幹細胞，人體內的「活藥廠」

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一直以來，外源性胰島細胞都繞不過免疫系統

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作者｜摩西

移植胰島細胞是治療糖尿病的一個很有希望的方法，然而，接受這種移植的患者必須服用藥物以防止他們的免疫系統排斥移植的細胞，因此這種治療並不常用。

為了使這種治療更可行，麻省理工學院的研究人員現在設計了一種封裝的方法，將治療細胞封裝在一個靈活的保護裝置，在防止免疫排斥的同時允許氧氣和一些重要的營養物質到達細胞。當身體需要胰島素或其他蛋白質時，這些細胞也能分泌出來。

✔ 麻省理工學院的研究人員設計了一種方法，將治療性細胞(如胰島細胞)封裝在一個靈活的保護裝置中，用於治療糖尿病。

麻省理工學院科赫綜合癌症研究所(Koch Institute For Integrative Carcinoma Research And Institute For Medical Engineering And Science)的成員、該研究的資深作者丹尼爾·安德森(Daniel Anderson)表示：「我們的想法是制造一個可以植入患者體內的活藥廠，它可以根據需要分泌藥物，我們希望這樣的技術能被用於治療許多不同的疾病，包括糖尿病。」

在一項動物實驗中，研究人員表示，經基因工程改造的人體細胞至少可以存活五個月（甚至更長）的時間，以實現對糖尿病、血友病等慢性病的長期治療。

保護效果

1型糖尿病的患者通常需要每天注射幾次胰島素，以保持血糖水平處在健康範圍內。自1999年以來，一小部分糖尿病患者接受了移植的胰島細胞，這些細胞可以替代他們無功能的胰腺。雖然治療通常是有效的，但這些患者必須服用的免疫抑制藥物控制並發症。

幾年來，安德森的研究團隊一直致力於如何保護移植細胞免受排異的研究。安德森說：「我們希望能夠將細胞植入患者體內，這些細胞即可以正常分泌胰島素等治療因子，又能免於人體排斥。」「如果能研發出一種可以保護移植細胞不受免疫抑制的設備，那麼真的可以幫助很多人。」

✔ 設備設計和操作示意圖：這是一種密封在具有可控孔徑的聚合物膜上的微型裝置，允許大分子交換，但防止免疫細胞的浸潤，如T細胞不能進入和攻擊移植細胞。

為了保護移植的細胞不受免疫系統的影響，研究人員將它們安置在一個由矽基彈性體(聚二甲基矽氧烷)和一個特殊的多孔膜構成的裝置中，然後用一種叫做thpt的小分子藥物在裝置的外表面塗上一層。在先前的一項研究中，研究人員發現這種分子有助於預防纖維化，即當免疫系統攻擊異物時產生的疤痕組織的積聚。

在對糖尿病小鼠的研究結果中顯示，微型裝置中的胰島細胞在被移植小鼠體內維持正常血糖水平超過10周，這讓該研究團隊離設想的目標又進了一步。不過最後研究人員說，最終應用於人體還需要很長一段路要走。

幹細胞治療糖尿病

一直以來，保護移植細胞免受抑制是糖尿病細胞治療的關鍵點，科學家們也是絞盡了腦汁，但面對龐大的糖尿病患者群體，著實是等不起。供體不足和免疫排斥原因，限制了胰島細胞移植在臨床上的廣泛應用。

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隨著生物醫學的發展，科研學者們將研究重點轉向了尋求具有分化為胰島素分泌細胞潛能的幹細胞。幹細胞或許更符合「活藥廠」的這個比喻，它具有自我更新並能多向分化成多種組織細胞類型的特點，讓科學家們可以生產出充足的分泌胰島素的細胞資源，滿足β細胞替換、達到胰島素非依賴的廣泛需求；

以及幹細胞可以通過釋放可溶性生長因子和細胞因子來刺激新血管的形成和調節炎症的特性，使其在糖尿病並發症的治療中大有可為。幹細胞治療同時也具備不良反應小、血糖穩定、預後好等優點。

截止2020年4月5日，在Clinicaltrials.gov官網數據顯示，有關幹細胞治療糖尿病相幹的登記註冊的臨床試驗有202項，在中國開展的有39項，其中8項已經完成。可見我國同美國、歐洲一並，是在此項研究領域最為活躍的地區之一。

在運用幹細胞治療糖尿病及其並發症的臨床研究中，已有數項突破性成果。2012年南京大學附屬鼓樓醫院的試驗結果顯示，13例初1型糖尿病患者，經幹細胞治療後外源性胰島素用量明顯減少，其中3人停用外源性胰島素治療。

同年如瑞金醫院、鼓樓醫院、青醫附院、福州總醫院等先後發表多篇幹細胞治療1型糖尿病的臨床研究。這些研究發現，接受幹細胞治療的患者最多可以脫離胰島素治療達3年以上，平均緩解時間為16個月左右。

相信隨著幹細胞理論和技術的發展，幹細胞將成為胰島細胞移植的替代資源，未來無需為供體不足、免疫排斥等問題發愁，從細胞和基因層面治療糖尿病，達到臨床治愈。

參考資料

A retrievable implant for the long-term encapsulation and survival of therapeutic xenogeneic cells.