全球干细胞治疗糖尿病临床研究进展综述

国际糖尿病联盟(IDF)正式发布了第10版《全球糖尿病地图》。报告显示，2021年约有5.366亿糖尿病患者(20-79岁)，预估2030年上涨至6.427亿，预估2045年上涨至7.832亿。每年有420万人死于糖尿病，我国有近1.3亿糖尿病患者。其中，1型糖尿病（T1D）占全球糖尿病病例的大约10％，2型糖尿病（T2D）占90%左右。

1型糖尿病（T1D），也称为胰岛素依赖型糖尿病或少年型糖尿病，通常在年轻人（通常是儿童和青少年）中发生。1型糖尿病的主要病因是免疫介导的胰岛β细胞的自身免疫破坏，导致胰岛素分泌不足或完全缺乏。1型糖尿病患者需要终身注射外源性胰岛素以维持正常的血糖水平。1型糖尿病的临床特点包括突然发病、胰岛素依赖、体重正常或较瘦、高血糖症状明显，例如多尿、多饮、多食、体重下降、乏力等。

2型糖尿病（T2D），也称为成年型糖尿病或非胰岛素依赖型糖尿病，通常在成年人中发生，尤其是中老年人。2型糖尿病的主要病因是胰岛素抵抗和胰岛β细胞功能减退。2型糖尿病患者需要口服药物、胰岛素或其他药物来管理血糖水平。2型糖尿病的临床特点包括渐进发病、胰岛素抵抗、体重增加或肥胖、高血糖症状可能不明显或轻微，例如疲劳、多饮、多食等。

糖尿病已经是一种全球范围内广泛存在的慢性代谢性疾病，严重影响患者的生活质量和健康。传统的治疗方法包括药物治疗、生活方式干预和胰岛素替代疗法等，但这些方法在一些病例中可能存在限制和不足。

近年来，干细胞治疗作为一种新型治疗方法引起了广泛关注，并在全球范围内进行了临床研究。本文将对干细胞治疗糖尿病的临床研究进展、效果和挑战进行综述。

01干细胞治疗糖尿病的临床研究进展

干细胞作为一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞，被认为具有潜在的治疗糖尿病的能力。全球范围内已经进行了多项临床研究，探究干细胞治疗糖尿病的有效性和安全性。就目前众多公开临床研究统计，干细胞治疗糖尿病主要有两大策略，如下：

第一类是功能性胰岛细胞，作用是细胞替代，分泌生产胰岛素。

一是利用多能干细胞（包括hESC和iPSC），定向分化产生功能性类β细胞；二是利用其它组织器官细胞（例如胃肠上皮细胞或胰腺外分泌细胞），通过基因重编程、转分化获得功能性类β细胞；三是利用胰岛成体干细胞产生胰岛类器官，获得各种胰岛功能细胞。

值得关注的是：人胚胎干细胞来源的胰岛移植，已经进入了I期和II期临床试验「1」。多能干细胞替代疗法克服了供体不足的障碍，但仍面临免疫排斥的风险。结合新的生物材料，形成胶囊包裹，可以降低免疫排斥反应。胶囊化细胞（将移植的胰岛细胞包裹在胶囊内的免疫保护策略），通过多能干细胞来源的胰岛类器官与胶囊、微胶囊技术相结合，建立一道免疫屏障，避免引起免疫排斥反应「2」。但是这也有一定的问题要解决：β细胞代谢非常旺盛，对氧气和营养物质的需求很大，而免疫屏障让移植细胞很难直接发生血管化。

以上这些路径的共同点是：产生新的功能胰岛细胞，直接代替依赖于捐赠者的供体胰岛。

第二类是间充质干细胞，作用是调节免疫功能，保护患者体内的β细胞，改善胰岛环境，从而减轻糖尿病症状。

间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）既能够支持、保护β细胞，可能还是β细胞的来源之一。间充质干细胞移植对2型糖尿病（T2D）患者有效，但其在1型糖尿病（T1D）患者中的疗效还存在争议，因为间充质干细胞在体外分化为功能性β细胞的能力较差，且在体内没有发生转分化。

02干细胞治疗糖尿病的临床给药方式及作用机制

第一类：多能干细胞的临床试验，一般是局部给药，移植部位是肝门静脉或大网膜。

治疗作用机制：通过产生功能成熟的、胰岛素生成细胞，重建血糖稳态。临床试验可使用单独的多能干细胞衍生的β细胞移植，也可使用封装的多能干细胞衍生β细胞的产品。多能干细胞衍生的功能性胰岛细胞，移植后可分泌胰岛素，重建血糖稳定，可能治疗甚至治愈1型糖尿病。如果我们能找到一种技术：既能发挥胰岛细胞分泌作用，又能避开免疫系统的攻击。那么，无疑是治疗1型糖尿病的大杀器，而胰岛β细胞封装术正好满足这些条件。

第二类：间充质干细胞的临床试验，一般是静脉给药。

治疗作用机制：通过间接方式支持胰岛的健康和生存（即改善胰岛微环境和调节免疫），有益作用是通过减轻炎症来实现的。间充质干细胞治疗1型糖尿病争议颇多。间充质干细胞治疗2型糖尿病临床试验，可有效降低血糖水平、减少外源的胰岛素使用剂量，但疗效并未达到预期且不持续。

03干细胞治疗糖尿病的安全性和有效性

在全球范围内，干细胞治疗糖尿病的临床研究也在不断进行。例如发表在《Diabetes，Metabolic Syndrome and Obesity》期刊的最新综述详细地介绍了从2011年到2021年，十年间全球开展的间充质干细胞（MSCs）治疗2型糖尿病的临床试验，通过多方面试验数据对比分析，综合评价MSCs治疗2型糖尿病的安全性和有效性。

结果显示，在12个月的随访期间,用间充质干细胞治疗病人,减少了抗糖尿病药物的剂量分析。有效的治疗剂量从1×106细胞/公斤到3.7×106细胞/公斤不等。治疗后，HbAc1（糖化血红蛋白）水平平均降低32%，空腹血糖水平平均降低45%。在2项试验中，C-肽水平平均降低了38%，在4项试验中增加了36%。所有试验中都没有发现严重的不良事件。该分析得出结论，MSC对2型糖尿病的治疗是安全和有效的「3」。

在中国，多个机构进行了干细胞治疗糖尿病的临床研究。例如，2022年10月15日，北京大学深圳医院内分泌科在《World J Diabetes》杂志发表了一篇关于《人脐带间充质干细胞治疗2型糖尿病的有效性和安全性》的文章，文章主要关注人脐带间充质干细胞（hUC-MSC）输注治疗2型糖尿病的有效性和安全性。临床结果提示输注hUC-MSC可改善血糖，恢复胰岛β细胞功能，减少降糖药用量，无严重不良反应「4」。

2022年5月，解放军总医院内分泌科母义明教授、生物治疗中心韩卫东教授等专家在《Stem Cells Research&Therapy》杂志上发表了一篇论文，公布了单中心、随机、双盲对照间充质干细胞治疗2型糖尿病II期临床的研究结果。

在这项实验中，共有93名2型糖尿病患者被随机分配接受脐带间充质干细胞抑制或安慰剂治疗，最终共有73名患者完成了试验，其中使用脐带间充质干细胞治疗的实验组中有5人在治疗后10到13个月的随访时间内摆脱了对胰岛素的依赖，而安慰剂组则没有一例成功「5」。

综上所述，干细胞治疗糖尿病的临床效果目前尚处于初步阶段，尚需进一步深入研究和验证。已有的临床研究结果显示，干细胞治疗对改善患者的胰岛素敏感性、胰岛素分泌和糖代谢指标等方面可能具有一定的益处。此外，一些初步的临床试验还显示，胰岛干细胞、脂肪干细胞和造血干细胞等也可能具有潜在的治疗效果，但仍需进一步验证。

04干细胞治疗糖尿病的挑战

干细胞治疗糖尿病面临着一些挑战和限制。

首先，干细胞治疗尚处于临床研究阶段，尚需更多的临床试验来验证其安全性和有效性。虽然已有的临床试验显示干细胞治疗对糖尿病具有一定的潜在益处，但仍需进行更大规模、更长期的临床研究来进一步评估其效果和安全性。

其次，干细胞治疗糖尿病涉及到干细胞的来源、制备、存储和应用等多个环节，存在一定的技术难题。不同类型的干细胞在来源、特性和应用方面存在差异，需要深入研究和优化。

此外，干细胞治疗糖尿病还涉及到免疫排斥、安全性和长期效果等问题。由于干细胞具有一定的免疫学特性，患者在接受干细胞治疗时可能存在免疫排斥的风险。因此，如何避免或减轻干细胞治疗中的免疫排斥反应，是一个亟待解决的问题。此外，长期效果的评估也是干细胞治疗糖尿病面临的挑战之一，需要更长时间的随访和观察，以评估其治疗效果的持久性和稳定性。

05展望和未来趋势

尽管干细胞治疗糖尿病面临一系列的挑战和限制，但其潜在的临床应用前景仍然令人期待。随着科技的不断进步和研究的深入，干细胞治疗糖尿病有望在未来得到更广泛的应用。

• 首先，随着干细胞技术的不断发展，会出现更多新型干细胞的应用，例如诱导多能干细胞（iPSCs）和基因编辑技术应用于干细胞治疗，这可能进一步改善干细胞治疗糖尿病的效果和安全性。诱导多能干细胞是一种经过基因重编程的成体细胞，具有类似胚胎干细胞的特性，但避免了胚胎的使用和免疫排斥的风险。基因编辑技术，如CRISPR-Cas9，可以对干细胞进行精准的基因修饰，从而改善其治疗效果和减少潜在的安全风险。
• 其次，临床试验的不断推进和研究的深入，有望进一步验证干细胞治疗糖尿病的安全性和有效性。临床试验是评估新药物和治疗方法安全性和有效性的重要途径，随着越来越多的临床试验在干细胞治疗糖尿病领域展开，将为其临床应用提供更为可靠的证据。
• 此外，随着生物技术和生物制造技术的发展，可能出现更加高效、安全和可扩展的干细胞生产方法，从而降低干细胞治疗的成本，提高其可实施性和可普及性。这将有助于干细胞治疗糖尿病在临床实践中更广泛地应用。

最后，社会对干细胞治疗的认知和接受度也可能影响其未来的发展。随着公众对生物技术和医学研究的关注不断增加，对干细胞治疗糖尿病的认知和接受度可能会提高，从而推动其研究和应用的发展。

综上所述，干细胞治疗糖尿病作为一种前沿的生物医学技术，具有巨大的潜力和机遇。尽管面临一系列的技术、临床、伦理和法律等挑战，但随着科技的不断进步和研究的深入，干细胞治疗糖尿病有望在未来成为一种更加安全、有效且可广泛应用的治疗手段，为糖尿病患者带来新的希望和机会。

参考文献：

「1」Eleonora de Klerk, Matthias Hebrok，Stem Cell-Based Clinical Trials for Diabetes Mellitus，Front Endocrinol (Lausanne). 2021 Feb 26;12:631463. doi: 10.3389/fendo.2021.631463. eCollection 2021.

「2」Suya Du, Yanjiao Li, Zhen Geng，Engineering Islets From Stem Cells: The Optimal Solution for the Treatment of Diabetes?，Front Immunol. 2022 Apr 27;13:869514. doi: 10.3389/fimmu.2022.869514. eCollection 2022.

「3」Aanchal Mathur, Sebastien Taurin, Sfoug Alshammary，The Safety and Efficacy of Mesenchymal Stem Cells in the Treatment of Type 2 Diabetes- A Literature Review，Diabetes Metab Syndr Obes. 2023 Mar14;16:769-777.doi:10.2147/DMSO.S392161. eCollection 2023.

「4」Xiao-Fen Lian, Dong-Hui Lu, Hong-Li Liu，Effectiveness and safety of human umbilical cord-mesenchymal stem cells for treating type 2 diabetes mellitus，World J Diabetes. 2022 Oct15;13(10):877-887.doi:10.4239/wjd.v13.i10.877.

「5」Li Zang, Yijun Li，Yiming Mu，Efficacy and safety of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in Chinese adults with type 2 diabetes: a single-center, double-blinded, randomized, placebo-controlled phase II trial，Stem Cell Res Ther. 2022 May 3;13(1):180. doi: 10.1186/s13287-022-02848-6.

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