再生医学治疗手段在糖尿病领域的探索

来源: 诺华制药/NovartisPharmaChina

“孩子,你要精彩而快乐地度过每一天,因为你的生命将比其他人短暂许多。”这是一个医生对10岁的Chris Stiehl说的一段话。1961年,Stiehl被诊断出患有1型糖尿病,“在那个年代,”医生说,“这种病的预后不是很好,治疗的结果也不太令人满意。”

Chris Stiehl在1961年时被诊断出患有1型糖尿病,
当时对于该疾病可选择的治疗手段非常有限。

像Stiehl这样被确诊为1型糖尿病的患者,不少首次确诊的时间都是在孩童时期,他们的血糖通常非常难以控制在正常水平。为了维持生命,他们依赖于胰岛素的注射,这是一种能够将血糖转化为机体可以利用的能量的激素。

由于无法对血糖非常精准地控制,病人长期承受着心脏动脉受损、寿命平均缩短10年的风险。全美患有该类型糖尿病超过50年还仍然活着的仅有3000人,Stiehl是其中之一,他最终为人夫、为人父,并且还成为了一名工程师工作到退休。即使有了现代化的治疗手段,能够对血糖进行实时监测,还有了包括胰岛素泵、长效胰岛素、速效胰岛素等多种可以选择的胰岛素剂型,然而血糖的控制依然是长期困扰患者的问题

1型糖尿病发生的原因是患者自身的免疫系统错误地把胰腺中的胰岛β细胞当做敌人并对其发动攻击。而胰岛β细胞的作用正是分泌胰岛素并维持人体的血糖水平的稳定。由于1型糖尿病患者体内的胰岛β细胞数量过少,所以β细胞的功能只能用药物以及其他仪器替代。

近期诺华的一个研究团队已经发现了能够让胰岛β细胞再生的方法,一个许多人都认为不可能成功的研究成果,该发现被刊登在2015年10月26日的Nature Communications网站上。虽然这项研究尚处于早期阶段,但通过口服药物来恢复胰岛β细胞并从根本上治疗糖尿病的可能已经指日可待。

青少年糖尿病研究基金会参与资助了这项研究。基金会的首席科学官Richard Insel说:“这是首个被证实能够刺激人类胰岛β细胞再生的化合物,虽然研究的过程有些曲折,但这个团队还是开辟了糖尿病治疗的新天地。”

不断增加的挑战

根据青少年糖尿病研究基金会的统计,在美国有125万人患有1型糖尿病,而全球总共约有3.71亿人患有1型糖尿病或胰岛素依赖的2型糖尿病。在过去的40年里,被诊断患有1型糖尿病的人数逐年递增,尤其是在发达国家,因此有效控制糖尿病的挑战也越来越大。

Chris Stiehl保持着1型糖尿病患者典型的生活规律。每次进餐前他都会给自己注射速效胰岛素,全天候用动态血糖仪不间断地监测血糖水平,随身携带胰岛素泵以便根据血糖的变化随时补充胰岛素。即便如此,他的血糖情况每天都有所不同,有时候因为胰岛素注射过多而造成低血糖,有时候则因为胰岛素用少了引起血糖升高。最近一次他在加利福尼亚大学授课的时候,血糖检测仪报警显示血糖过低,他立即用血糖测试纸做了手指针测试,发现血糖已经处于非常危险的水平。尽管他马上拼命地大口喝苹果汁来升高血糖,最后还是昏了过去。Stiehl说:“当我再度醒来的时候,医护人员已经站在了我的身边。”

新技术的挑战

让胰岛β细胞再生并非新鲜话题,事实上,这个想法在小鼠身上早已成功验证,然而在啮齿类动物身上奏效的治疗手段却始终无法适用于人类

位于加州的诺华研究院基因研究所负责药物发现的Bryan Laffitte说:“人们对此早已不抱希望。”

但还是有一些具有启发性的现象,例如人体B细胞会在婴儿期分裂,一些患有1型糖尿病的成人体内也有B细胞再生的迹象。“这样的现象虽然非常罕见,但还是给我们带来了一点希望

Laffitte的团队投入了最先进的技术,通过高灵敏的检测方式来观察β细胞在培养时的分裂情况,借此最大可能的发现有效化合物。用此方法,他们测试了多达200万种化合物,观察其中是否有化合物能够促进细胞的分裂,最终锁定了几个对人和小鼠β细胞都适用的物质。

进一步的实验发现,再生后的β细胞可以发挥其正常功能,能够根据血糖值的高低来分泌胰岛素。Laffitte说:“胰岛β细胞能够再生真的很让人激动,但是如果再生的细胞不能发挥作用的话,对于患者而言还是没有任何意义”。

最有说服力的实验证据是,当我们给予患1型糖尿病的小鼠一定剂量的实验药物后,两周内这些小鼠对自身血糖的控制能力在不断提高。Laffitte说:“我们看到了巨大的进步,这个实验结果是毋庸置疑的。”随后的进一步检查发现,服用药物的小鼠体内胰岛β细胞的数量增加到了原来的两倍。“当我们看到这样的现象时,我们确信这是一个重大的发现”Laffitte说。

准备踏上更远的征程

对于Laffitte的团队而言,当前的成功意味着他们的研究即将开启新的阶段。

 大多数研究都是在研究的不同阶段,由不同的团队参与,在诺华Laffitte团队中,某个研究的核心小组则从头到尾无间断地致力于同一项研究。这种模式让科学家将全部精力投入于一个研究方向,不断从早期实验的失败和成功中获得经验,并坚持完成全部研究过程。

Chris Stiehl和他的妻子Lorraine,Chris Stiehl
幸运地成为了美国仅有的3000名
患有1型糖尿病超过50年还仍然活着的病患之一。

 “我们尝试的很多事情都失败了,这并不好玩儿。” Laffitte说:“你必须对自己所做的事有真正的信念才能坚持到底”。

目前他的团队正致力于研究他们的药物是如何刺激胰岛β细胞再生,他们希望找到一种既能刺激β细胞生长又不会引起其他细胞进行复制的化合物。
 
“我们希望找到一种即安全又有效的化合物” Laffitte说。在找到这个化合物并将之推入临床研究之前还有很多的工作要做。

对于Stiehl而言,能让β细胞再生的治疗方式颇具吸引力。他已经和1型糖尿病战斗了55年了,他非常希望能够尝试新的治疗手段。“我曾经被预言只能活到50岁,但现在我已经65岁了”,Stiehl有些激动的说:“我们一起继续努力吧。”

Reference:
作者: Elizabeth Dougherty
来源: NERD Blog
图片提供:David Mack/SciencePhoto Library