间充质干细胞移植治疗新诊断的1型糖尿病患者：I/II期随机安慰剂对照临床试验结果

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1型糖尿病的常见表现。（图源：腾讯医典）

前言 /               

2019年全球有4.63亿人患有糖尿病，国际糖尿病联合会(IDF)将糖尿病列为本世纪增长最快的全球健康突发事件之一。并预测到2030年，这一数字将增加到5.78亿，到2045年将增加到7亿。在被诊断为糖尿病的成年人中，约5.2% -5.6% 患有1型糖尿病（T1D）。美国糖尿病协会（ADA）报告说，除了几乎所有年龄组的发病率增加外，患有T1D的儿童人数增加，大多数性别、年龄和种族亚组的患病率也在增加。
本文内容摘自一篇较新的综述，供读者了解间充质干细胞（MSC）治疗1型糖尿病的最新进展。
目前对T1D的治疗有明显的局限性，胰岛素注射仍是一线治疗方法，但该方法也面临着长期依赖、情绪指数管理困难、以及长期使用可能产生的胰岛素抵抗等不同的挑战。

自身免疫诱导的胰岛β细胞死亡是1型糖尿病(T1D)发生的原因。以往研究表明，细胞治疗可以更好的控制血糖来改善糖尿病并发症_[1]。正在开展不同的干细胞细胞疗法研究包括：造血干细胞(hSCs)、诱导多能干细胞(iPSCs)和间充质干细胞(mSCs)_[2,3,4]。间充质干细胞(mSCs)移植因其免疫调节、再生和迁移到受损组织等特性，对自身免疫疾病具有临床价值。
最近，《Stem Cell Research & Therapy》杂志刊载了由伊朗德黑兰医科大学 Shariati 医院的研究者，开展的题为“Mesenchymal stem cell transplantation in newly diagnosed type-1 diabetes patients: a phase I/II randomized placebo-controlled clinical trial”一项间充质干细胞移植治疗新诊断的1型糖尿病患者：I/II期随机安慰剂对照临床试验，该研究评估了自体骨髓间充质干细胞静脉注射在新确诊的 T1D 患者中的安全性和有效性_[11]。研究者认为：间充质干细胞的免疫调节功能，可以最大的保留新诊断的 T1D 患者体内残留的β细胞，并且是功能正常的β细胞_[5,6]。

在该研究中，21名符合研究标准的患者接受知同意之后，被随机分配接受间充质干细胞或安慰剂治疗。实验组每位患者都接受两剂间充质干细胞注射，并在移植后随访至少一年。
结果显示，移植间充质干细胞，将促炎细胞因子转变为抗炎细胞因子，减少低血糖的发作次数，增加了血液中调节T细胞的数量。表明移植间充质干细胞，可改善血糖和免疫指标。
此项临床试验于2016年8月20日在伊朗临床试验注册中心（IRCT）注册，注册编号为IRCT2016070428786N1。来看下研究的设计和部分数据。

研究设计

2015年7月至2020年1月在伊朗德黑兰 Royan 研究所与伊朗德黑兰医科大学增长与发展研究中心，合作进行了一项三盲平行随机安慰剂对照试验。值得注意的是，最初这是一项交叉研究，然而得出的数据分析显示，在12个月的随访后，MSC 移植的残余影响仍然存在。因此，在最初12个月的随访期间将MSC与安慰剂进行比较，并在第二年的随访期间对早期和晚期的移植进行了比较。

共有21名患者(年龄: 8至40岁)参加了这项研究。患者在入组前6周内根据诊断标准和ADA 指南被诊断为T1D，并且已经接受了一线胰岛素治疗。如果患者符合以下纳入标准，则在2015年7月至2018年1月期间入组: 评估段食 C肽水平≥0.3 nmol/L，并存在至少一种针对胰岛β细胞的自身抗体(小岛细胞抗体[ ICA ] ，谷氨酸脱羧酶抗体[ GADA ]或细胞性胰岛细胞瘤相关-2抗体[ IA-2A ])。
排除标准包括怀孕或母乳期、癌症、任何急性或严重疾病(心脏、肺、肝、肾、精神或其他疾病)、人类免疫缺陷病毒(HIV)、人类嗜T细胞病毒(HTLV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)或巨细胞病毒(CMV)阳性检测结果、其他免疫缺陷、感觉过敏或严重酮酸中毒病史。
所有入组的患者被随机分配为MSC组或安慰剂组。然后对接受第一次评估的患者进行骨髓检查。从收获的自体骨髓中分离出间充质干细胞，并在无菌室中培养扩增。通过质量控制测试的细胞被静脉注射到a 组(早期移植) ，而b组的患者接受生理盐水作为安慰剂。所有患者随访一年，然后 A 组患者接受安慰剂，而 B 组患者接受 MSC (晚期移植)。随访12个月和24个月后分析数据。

临床试验分为三个主要步骤，包括病人分配、 MSC 准备、监测随访。

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参与者被随机分配接受注射1×10⁶个自体MSC/KG或安慰剂治疗。早期移植组的新诊断的 T1D 患者在第一年接受间充质干细胞移植，晚期移植组(Late Tx)是在研究的第一年先接受安慰剂治疗，然后在确诊糖尿病至少一年后接受移植间充质干细胞。所有受试者均接受实验室血液测试、心电图(心电图)和胸部 X 光检查，以确认他们的整体健康状况。

研究结果

主要结果：安全性

移植不良事件

两组均未观察到与移植相关的严重不良事件。其中一个可能与移植间充质干细胞无关的不良事件，是两名患者(每组一名)出现轻微的注射部位反应，在服用低剂量的消炎药后症状减轻。高钾血间充质干细胞(MSC)组的 P-2和 P-4的淋巴细胞轻微增加，两者都发生在移植后12个月，似乎与治疗过程无关。

低血糖

低血糖事件（血糖水平低于70毫克/分升）是一个安全参数，也是一个疗效的结果。根据《不良事件通用术语标准》第5版（CTCAE V.5）对安全性进行评估。
CTCAE由美国国立卫生研究院、国家癌症研究所发布。最先用于肿瘤临床试验不良事件报告，针对每个不良事件进行了严重程度（severity）级别划分，最初设计的主要是为了更细致的了解剂量和不良反应之间的关系。与安慰剂组相比，MSC 移植组的 I 级(P = 0.0457)和 II 级(P < 0.001)低血糖发作次数和低血糖事件总数(P = 0.0164)显着降低(图2a)。与晚期的移植间充质干细胞相比，早期的移植间充质干细胞显著减少了 II 级低血糖事件的数量(P = 0.008，图2b)。

次要结果: 疗效

间充质干细胞与安慰剂的比较

①代谢指标

间充质干细胞组在移植12个月后显著降低了糖化血红蛋白的百分比(P = 0.043)，HbA1c 在第9个月有相当大的平均变化(P = 0.061，图c)。两组的C肽水平的具有差异(图 d)，接受间充质干细胞治疗的患者6个月的随访显示胰岛素依赖（EI）有所下降，但在12个月的随访中有轻微的上升，在12个月的随访中不耐受指数（LI）下降(图3f)。

图示：c. 糖化血红蛋白(HbA1c) ，d C肽，e 外源性胰岛素(eI) ，f 不耐受指数(LI)

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②免疫指标

IL-6和TNF-α 具有促炎作用，而IL-4，IL-10和TGF-β1具有抗炎作用。移植间充质干细胞作为一种免疫调节剂，显着增加了抗炎细胞因子 IL-4(P = 0.032)和 IL-10(P=0.30)(图a，b)。这种效应持续了12个月(图a，b)。6个月后 TNF-α 水平显著降低(P=0.027) ，12个月后降低幅度较大(图c)。

图示：间充质干细胞和安慰剂组细胞因子水平变化的比较

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在6-12个月的随访中，早期Tx组的TNF-α水平显着低于晚期Tx组。两组间IL-6水平无显著差异(P = 0.877)(图a，b)。在6-12个月的随访中，早期 Tx 组的IL-4和IL-10水平显着高于晚期Tx 组(分别为P6=0.025，P12=0.001和 P6< 0.001，P12 < 0.001)(图c,d)。在6个月(P = 0.038)和12个月(P= 0.016)的随访中，早期 Tx 组的 TGF-β1水平显着高于晚期 Tx 组(图e) ，这表明在新诊断的T1D 患者中 MSC 移植后成功地从促炎转变为抗炎细胞因子。

T-reg（调节性T）细胞不仅能预防人类的自体免疫疾病,还能协助抵御微生物感染。在MSC移植48小时后，T reg 细胞水平(P=0.0088)和FOXP3（调节性T细胞(Treg)的标志性分子）表达(P = 0.0004)显着增加。

图示：早期移植组和晚期移植组细胞因子水平的比较

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③运动干预

美国儿童协会指南建议5-18岁的成年人每周至少锻炼3天，每天锻炼60分钟以上，每周锻炼150分钟_[7,8]。本研究考虑部分患者通过每周3.5小时的运动时间来测量代谢和免疫学指标。
根据 ADA 建议，接受MSC并运动超过上述临界值的患者中 HbA1c的百分比，显着低于接受MSC或安慰剂但没有运动的患者。接受MSC并有足够运动水平的患者的 HbA1c 水平显著低于有足够运动水平的安慰剂组。

图示：结合运动的患者与MSC组和安慰剂组的代谢指数和细胞因子水平的比较

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与接受安慰剂且运动量低于推荐量的患者相比，有足够运动量的安慰剂组患者的血清 C肽水平显著提高。此外，有足够运动量的MSC 组患者的C肽水平明显高于运动较少的安慰剂组。

无论运动水平如何，接受 MSC 的患者的IL-10显着高于安慰剂组。与对照组相比，MSC组 TGF-β1水平显著升高，IL-6，TNF-α 和 IL-4的变化不显著。

结论

间充质干细胞移植的疗效是有价值的。研究者观察到在第12个月HbA1c 显著降低，在第9个月HbA1c显著降低。血清C肽水平较高，但并不显著，血清IL-4和IL-10水平显著升高，12个月后作为抗炎细胞因子的转化生长因子β1略有升高。此外，作为促炎细胞因子，在第6个月血清TNF-α 显著降低，同时在第12个月时IL-6水平适度降低。结果表明，间充质干细胞可提高血清IL-4水平，IL-4的抗炎特性可能阻止疾病进展。
一些研究表明，高血糖是由于β细胞数量减少和功能障碍引起的。其程度因患者的年龄和胰岛炎性程度而异。在与T1D发病相关的研究中，80%以上的β细胞功能损失是一个常见的发现。
与晚期移植相比，新诊断患者的早期MSC移植更好。这些好处包括在第3、6和12个月时 HbA1c 显著降低，在第3、6和9个月时 C肽水平显著升高，12个月时 TNF-α 水平显著降低，第6个月时作为促炎细胞因子的 IL-6水平略低。抗炎细胞因子IL-4、 IL-10和 TGF-β1在12个月时明显升高。
此外，与那些没有进行足够的运动并接受安慰剂治疗的患者相比，超过3.5小时/周的运动，加上间充质干细胞(mSC)移植可以显著降低糖化血红蛋白(hbA1c)水平，增加 C肽和 IL-10水平。移植间充质干细胞治疗的效果优于单独运动治疗，其 TGF-β1和 IL-10水平明显高于进行足够运动的安慰剂组患者。
这项研究有一些局限性。T1D是一种多因素疾病，可能受患者的生活方式、社会经济地位、压力水平、运动、饮食和其他已知和未知因素的影响，但该研究中没有考虑。因此，需要一些研究来评估这些因素对疾病进展的影响。国际儿童和青少年学会糖尿病（ISPAD）指出，在胰岛素治疗开始后的早期阶段（即蜜月期），部分缓解的重要性。这一时期反映了β细胞的部分恢复，胰岛素分泌增加，代谢指标，尤其是HbA1c和C肽，可以改善到接近正常的血糖状态。_{[9, 10]}
在这项研究中，由于所有参与者都是在诊断的早期阶段登记的，他们的病情可能会受到“蜜月期”的影响，这可能会掩盖MSC的影响。最后，关于糖尿病患者自体间充质干细胞治疗潜力的可能性降低，应考虑对同种异体间充质干细胞移植进行进一步评估。
综上，在T1D患者中移植MSC是安全的，在随访期间是可以耐受的。MSC移植可以改善患者的某些代谢指标，调节患者的免疫反应。与晚期移植相比，早期移植MSC可通过增加抗炎细胞因子和减少促炎细胞因子来显著改善代谢指标，减轻免疫反应。研究中观察到一个显着的促炎症细胞因子的转变，表明早期移植的MSC的好处。然而，需要对不同的细胞剂量和重复注射进行详细的研究，以达到预期的临床效果。
总体来说，间充质干细胞移植是安全有效的，而且其早期移植对于新确诊的伴有低血糖的 T1D 儿童来说是一种有希望的治疗方法。

参考文献

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作者：摩西

审校：南风 | 咏彤

声明：本文仅作为科普，拒不接受商业用途的转载申请，亦不构成任何建议。

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