
2型糖尿病(T2DM)是一种异质综合征,其特征是由于胰岛素敏感性降低和胰岛素分泌减少,导致血糖控制进行性恶化。
由于其高患病率和严重发病率,已成为全球人类健康的严重威胁。
饮食控制、体育锻炼和降糖药物已被证明可以暂时改善高血糖,但不能抑制T2DM的发病机制或降低发病率。因此,需要开发更有效的治疗T2DM的方法。

间充质干细胞 (MSCs) 是一种成体干细胞,通过分泌多种细胞因子和免疫抑制分子,具有很强的抗炎和免疫调节能力。其已成功应用于治疗不同类型的自身免疫性疾病,如中风、心肌梗塞、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和移植物抗宿主病。胰岛中的慢性炎症反应和免疫紊乱会导致胰岛素抵抗、胰岛β细胞破坏和T2DM的发病。因此,MSCs移植可能是T2DM的一种治疗选择。以往的动物研究表明,MSCs治疗通过促进胰岛恢复和减轻胰岛素抵抗来改善高血糖。此外,越来越多的临床试验报告了MSCs移植对T2DM患者的治疗效果和安全性。

1.人UC-MSC的表征
培养的人类UC-MSCs具有双极纺锤形和成纤维细胞样形态,随后检查了贴壁细胞的免疫表型特征和多向分化潜能。细胞表达UC-MSCs的表面标志物,包括CD90、CD73和CD105,而UC-MSCs的阴性标志物,包括CD34、CD45和HLA-DR,均未检测到. 此外,UC-MSCs 表现出对成骨细胞和脂肪细胞的分化潜力。
2.研究人群
2015年10月至2018年12月期间,筛选了183名患者的资格,最终招募了91名患者。入组受试者被随机分配接受UC-MSCs移植(n =45)或安慰剂(n=46)。共有73名(86.8%)患者完成了试验,其中UC-MSCs组37名(82.2%)患者和安慰剂组36名(78.3%)患者。安慰剂组中的两名患者未完成所有治疗。2例患者因不良事件退出,两组均失访6例。两组患者在基线时的人口统计学和临床特征是平衡的。
3.疗效
与安慰剂组相比,UC-MSCs组有更多患者达到主要终点。治疗后48周,UC-MSCs组20%的患者达到HbA1c<7.0%和每日外源胰岛素降低≥50%的目标,而安慰剂组为4.55%。两组之间比率差异的95% CI为2.25-28.66%。
在两组中,与其各自的基线值相比,9、20、32和48周的每日胰岛素需求量逐渐减少(与两组基线相比,p<0.01)。然而,在9、20、32和48周时,UC-MSCs组患者的胰岛素需求仍低于安慰剂组。两组在相同时间点的总胰岛素剂量观察到相似的模式(38.80±15.89vs49.75±14.92U/天,p<0.01; 37.81±19.87vs45.56±19.14 U/天,p>0.05;37.32±19.63与46.19±21.85 U/天,p>0.05;34.51±20.19vs45.19±21.21 U/天,p<0.05。在9、20、32和48周时,UC-MSCs组的胰岛素减少百分比显著高于安慰剂组(30.00%vs12.77%,p<0.01;27.83%vs15.25%,p<0.01 ; 24.44% vs 10.24%, p < 0.05, 27.78%vs15.62%, p<0.05)。总体而言,13.5% (5/37) 的患者在UC-MSCs 移植后8-24周(12±7.6周)内不再使用胰岛素,并且在37.2±15.2周内没有重复使用胰岛素,而安慰剂组中的所有患者除外。

用UC-MSCs或安慰剂治疗后的胰岛素需求和HbA1c水平
UC-MSCs移植后HbA1c水平下降,治疗后9周降幅最大,随访20、32、48周略有升高;然而,它们仍然低于基线值。此外安慰剂组的HbA1c水平在9周时略有下降,然后逐渐升高至较高水平。随访期间UC-MSCs组HbA1c水平低于安慰剂组( 9周和48周p <0.01,20周p<0.05,32周p<0.05)两组)(图2D)。UC-MSCs组的HbA1c水平在48周时下降了1.31%,而对照组仅下降了0.63%(p=0.0081)。与安慰剂组相比,UC-MSCs的更多参与者在9、20、32和48周时达到了目标HbA1c水平(<7.0%)。这些结果表明了UC-MSCs移植在T2DM中的治疗潜力。
UC-MSCs 组的空腹C肽水平在治疗后没有显著变化,但安慰剂组下降(图3A)。UC-MSCs 组中胰高血糖素刺激的C肽水平倍数变化在9周时增加,在20周和48周时逐渐降低。安慰剂组C肽水平的倍数变化逐渐降低。UC-MSCs 组中的AUCC-pep在9周和20周时增加,在48周时略有下降,安慰剂组逐渐下降。这些结果表明,UC-MSCs并未显著改善T2DM患者的胰岛β细胞功能。
1.HEC结果显示
UC-MSCs移植有效降低了T2DM患者的胰岛素抵抗。安慰剂组在基线和9周和48周的GIR分别为3.26、3.26和3.60 mg/min/kg(与基线相比p>0.05),UC-MSCs组的GIR分别为3.12、3.97和分别为4.76 mg/min/kg( 与基线相比,第9周和第48周时p<0.01)(两组之间在第 9周时p<0.05,在第48周时p<0.01)。
2.安全性
所有不良事件总结在表3中。UC-MSCs组中的两名患者退出试验。一名女性患者有10年的高血压和高血脂病史,在第三次输注UC-MSCs后1个月出现脑梗塞。治疗两个月后康复。一名男性患者在第三次输注UC-MSCs后3个月因意外导致股骨颈骨折。在与独立裁决委员会讨论后,认为这些事件与UC-MSCs治疗无关。
3.在安慰剂组中,一名患有胰岛素自身抗体(IAA)阳性的患者和一名患有增生性贫血的患者退出了试验。一名患者被诊断为甲状腺乳头状癌,一名患者在最后一次就诊时被诊断为前列腺癌;因此,他们停止了这项研究。在研究期间没有报告与治疗相关的死亡。其他患者肿瘤标志物未见阳性,影像学检查未发现肿瘤。体质检查和实验室测试显示,在随访的48周内没有其他与UC-MSCs相关的副作用。所有患者 (n=91) 仍在接受潜在迟发性副作用的随访。
MSCs可以来源于各种组织(例如,骨髓、脂肪组织和脐带),MSCs的获取或应用是没有伦理争议的。MSCs最初是从骨髓中分离出来的,这被认为是用于治疗T2DM的最容易获得的 MSCs来源。几项临床试验证实了骨髓来源的MSCs (BM-MSCs)在T2DM中的治疗潜力。脐带来源的MSCs (UC-MSCs)具有与BM-MSCs相似的免疫抑制特性,并且由于其低成本、无痛、高产量、快速收集和非免疫原性特征而具有治疗T2DM的临床潜力。然而,很少有临床研究专注于用UC-MSCs治疗T2DM,也少有临床试验报道 UC-MSCs对T2DM患者胰岛素抵抗的影响。
因此,开展了一项单中心、随机、双盲、安慰剂对照的II期试验,以探讨静脉输注UC-MSCs在T2DM患者中的疗效和安全性。
这项前瞻性、单中心、随机、双盲、安慰剂对照的II期试验表明,与安慰剂组相比,在肘关节静脉输注UC-MSC可使更高比例的患者达到目标HbA1c水平<7.0%和降低每日胰岛素用量,48周时≥50%。UC-MSCs 治疗减少了每日胰岛素需求,降低了HbA1c水平,并以时间依赖性方式改善了胰岛素抵抗。未发生与UC-MSCs移植相关的重大不良事件。这些结果表明了UC-MSCs移植治疗T2DM是安全和有效的。
END

1、Ge W, Jiang J, Arp J, Liu W, Garcia B, Wang H. Regulatory T-cell generation and kidney allograft tolerance induced by mesenchymal stem cells associated with indoleamine 2,3-dioxygenase expression. Transplantation. 2010;90:1312–20.
2、Gieseke F, Böhringer J, Bussolari R, Dominici M, Handgretinger R, Müller I. Human multipotent mesenchymal stromal cells use galectin-1 to inhibit immune effector cells. Blood. 2010;116:3770–9.
3、Chopp M, Li Y. Treatment of neural injury with marrow stromal cells. Lancet Neurol. 2002;1:92–100.
4、Schächinger V, Erbs S, Elsässer A, Haberbosch W, Hambrecht R, Hölschermann H, et al. Intracoronary bone marrow-derived progenitor cells in acute myocardial infarction. N Engl J Med. 2006;355:1210–21.
5、Liang J, Zhang H, Hua B, Wang H, Lu L, Shi S, et al. Allogenic mesenchymal stem cells transplantation in refractory systemic lupus erythematosus: a pilot clinical study. Ann Rheum Dis. 2010;69:1423–9.
6、Sun L, Wang D, Liang J, Zhang H, Feng X, Wang H, et al. Umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation in severe and refractory systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheum. 2010;62:2467–75.
7、Le Blanc K, Frassoni F, Ball L, Locatelli F, Roelofs H, Lewis I, et al. Mesenchymal stem cells for treatment of steroid-resistant, severe, acute graft-versus-host disease: a phase II study. Lancet. 2008;371:1579–86.
8、Hao H, Liu J, Shen J, Zhao Y, Liu H, Hou Q, et al. Multiple intravenous infusions of bone marrow mesenchymal stem cells reverse hyperglycemia in experimental type 2 diabetes rats. Biochem Biophys Res Commun. 2013;436:418–23.
9、Si Y, Zhao Y, Hao H, Liu J, Guo Y, Mu Y, et al. Infusion of mesenchymal stem cells ameliorates hyperglycemia in type 2 diabetic rats: identification of a novel role in improving insulin sensitivity. Diabetes. 2012;61:1616–25.
10、Bhansali A, Upreti V, Khandelwal N, Marwaha N, Gupta V, Sachdeva N, et al. Efficacy of autologous bone marrow-derived stem cell transplantation in patients with type 2 diabetes mellitus. Stem Cells Dev. 2009;18:1407–16.
11、Jiang R, Han Z, Zhuo G, Qu X, Li X, Wang X, et al. Transplantation of placenta-derived mesenchymal stem cells in type 2 diabetes: a pilot study. Front Med. 2011;5:94–100.
12、Hu J, Li C, Wang L, Zhang X, Zhang M, Gao H, et al. Long term effects of the implantation of autologous bone marrow mononuclear cells for type 2 diabetes mellitus. Endocr J. 2012;59:1031–9.
13、Zhao Y, Jiang Z, Zhao T, Ye M, Hu C, Zhou H, et al. Targeting insulin resistance in type 2 diabetes via immune modulation of cord blood-derived multipotent stem cells (CB-SCs) in stem cell educator therapy: phase I/II clinical trial. BMC Med. 2013;11:160.
14、Wu Z, Cai J, Chen J, Huang L, Wu W, Luo F, et al. Autologous bone marrow mononuclear cell infusion and hyperbaric oxygen therapy in type 2 diabetes mellitus: an open-label, randomized controlled clinical trial. Cytotherapy. 2014;16:258–65.
15、Bhansali A, Asokumar P, Walia R, Bhansali S, Gupta V, Jain A, et al. Efficacy and safety of autologous bone marrow-derived stem cell transplantation in patients with type 2 diabetes mellitus: a randomized placebo-controlled study. Cell Transplant. 2014;23:1075–85.
16、Skyler JS, Fonseca VA, Segal KR, Rosenstock J. Allogeneic mesenchymal precursor cells in type 2 diabetes: a randomized, placebo-controlled, dose-escalation safety and tolerability pilot study. Diabetes Care. 2015;38:1742–9.
17、Bhansali S, Dutta P, Kumar V, Yadav MK, Jain A, Mudaliar S, et al. Efficacy of autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cell and mononuclear cell transplantation in type 2 diabetes mellitus: a randomized. Placebo-Controlled Comparative Study Stem Cells Dev. 2017;26:471–81.
18、Liu X, Zheng P, Wang X, Dai G, Cheng H, Zhang Z, et al. A preliminary evaluation of efficacy and safety of Wharton’s jelly mesenchymal stem cell transplantation in patients with type 2 diabetes mellitus. Stem Cell Res Ther. 2014;5:57.
19、Kong D, Zhuang X, Wang D, Qu H, Jiang Y, Li X, et al. Umbilical cord mesenchymal stem cell transfusion ameliorated hyperglycemia in patients with type 2 diabet