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免疫調節新范式:三系細胞療法攻克1型糖尿病的進(jìn)展與突破

型糖尿?。═1D)是一種自身免疫性疾病,其特征是胰腺中分泌胰島素的β細胞遭到破壞。盡管胰島素療法和β細胞替代治療取得了進(jìn)展,但針對疾病根本原因(即機體對β細胞免疫耐受的喪失)的根治性療法仍未實(shí)現。當前免疫重塑策略聚焦于胰腺自身抗原特異性干預,通過(guò)過(guò)繼轉移體外擴增的調節性細胞——包括間充質(zhì)干細胞(MSCs)、調節性T細胞(Tregs)及樹(shù)突狀細胞(DCs),統稱(chēng)調節性細胞療法。

免疫調節新范式:三系細胞療法攻克1型糖尿病的進(jìn)展與突破

近期,歐洲免疫學(xué)雜志主頁(yè)發(fā)表了一篇“1型糖尿病調控細胞療法的進(jìn)展:新興戰略與未來(lái)方向”的文獻綜述[1]。

1型糖尿病調控細胞療法的進(jìn)展:新興戰略與未來(lái)方向

本綜述旨在概述當前正在開(kāi)發(fā)的基于調節性細胞的1型糖尿病治療方案。多項臨床試驗已證實(shí)向T1D患者體內輸注調節性細胞的安全性,但僅報告了輕微的有效性跡象。在病程較短且殘余β細胞量較高的患者中觀(guān)察到最具前景的療效,這表明早期干預可能帶來(lái)臨床獲益。該療法仍面臨重大挑戰,包括輸注產(chǎn)品的長(cháng)期療效和穩定性。

未來(lái),將調節性細胞療法與免疫調節劑或胰島β細胞修復策略相結合,可能成為實(shí)現T1D功能性治愈的關(guān)鍵。

什么是1型糖尿病,目前治療1型糖尿病主流方式有哪些?

1型糖尿?。═1D)是一種慢性自身免疫性疾病,其特征是主要由自身反應性T細胞驅動(dòng)選擇性破壞胰島素分泌β細胞,導致胰島素缺乏和高血糖。

當前臨床管理依賴(lài)外源性胰島素治療,但需持續監測血糖水平并逐步增加劑量。臨床試驗表明,Teplizumab短期療程可顯著(zhù)延緩T1D患者高風(fēng)險非糖尿病親屬的臨床發(fā)病進(jìn)程,并顯著(zhù)提升新診斷T1D患者的刺激后C肽水平。這些成果促成Teplizumab成為首個(gè)獲批治療T1D的藥物,通過(guò)保護β細胞功能延緩疾病進(jìn)展,為改變病程提供了新治療選擇。

替代受損胰島素分泌細胞的策略主要包括胰島移植或胰島素聯(lián)合降糖藥物改善代謝控制。自2000年代初埃德蒙頓方案實(shí)施以來(lái),胰島移植已成功應用于血糖控制不穩定的患者,其安全性和有效性得到廣泛證實(shí)。但該技術(shù)受限于供體胰腺稀缺、胰島提純效率低及需終身免疫抑制等問(wèn)題。為突破這些限制,新型胰島移植位點(diǎn)、封裝系統及自體誘導多能干細胞(iPSC)源胰島移植等研究已取得積極進(jìn)展。


最近有報道稱(chēng),一名長(cháng)期患有1型糖尿病 (T1D) 的患者在移植自體iPSC衍生胰島后,經(jīng)過(guò)1年的隨訪(fǎng),血糖水平仍維持正常。

為保護β細胞功能并改善代謝控制,胰高血糖素樣肽-1受體激動(dòng)劑(如利拉魯肽)作為胰島素輔助治療,可降低胰島素需求量并優(yōu)化血糖控制。

盡管上述療法為T(mén)1D治療開(kāi)辟了新途徑,但均未針對疾病根源——即自身反應性T細胞介導的β細胞免疫攻擊。因此,重建胰腺抗原免疫耐受仍是未滿(mǎn)足的醫療需求。在此背景下,多種基于調節性細胞的療法已在臨床試驗中開(kāi)發(fā)驗證。

免疫調節新范式:三系細胞療法攻克1型糖尿病的進(jìn)展與突破

本綜述將重點(diǎn)闡述基于過(guò)繼轉移免疫調節細胞(包括干細胞樣細胞、T淋巴細胞及抗原呈遞細胞)的最新治療進(jìn)展(圖1),這些療法旨在逆轉T1D自身免疫反應。此類(lèi)策略有望與β細胞替代/保護方案形成互補:在T1D早期階段阻斷對殘余功能β細胞的免疫攻擊,或在長(cháng)期患者中保護新重建的胰島素分泌細胞。

圖1:為恢復1型糖尿?。═1D)耐受性而提出的過(guò)繼細胞治療策略示意圖。
圖1:為恢復1型糖尿?。═1D)耐受性而提出的過(guò)繼細胞治療策略示意圖。

目前正在臨床試驗(上圖)或臨床前開(kāi)發(fā)(下圖)中研究的策略,基于干細胞(左圖)、Tregs(中圖)或DCs(右圖)。

1、干細胞療法通過(guò)免疫調節治療1型糖尿?。鹤钄唳录毎茐?/strong>

自體造血干細胞療法:基于”在重建初始免疫耐受系統前清除自身反應性免疫細胞”的理論基礎,結合造血干細胞(HSCs)已知的免疫調節活性,自體HSC移植已應用于T1D患者治療。

該療法在短中期內可維持良好代謝控制,顯著(zhù)提升胰島素非依賴(lài)性。但長(cháng)期隨訪(fǎng)數據有限,且存在不同程度的自身免疫復發(fā)率。盡管療效確切,由于存在致命并發(fā)癥風(fēng)險及需精準篩選獲益患者亞群,其風(fēng)險獲益比仍存爭議。

為降低自體HSC移植后疾病復發(fā)風(fēng)險,目前正研究改造HSCs使其表達共抑制分子程序性死亡配體1(PD-L1)的新策略。該創(chuàng )新療法可能通過(guò)PD1-PD-L1抑制軸作用于自身反應性T細胞,從而規避T1D患者自體HSC移植后的復發(fā)風(fēng)險。

創(chuàng )新間充質(zhì)干細胞療法:目前學(xué)界亦在探索替代性干細胞方案以規避HSC移植風(fēng)險。間充質(zhì)干細胞(MSCs)作為成纖維細胞樣多能基質(zhì)細胞,可從多種組織中分離。MSCs通過(guò)釋放可溶性因子或細胞間接觸機制重塑免疫反應,抑制效應T細胞功能。

異體HSC移植后直接注射MSCs治療移植物抗宿主病的實(shí)踐已顯示免疫調節效應,進(jìn)而推動(dòng)其在實(shí)體器官移植及類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎、克羅恩病、多發(fā)性硬化癥和系統性紅斑狼瘡等自身免疫/炎癥疾病中的應用。多項研究證實(shí)其雖效果短暫但具臨床獲益。

對T1D而言,MSCs兼具促進(jìn)β細胞再生與免疫調節雙重潛力。臍帶血(UCB)或骨髓源MSCs的直接體內給藥已在T1D不同病程(新發(fā)/長(cháng)期)患者中測試(表1)。

表1:干細胞通過(guò)免疫調節治療1型糖尿病的臨床試驗
表1:干細胞通過(guò)免疫調節治療1型糖尿病的臨床試驗

目前有限數據表明其安全性良好,干細胞治療1型糖尿病且在保護β細胞功能方面具治療潛力,但仍需更廣泛長(cháng)期試驗驗證持續獲益。

干細胞教育療法應用:免疫調節M(mǎn)SCs的應用正向體外方向拓展:通過(guò)單核細胞與貼壁UCB-MSCs共培養實(shí)現免疫重編程。

這種”干細胞教育療法”(SCE)已在涵蓋兒童/成人、不同病程的T1D患者臨床試驗中驗證(表1)。結果證實(shí)SCE安全性及其重塑外周T細胞區室的能力:增加調節性T細胞(Tregs)與CD4+初始T細胞,恢復細胞因子平衡。短期代謝控制僅輕微改善,而β細胞保護效應僅見(jiàn)于治療時(shí)具殘余β細胞功能的患者。

外泌體療法拓展:基于MSCs旁分泌活性的胞外囊泡(如外泌體)療法,經(jīng)炎癥性疾病驗證具臨床潛力,現正于T1D臨床試驗(NCT02138331)評估其應用價(jià)值。該策略規避了活細胞移植風(fēng)險,為免疫調節提供新路徑。

大量正在進(jìn)行的臨床試驗的結果可能會(huì )揭示基于干細胞的療法治療1型糖尿病的潛力。

2、調節性T細胞療法:重建1型糖尿病的免疫耐受性

調節性T細胞(Tregs)——包括表達叉頭框P3的Tregs(FOXP3+Tregs)和分泌IL-10的1型調節性T細胞(Tr1)——被公認為維持健康與疾病狀態(tài)下外周免疫耐受的關(guān)鍵細胞。在T1D患者中,研究顯示存在Tregs穩定性、功能及數量的缺陷,或效應細胞對抑制作用的抵抗。

體外擴增的自體多克隆CD4+CD127loCD25+Tregs是首個(gè)應用于T1D兒童及成人患者的Treg療法(臨床試驗號:ISRCTN0612846, NCT01210664, Treg-TID研究)(表2)。

結果證實(shí)該方法安全性良好,但療效僅見(jiàn)于兒童隊列:隨訪(fǎng)1年時(shí)β細胞功能得以維持,且病程較短患兒代謝改善更顯著(zhù)。然而2年后所有患者疾病進(jìn)展均需依賴(lài)胰島素治療。

表2:調節性T細胞療法治療1型糖尿病的臨床試驗
表2:調節性T細胞療法治療1型糖尿病的臨床試驗

近期開(kāi)展的Trex研究(NCT02691247,表2)將體外擴增Treg療法應用于更大規模的新發(fā)T1D兒童隊列。結果顯示:無(wú)論輸注劑量高低,Treg均未能保護殘余β細胞功能。值得注意的是,體外增殖率較低的細胞產(chǎn)品與C肽下降減緩相關(guān),提示Treg療效可能與其增殖特性呈負相關(guān)。

臍帶血Tregs與IL-2聯(lián)用挑戰

臍帶血源Tregs試驗(NCT02932826/NCT03011021)顯示病程較短者療效更優(yōu)。輸注Tregs因體內IL-2不足快速衰減,IL-2聯(lián)合療法(TILT試驗,NCT02772679)雖維持Tregs數量卻未能保護胰島功能。新型嵌合IL-2構建體(TiilT項目)通過(guò)靶向炎癥位點(diǎn)增強Tregs存活與控制炎癥能力。

B細胞清除聯(lián)合療法突破

Tregs聯(lián)合利妥昔單抗清除B細胞(ISRCTN37116985)實(shí)現部分患者2年胰島素非依賴(lài),亞組治療12年后仍處臨床緩解期。針對癥狀前期T1D的聯(lián)合療法試驗(NCT06688331)有望揭示病程對療效影響。?

工程化Tregs成為調節性T細胞療法治療1型糖尿病的新方向

總體而言,目前的結果表明輸注的Treg缺乏長(cháng)期療效,因此對該領(lǐng)域提出了新的挑戰。為了改進(jìn)Treg療法,正在研究增強Treg功能的策略,包括利用轉基因T細胞受體 (TCR) 進(jìn)行工程改造。事實(shí)上,已經(jīng)從胰島浸潤的致病T細胞中分離出3種TCR。

  • 01、ARTiDe聯(lián)盟結合機器學(xué)習方法、體外和體內臨床前研究以及臨床級流程,旨在開(kāi)發(fā)新型TCR工程化Treg,以在針對1型糖尿病 (T1D) 患者的I期臨床試驗中進(jìn)行測試。與此同時(shí),
  • 02、Abata Therapeutics開(kāi)發(fā)了HLA-DR4限制的胰島素原靶向TCR工程化 Treg,可在體外直接或通過(guò)感染耐受機制微調自身免疫反應。
  • 03、ABA-201產(chǎn)品預計預計2025年啟動(dòng)I期臨床試驗

關(guān)鍵瓶頸:靶點(diǎn)選擇(如HPi2-CAR因Tregs自身表達靶抗原導致失?。?/p>

總體而言,在1型糖尿病 (T1D) 研究中,Treg療法旨在通過(guò)改善其特異性并提高體內強度和存活率來(lái)增強注入的Treg產(chǎn)品。

3、耐受性樹(shù)突狀細胞:逆轉1型糖尿病的自身免疫

樹(shù)突細胞(DCs)是主導適應性免疫應答的專(zhuān)業(yè)抗原呈遞細胞(APCs)。耐受性DC(TolDCs)作為特定DC亞群,其特征為低表達共刺激分子、分泌抗炎細胞因子,并能調節效應T細胞應答、誘導T細胞失能或促進(jìn)Tregs分化。TolDCs可從循環(huán)單核細胞體外誘導生成,使其成為”反向疫苗接種”策略的理想工具。

近20年前,T1D成為首個(gè)接受過(guò)繼性TolDC療法的自身免疫病。該研究中(NCT00445913),通過(guò)靶向CD40-CD80-CD86的反義寡核苷酸維持DC未成熟狀態(tài),輸注至完全確診的T1D患者(表3)。

表3:耐受性樹(shù)突狀細胞治療1型糖尿病臨床試驗
表3:耐受性樹(shù)突狀細胞治療1型糖尿病臨床試驗

治療耐受性良好,但未觀(guān)察到血糖控制改善。鑒于該方案的安全性,后續在近期發(fā)病及新發(fā)T1D患者中啟動(dòng)兩項試驗(NCT01947569, NCT02354911),結果尚未公開(kāi)(表3)。

新型耐受性樹(shù)突狀細胞制備技術(shù)與初步驗證

耐受性樹(shù)突細胞(TolDCs)還可通過(guò)以下流程制備:在單核細胞向DC分化階段,使用維生素D3(VitD3)和地塞米松(Dexa)處理,隨后負載自身抗原(即VitD3/Dexa TolDC)。

該方案曾用于治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎(AutoDECRA試驗,NCT01352858),并成功抑制類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節炎進(jìn)展。

應用于T1D時(shí),負載HLA-DR4限制性前胰島素肽(C19-A3)的該方案雖安全性良好,但因患者β細胞功能?chē)乐厮ソ呶锤纳蒲?,但顯著(zhù)降低抗原特異性T細胞應答并誘導長(cháng)效IL-10分泌細胞。

創(chuàng )新聯(lián)合療法與靶向突破

兩項進(jìn)行中試驗探索:1)PipepTolDC在新近診斷成人患者中測試肽負載TolDCs(NCT04590872);2)MSC-tolDCs療法將VitD3致耐受DC與MSCs共培養后輸注(NCT05207995),結果尚未公布。

突破性進(jìn)展來(lái)自AVT001——新發(fā)T1D患者接受AVT001(負載HLA-E限制性熱休克蛋白60衍生肽的自體單核細胞源DC)治療后(NCT03895996)。該肽段此前被證實(shí)可與CD8+調節性T細胞亞群互作——而該亞群在多數T1D患者中存在缺陷(表3)。

AVT001治療組1年內C肽水平較基線(xiàn)值下降幅度更小,盡管整體血糖控制及胰島素需求未改善。這表明特異性靶向Tregs的TolDC治療1型糖尿病的策略目前成效最為顯著(zhù)。

結論

盡管已有大量臨床試驗報道,逆轉T1D自身免疫反應仍面臨挑戰。過(guò)繼性轉移免疫調節細胞為下一代細胞療法指明了關(guān)鍵方向:

  • 治療時(shí)機前移:需在疾病早期(理想狀態(tài)為癥狀前期)干預。為此,除胰島自身抗體外,亟需更優(yōu)生物標志物識別T1D患者高風(fēng)險一級親屬;
  • Treg療法局限性:依賴(lài)FOXP3的調節性T細胞因體內適應能力不足,僅產(chǎn)生輕微療效;
  • 新型耐受策略:體內誘導非FOXP3依賴(lài)的抗原特異性Tregs(如過(guò)繼性TolDC療法或MHC-抗原納米顆粒),可能實(shí)現更持久、自我延續的免疫耐受。

唯有跨越單一療法局限,構建”免疫穩態(tài)重置-β細胞再生”的協(xié)同網(wǎng)絡(luò ),方能在攻克T1D的征途上實(shí)現從血糖控制功能性治愈的歷史性飛躍。

主要參考資料:

[1]https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eji.202451722

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