後腫瘤的誘因，而再編碼和誘導的分化也會使複製的突變增多。所以，研製安全、可靠的基因重組和誘導技術、提高終末分化產物純度、完善細胞安全性測試與評價體系、移植部位的隔離等是提高多能幹細胞移植安全性的有效途徑。

三、利用多能幹細胞提高機體的免疫微循環對胰島素的作用

1. HSC造血幹細胞： HSC是人體內一切紅細胞和免疫細胞的來源，它的再生和多方向的潛力很大，在臨床上被用於臨床上的各種疾病和自身的免疫性。我們是世界上最早進行異種骨髓自體骨髓幹細胞移植的研究機構。2014年，三個研究機構對65名T1DM患者進行平均48個月的追蹤，結果表明， AHST能使59%患者獲得完全的臨床療效，平均12個月不使用胰島素。AHST的作用機理與其誘導的免疫抗性和胰島損傷的修復密切相關，目前還缺乏對 HSC的胰島特異性的特異性的研究。

HSC是T1DM首次用於T1DM的患者，若要在T1DM中得到廣泛的應用，還需解決下列問題：1）改善 HSC的安全性： Meta法檢測發現 HSC的副作用佔52%，且多累及骨髓、消化道和免疫，目前已有綠膿假單胞桿菌感染而死亡。近年來，已有一些試驗採用改進的非清髓前處理方法，使不良反應的發生率明顯降低，全部患者都在接受了移植門診的治療。所以，技術方案的優化和安全性的提高是推進藥物的臨床應用。(2)確定適應症患者：以往的文獻顯示，自體骨髓自體骨髓幹細胞的治療效果具有不同程度的差異，年齡、病程、糖尿病酮症酸中毒（DKA）病史、胰島基線功能、胰島自身抗體等可能會對治療效果產生一定的影響。

2. MSC間充質幹細胞:MSC是在1991年從 Caplan的骨髓中進行分離和命名的。自那以後， MSC被用於各種不同的組織如臍血、臍血、脂肪、羊水、牙髓等，並在許多疾病中得到了廣泛的利用。《自然》雜誌對 MSC的多能幹和準確界定提出了挑戰，認為多數的 MSC的分子結構沒有統一，而且各組織間 MSC的基因表現和細胞的分化潛力也有很大差別。這一論文引發了學術界對 MSC的發現和研究過程的反思，探討 MSC在生物作用上的同一性和同一性，探討了 MSC在臨床上的應用和應用。

此前，國內和國際上有很多關於 MSC對非肥大型糖尿病（NOD）的影響，表明 MSC能預防、延緩甚至逆轉其發展。大部分的實驗結果表明， MSC不能在體外向胰島素分泌的細胞中進行誘導，其作用機理與 MSC組織歸巢、損傷修復和免疫調節特性密切相關。本研究表明， NOD型糖尿病患者的 MSC經尾部注入後，其在大鼠的胰臟中的分佈和滯留時間較大，說明 MSC可能會返回損傷胰島；免疫機理的研究進一步證明， MSC可以提高胰島和周圍血液中調節 T淋巴細胞的數目，並能糾正炎症/炎症的失調，減輕胰腺炎症，提高胰島素和胰島素的作用。

基礎實驗使藥物的臨床應用更上一層樓， ClinicalTrials已經批准了將近15個用於T1DM的臨床試驗。Carlsson等[19]的結果表明，與傳統的胰島素相比，單純的自體 MSC對保留胰島的殘餘組織具有很好的保存作用。Hu等[20]對初次T1DM患者進行了單次異體臍部 MSC移植，其胰島機能比基礎水平提高50%，明顯多於對照組，3名患者（20%）停止使用。我們團隊對17名因酮症引起的T1DM患者進行了單次異體臍部 MSC的移植，在2年的追蹤過程中，53%的患者的胰島機能比基準提高了30%，但是沒有患者脫離胰島素[21]。根據前期的臨床試驗，我們擴大了幹細胞的療程，並將其應用於首次T1DM的臨床試驗中。

從上述結果可以看出，在臨床試驗中，治療效果存在著很大的差異，這與患者群體特徵、 MSC類型、治療方案等因素相關。本論文提出了一種新的分子學標記，以便更準確地界定 MSC，特別是在遺傳學、表觀遺傳學和生物學作用等基礎上，進一步明確 MSC在遺傳學、表觀遺傳學和生物學作用上的差異；(2)基於不同組織源 MSC的生物異質性，進行了基礎和前期的研究，以找到最佳的 MSC類型，以提高免疫微環境，促進細胞的增殖；(3)建立高品質、標準化的臨床試驗，建立 MSC治療T1DM的適應症、移植細胞量、移植途徑、治療頻次等，為進一步推進T1DM的臨床推廣和推廣應用奠定基礎。

四、細胞療法用於T1DM的精確療法

一百年前，由於胰島素的發明，T1DM從一種迅速致命的絕症轉變成了一種可以控制的慢性病。自那時以來，由於對T1DM病情的認識不斷加深，生物信息學和藥物技術的飛速發展，T1DM的治療思想由單一的高血糖逐漸上升到了穩定的血糖達標和預防慢性併發症的程度。美國 DM協會於2017年制定的T1DM的臨床分級標準為T1DM的早期篩查、診斷和防治提供了有力的支持。所以，有必要針對T1DM的病理生理機制，針對不同個體和不同的疾病發展制定相應的治療方案。

在T1DM的研究中，我們看到了兩種主要的T1DM疾病的主要發病機理，它們可以通過胰島素受體的代謝性和免疫調控作用，從而在T1DM的臨床應用中佔據很大的比重。胰島移植是利用人胰島細胞進行細胞層面上的再生，利用體外培養的 ESC和 iPSC向胰島移植的細胞進行胰島移植，而 HSC和 MSC主要是利用誘導的免疫抵抗和免疫調控作用，為胰島細胞的生存創造了有利的條件。將多種細胞治療方法結合起來，或者結合了細胞治療、降血糖和免疫抑制劑，可以在療效機理方面達到優勢互補，從而提高療效，遏制甚至逆轉病情的發展。

T1DM在過去10年中已有許多重大的突破和令人振奮的結果，為T1DM的個性化、分期、精確的處理開闢了新的途徑。必須指出，胰島移植目前只適用於一些T1DM病人，而幹細胞技術還處在臨床試驗中，無法大規模應用。隨著細胞治療技術的不斷完善，越來越多的證據證明了其有效性和有效性，因此，在T1DM的臨床治療中，將會得到更多的應用。