糖尿病是一种严重威胁人类健康的慢性代谢性疾病,是继心脑血管疾病、癌症之后的人类第三大疾病。根据国际糖尿病联盟(IDF)2006年报告,全球现有糖尿病病人约2.3亿,发达国家每年用于糖尿病的治疗费用占其整个国家保健费用的9-15%。我国目前糖尿病患者约3000万,每年用于糖尿病的保健费用高达2500亿,并逐年提高。预计到2030年我国糖尿病患者将达4000余万,跃居世界第一。糖尿病已成为威胁全人类健康、生命的重大社会及经济问题。
糖尿病病人最大的威胁来自其微小血管并发症,进而影响到心、脑、肾等各脏器。患病20年后其血管并发症发生率较非糖尿病患者增加3~5倍。糖尿病合并心血管疾病的死亡率增加非常明显,与无糖尿病史患者相比男性死亡率增加2倍,女性增加接近5倍。糖尿病肾病导致的肾功能衰竭已经上升为临床肾移植的前三位。糖尿病眼病导致的失明已接近或超过青光眼导致的失明人数。各种远期并发症是糖尿病患者死亡的主要原因。
为降低糖尿病并发症的发生率和死亡率,临床上常采用降低患者高血压、高血脂,使用胰岛素泵精确调整血糖等综合措施。常规外源胰岛素替代虽然在一定程度能改善病人的糖代谢紊乱,但由于其脉冲式注入不能有效调控机体血糖波动,长期或间歇性的高血糖及脂类、蛋白等多种代谢紊乱,最终仍将导致微血管及神经损伤。另外,也有观点认为临床上用于注射的外源性胰岛素本身可以加速血管硬化。因为在正常生理条件下,胰腺分泌的胰岛素首先经门静脉系统进入肝脏,肝细胞是胰岛素的主要靶器官。而胰岛素注射疗法,其途经是经皮下或静脉首先进入体循环,在外周形成高胰岛素血症。胰岛素除降低血糖外,另一个重要的生理作用是促进脂肪合成, 外周高胰岛素血症的后果便是周围血管粥样硬化。所以长期接受胰岛素注射的患者仍避免不了肾功能衰竭和失明等严重并发症的发生。
为解决胰岛素的精细调节和内源性分泌问题,理论上可采用两种方法。其一,胰岛素泵体内植入技术。胰岛素泵是从胰岛素注射笔技术发展起来的一项胰岛素输入方法。体外胰岛素泵采用开环调节,技术相对简单,稳定性好,已为许多患者所接受。胰岛素泵体内植入技术采用闭环调节,其关键点在于血糖感受器的敏感性和老化问题。由于感受器不过关,临床试验曾造成受试患者死亡事件,因而处于停顿状态。第二种方法为:施行胰腺或胰岛移植。胰腺移植是60年代开始在临床应用的,成功率逐年提高,现1年存活率可达90%左右。尽管如此,胰腺移植创伤大,手术并发症多,远期存活率尚有待提高。成人胰岛移植是70年代开始临床实验,90年代取得了成功。其优点是创伤小,死亡率低,不需组织配型。尤其2000年之后国外许多中心的胰岛移植成功率已达60C100%。现欧美地区已广泛开展了胰岛移植。
与传统胰岛素替代疗法相比,胰岛细胞移植具有明虽优点:能稳定精确地调控血糖、符合生理特点,无低血糖风险。有效地纠正脂肪代谢紊乱,减少糖尿病自然病程中或胰岛素治疗过程中并发症的发生发展,甚至可以逆转一些早期的并发症。因此,胰岛移植治疗糖尿病的研究有极大的学术价值、社会效应及应用前景。
胰岛移植简史
自从Von Mering和Minkowski于1889年用胰腺全切除术使狗患类似于人类的糖尿病后,学者们意识到,在胰腺中可能含有治疗糖尿病的物质。1893年英国医生Wi11iams将羊的胰腺组织碎片植入一患者体内,开创了用移植的方法治疗糖尿病的先例。但由于当时人们对糖尿病的病因及移植知识了解甚少,未能进一步深入研究。1922年Banting、Best等人成功地分离出胰岛素,并应用于临床,挽救了一个14岁小孩的生命,之后胰岛素的应用进入一个辉煌时代,胰岛移植则陷于停顿。但胰岛素的应用并未能完全控制糖尿病的进程,其慢性并发症仍然发生,严重威胁患者的生命。人们又试图以移植能分泌胰岛素的物质来生理性地调节患者的内分泌,阻止代谢紊乱及各种并发症的发生。
1965年Moskalewski等报告用胶原酶消化胰腺片断获得胰岛。1972年Ballinger和Lacy将分离的大鼠胰岛移植给链脲霉素诱导的糖尿病大鼠体内,并成功地使其血糖降至正常,这一结果大大鼓舞了学者,胰岛移植的实验研究得到迅速发展。在啮齿类动物的移植中通过功能及形态学上的观察现已证实,及时地移植足够数量的胰岛组织不仅可以纠正实验性糖尿病动物的代谢异常,重建葡萄糖内稳定,并可阻止眼、肾、神经系统及心脏等器官的晚期微血管病变的发生和发展,故胰岛移植成为治疗胰岛素依赖型糖尿病(Insulin dependent diabetes mellitus, IDDM)的一种很有前途的方法。
1989年Ricordi等报道了成人胰腺的自动消化操作方法,之后被广泛应用于实验与临床研究中,这一胰岛分离技术称之为Ricordi方法。
1990年,Scharp等报道,采用胰岛移植治疗IDDM,获得了撤除胰岛素达一个月的效果。此后的10年时间,据设在德国Giessen Justus-Liebig大学的国际胰岛移植登记处(Islet Transplant Registry,ITR)统计,全球大约实施了450例临床胰岛移植,但不论移植后用什么免疫抑制方案,大多数患者只能短期甚至不能脱离胰岛素。这样的效果大大阻碍了临床胰岛移植的广泛开展。
2000年,加拿大Edmonton Alberta大学胰岛移植组报道采用新的移植方案后成功地使7例患者全部停用了胰岛素。稍后,这一令人鼓舞的结果再次被他们证实,17例移植受者全部于移植近期停用了胰岛素,在连续的15例受者中移植一年后仍有12例(占80%)不依赖胰岛素。而此前报道的一年不依赖胰岛素率仅8%,故这一结果被认为是胰岛移植史上的一个里程碑,其临床经验被称为“Edmonton 方案”。受此鼓舞,人们将治疗Ⅰ型糖尿病人的希望再次转向了胰岛移植,全球共有10个移植中心来共同验证Edmonton 方案。世界范围内再次掀起了成人胰岛移植的研究热潮,临床胰岛移植进入一个新的应用阶段。
据统计, 最近5年来全球40多个中心对近500例1型糖尿病患者进行了胰岛移植, 数量超过了Edmonton方案公布前的总和。其中,艾伯塔大学截至2004年11月1日为45例患者进行了胰岛移植。随访发现, 80%的患者保持血C肽阳性, 10%的患者不需要外源性胰岛素治疗, 血糖控制平稳, 低血糖发生减少。 平均糖化血红蛋白水平在不需胰岛素治疗组为6.4%, 在需要胰岛素治疗但C肽阳性组为6.7%, 在移植胰岛完全失去功能组为9.0%(P<0.05)< span="">。 随着胰岛分离、纯化技术的不断改进以及新型免疫抑制剂的问世和应用,同种异体胰岛移植可能在今后数年内得以广泛开展。
在我国,上海市第一人民医院于1978年起在国内首先开展了胰岛移植的实验研究,并于1981年开展了应用短期培养的人胎胰岛组织移植治疗Ⅰ型糖尿病的临床研究,取得较好疗效。随后,在全国范围内推广胎儿胰岛移植的经验,并成立了全国胰岛移植研究协作组。胎儿胰岛移植由于内分泌组织丰富,腺泡分化差,移植后仍保持正常的分裂增殖能力,并且胚胎胰岛的致免疫性低,故成为较理想的供胰组织。据统计,至1989年底,全国共有854例IDDM患者在54家医院施行了人胎胰岛移植术,其中有效率达86.62%,胰岛素用量减少,空腹C肽增加,有48例甚至完全停用胰岛素治疗平均14.30±15.9个月。但随着我国计划生育政策的普及,大月份胎儿逐渐减少,这一工作目前逐渐趋于停顿。
华中科技大学同济医学院器官移植研究所于1981年开展了实验性大鼠胰岛移植的研究,并先后开展了胎儿胰岛移植、猪到人的实验及临床胰岛移植探索,取得一定效果。1991年,受WHO委派,接受2名朝鲜民主共和国的学者来本所进修胰岛移植。
胰岛移植的适应症
胰岛移植是治疗各种胰岛素依赖的糖尿病的一种方法。从已有的报道来看,它主要应用于以下几种情况。
一、胰岛素依赖型糖尿病(Insulin dependent diabetes mellitus, IDDM)
此为胰岛移植的主要适应症。这类患者的发病机理为自身免疫损伤,体内多含有胰岛细胞抗体(ICA)和胰岛细胞表面抗体(ICSA)。为避免移植的胰岛细胞被这些自身抗体所破坏,应选择ICA及ICSA阴性的病例。2005年美国NIH临床胰岛移植协会制定的入选标准包括:
1、低C肽水平(<0.3n/m1)。
2、已行胰岛素强化治疗,包括:每天测血糖3次以上、每天注射胰岛素3次以上或使用胰岛素泵。
3、有过1次或以上严重低血糖反应事件(过去3年中发生血糖低于50mg/ml需要处理的低血糖事件)。
4、加上下列三种情况之一:
低血糖性昏迷; 显著的不稳定性高血糖(尽管给予最佳糖尿病治疗,但血糖波动仍较大,脆性指数(Lability Index,LI)≥433;综合低血糖评分较高(Clark评分≥4,HYPO≥423,LI≥329)。
下列情况不宜行胰岛移植:
HbAlc>10%;未出现增殖性视网膜病变;血压>160/100mmHg;肾小球滤过率(GFR)<70ml/min/1.73m2(女)、<80 ml/min/1.73m2(男);存在或有巨球蛋白尿病史;群体反应性抗体(PRA)>20%;有严重心脏疾病;有怀孕欲望;病人对目前治疗满意。
二、Ⅱ型糖尿病患者中需长期应用胰岛素者
以前认为Ⅱ型糖尿病病人即使达到胰岛素依赖,也不适合做移植。但目前观点认为Ⅱ型糖尿病发病机制中存在胰岛素相对不足和胰岛素抵抗、胰岛素分泌缺陷等多种因素。病程中,在长期高血糖及高胰岛素水平的刺激下,部分病人β-细胞逐渐出现淀粉样变性、衰竭,最终出现胰岛素绝对不足,临床上表现为依赖胰岛素,此时已经演变为Ⅰ型糖尿病样综合征,与Ⅰ型糖尿病表现相同。也有部分依赖胰岛素的2型糖尿病病人始终呈高血糖、高胰岛素状态,两者形成恶性循环,使用外源性胰岛素可降低血糖水平,打破恶性循环。胰岛素依赖与否并不是分型的根据,而是疾病的发展阶段。Sutherland教授也指出目前胰腺移植病人中有6%为Ⅱ型糖尿病,其人及移植物生存率与Ⅰ型糖尿病病人无明显差异,并指出可能与术后部分病人克服胰岛素抵抗现象有关。Ⅱ型糖尿病患者B细胞衰老或功能衰竭,但体内不存在ICA及ICSA,其远期疗效可能优于胰岛素依赖型糖尿病者。
三、某些上腹部脏器恶性肿瘤晚期患者
如胰腺、十二指肠、肝脏等恶性肿瘤晚期患者,病变已严重侵犯邻近器官而不得不切除胰腺、肝脏等脏器。以往的治疗是肝胰联合移植,但胰腺移植后的并发症如胰瘘、胰腺坏死等增加了术后病人的死亡率。1989年以来,一些学者开始尝试用肝/胰岛联合移植代替肝胰腺联合移植,既可防止胰腺移植术后的并发症,又防止了大部分病人术后糖尿病的发生,并简化了手术。
四、慢性胰腺炎患者胰腺全切除或次全切除者(>95%切除)
为解决慢性胰腺炎患者的疼痛问题,可行胰腺全切除或次全切除(>95%切除)。在胰腺切除后可迅速分离出自身胰岛,再经肠系膜上静脉插管行门静脉输注,这样可避免胰腺切除后的糖尿病的发生。此类胰岛移植属自体移植。
应当指出的是,近年来临床胰岛移植发展较快。其适应证已从经典的I型糖尿病扩大到某些肿瘤患者,移植方式也突破了单一的胰岛移植,而发展植了联合移植。如恶性肿瘤时行肝/胰岛移植,糖尿病伴终末期尿毒症时可行肾/胰岛移植,其疗效也逐渐提高。
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