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1型糖尿病治療新突破:CiPSC-islets移植成功案例

1型糖尿病治療新突破:CiPSC-islets移植成功案例

  • 分類:新聞
  • 作者:韦德国际生物
  • 來源:韦德国际生物
  • 發佈時間:2024-10-28
  • 訪問量:52

【概要描述】

1型糖尿病治療新突破:CiPSC-islets移植成功案例

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  • 分類:新聞
  • 作者:韦德国际生物
  • 來源:韦德国际生物
  • 發佈時間:2024-10-28
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詳情

以下文章來源於新幹細胞者說(公眾號)

2024年9月25日,南開大學/天津市第一中心醫院沈中陽、王樹森研究組,北京大學昌平實驗室鄧宏魁研究組在Cell發表題為「Transplantation of Chemically Induced Pluripotent Stem-Cell-Derived Islet Under Abdominal Anterior Rectus Sheath in a Type 1 Diabetes Patient」的研究論文,在國際上首次報道了利用化學重編程誘導多能幹細胞製備的胰島細胞(CiPSC-islets)移植,治療1型糖尿病(T1D)的臨床研究。

在這項最新的臨床研究中,特意關注了以下幾個亮點:

亮點一:首次實現1型糖尿病臨床功能性治癒

首次成功實現1型糖尿病功能性治癒:這項研究在國際上首次報道了利用化學重編程誘導多能幹細胞製備的胰島細胞移植治療1型糖尿病的臨床研究,實現了1型糖尿病的臨床功能性治癒。

1.研究設計概述:本報告介紹了在進行中的TJFCH-iPS-001試驗(ChiCTR2300072200)中首名入組患者的研究結果,該試驗旨在評估自體CiPSC-islets作為T1D治療策略的安全性、耐受性和有效性。簡而言之,顺利获得研究者先前報告的化學重編程方法生成了患者特異性CiPSCs,並隨後使用研究者先前建立的方案在體外分化為產生胰島素的類胰島細胞,在整個生產過程中進行了質量控制(QC)評估。最終釋放標準合格的患者CiPSC-islets顺利获得超聲引導下注射到患者的腹直肌前鞘中。研究的主要終點包括糖化血紅蛋白(HbA1c)從移植後90-365天降至7.0%以下或與基線相比HbA1c降低≥1%,受試者沒有發生嚴重低血糖事件,以及安全性和耐受性評估。次要終點包括胰島素獨立性和刺激C肽水平≥0.3 ng/mL(99.3 pmol/L)。

2.研究參與患者:一名體重75Kg,體重指數為27.3Kg/m2的25歲女性被診斷為T1D已有11年(截至2023年移植時)。患者病史:包括2014年和2016年分別因隱源性肝硬化接受兩次肝移植,以及2017年因血糖控制不穩定接受全胰腺移植。一年後由於嚴重的血栓併發症,胰腺移植物被移除。患者定期接受免疫抑制治療以維持肝移植。在入選前,患者在禁食和葡萄糖挑戰條件下的血漿C肽水平均低於檢測限(6.6pmol/L)。儘管在內分泌科醫生的監督下接受強化胰島素治療,每日劑量為54 ± 0.9U(平均值± SD),患者仍無法實現目標血糖控制。患者在入選前2年的HbA1c水平為7.40%–8.00%,高於美國糖尿病協會(ADA)推薦的T1D管理目標(<7.0%)。在移植前三個月的陆续在血糖監測(CGM)測量顯示血糖嚴重變異,並受到低血糖的威脅,患者在前一年經歷了3次嚴重低血糖事件。空腹血糖(FBG)波動很大,平均值為210 ± 59 mg/dL(平均值±SD)。在移植前3個月,目標血糖範圍(TIR)時間為43.18%(ADA目標是>70%),血糖非常低的範圍(<54 mg/dL)時間為2.01%(ADA目標是<1%)。這些數據表明,強化胰島素治療不足以實現充分的血糖控制。患者的臨床表現,包括血糖不穩定性、β細胞耗竭和低血糖,符合臨床胰島移植的適應症。

3.研究結果:

1)顺利获得CGM和HbA1c水平對血糖控制情況進行評估,結果顯示:移植後,空腹血糖(FBG)逐漸下降。在實現不需要胰島素後,患者的FBG維持在糖尿病診斷閾值以下(126 mg/dL)(圖2B)。CGM數據顯示,與基線測量相比,患者實現了顯著改善的血糖時間範圍(TIR)(圖2C)。在移植後第2個月,患者實現了87.18%的TIR,到第4個月增加到96.21%(圖2C)。在停止使用胰島素期間(第3個月的第10-11周),觀察到目標範圍時間以下(TBR)的增加,但兩周後逐漸緩解。在1年終點時,患者的TIR在過去8個月中不断保持在>98%,與基線TIR的43.18%相比有了顯著改善(圖2C)。與改善的FBG和TIR一致,患者的HbA1c值從基線的7.57%降低到第75天訪問時的6.50%(圖2D),與糖尿病診斷的推薦HbA1c標準下限一致。在第120天隨訪時,患者的HbA1c值降至5.37%,並在此後的非糖尿病範圍內(<5.7%)保持(圖2D),實現了從移植後90-365天HbA1c <7%的主要研究終點。FBG、TIR和HbA1c的改善以及實現不需要胰島素均表明:在CiPSC-islet移植後,患者的血糖被控制。

2)安全性:未觀察到治療中出現的SAEs。在整個隨訪期間,未觀察到嚴重低血糖事件。
3)移植後2周內,患者每日外源性胰島素劑量需求從基線的54 ± 0.9U/d開始減少(圖2A)。從移植後第18天起,患者每日胰島素劑量需求穩定下降,從43U/d開始。患者在移植後第75天實現了完全不需要胰島素。此後,患者在1年的隨訪期間保持不需要胰島素(圖2A)。

4)CiPSC-islet移植後,患者空腹血清C肽水平從基線時無法檢測到的水平迅速增加,並在移植後第二周達到59.6-102.6 pmol/L的範圍(圖3A)。從第28天隨訪起,患者的空腹C肽水平進一步增加。在實現不需要胰島素後,空腹C肽達到平台並波動在407.1至721.6 pmol/L的範圍內。在第120天隨訪時,C肽分泌的餐後反應性進一步改善,空腹水平為407.1 pmol/L,餐後2小時水平為834.1 pmolL。在口服葡萄糖耐量測試(OGTT)之前,患者的血糖水平從0小時的67 mg/dL激增至3小時後的344 mg/dL(圖3B)。同時進行的C肽測量顯示C肽水平無法檢測(圖3D),表明β細胞完全破壞且葡萄糖耐受性差。相比之下,在移植後第75天的隨訪中,患者的血糖水平在OGTT期間保持相對穩定(圖3B)。2小時時的血糖測量值為155 mg/dL,低於糖尿病診斷閾值(2小時後>200 mg/dL)。曲線下面積也顯著減少(圖3C)。同時,C肽水平在空腹狀態下為589.2 pmol/L,並在葡萄糖給藥後2小時達到1,436.5 pmol/L的峰值,顯示出2.4倍的刺激(圖3D)。從第180天隨訪起,患者的葡萄糖耐受性進一步改善,隨後訪問的OGTT表現相對穩定(圖3B和3D)。2小時的血糖水平一致在83–87 mg/dL之間,低於140 mg/dL的正常範圍。曲線下面積進一步減少並保持穩定。在第180、270和365天隨訪時的OGTT測試顯示:C肽峰值水平分別為1,847.0、1,439.9和2,472.6 pmol/L,而峰值C肽水平相對於空腹C肽水平的倍數變化分別為3.5、2.8和3.4(圖3D)。這些數據表明,與第75天隨訪相比,自第180天隨訪起,移植體對口服葡萄糖給藥的胰島素分泌反應更強。患者的BETA-2評分從基線值0.13穩步上升至第75天隨訪時的21.42,最新的值為第365天隨訪時的41.83(圖3E),表明CiPSC-islets在腹直肌前鞘下成功植入。綜合這些結果,表明移植的CiPSC-islets具有良好的移植體功能,並在患者中恢復了內源性、葡萄糖反應性胰島素分泌。

亮點二:採用了創新的化學重編程技術
化學重編程技術:這項研究採用了創新的化學重編程技術,使用特定的化學小分子而非傳統的基因操作來誘導成熟細胞重返多能狀態。
多能幹細胞(PSCs)由於其自我更新和分化為功能性細胞類型的能力,顯示出作為細胞替代療法(如胰島移植)的無限細胞來源的顯著潛力。2007年,從體細胞中衍生出人類誘導的PSCs(iPSCs)標誌着多能幹細胞倫理生成的突破性進展,使患者來源的自體再生醫學成為可能。最近,研究者成功地將人體細胞重編程為化學誘導的PSCs(CiPSCs)。
與傳統的iPSCs不同,傳統iPSCs是顺利获得體細胞中轉錄因子的遺傳過表達生成的,而CiPSCs的生成則採用非生物的、小分子化學物質作為重編程因子,這些重編程因子易於製造和標準化、非基因組整合、可擴展和微調。這種方法為生成適合治療應用的人類PSCs(hPSCs)给予了一種根本不同的途徑。除了生成hPSCs,開發策略以誘導PSCs分化為功能性類胰島細胞(hPSC-islets)也是研究者團隊和其他人幾十年來的追求。最早的分化方案集中在從胚胎幹細胞(ESCs)和iPSCs體外衍生出產生胰島素的β樣細胞。隨後,後續研究專注於高效獲取具有改善胰島素分泌功能的β樣細胞,從而生成功能性的hPSC衍生的β細胞。基於研究者使用胰腺發育基因標記的報告線路的工作,建立了一個高效的、優化的分化方案,用於從CiPSCs生成類胰島細胞(CiPSC-islets),其轉錄組身份、組成和胰島素分泌功能與原生人類胰島相似。
該研究就是顺利获得化學誘導方法,從患者自身的脂肪組織中提取間充質幹細胞(ADSCs),並將其轉化為多能幹細胞(CiPSCs)。這些CiPSCs隨後被分化為胰島細胞(CiPSC-islets),並成功移植到一位T1D患者的腹直肌前鞘下。

亮點三:實現了自體移植的可行性
自體移植的可行性:研究展示了自體化學誘導的多能幹細胞(CiPSCs)衍生的胰島細胞(CiPSC-islets)在1型糖尿病患者中的移植是可行的,這為未來糖尿病的細胞治療给予了新的方向。
本研究中的患者在強化胰島素治療下仍患有難以控制的糖尿病。為了改善血糖控制,患者此前在2017年接受了胰腺移植,但由於血栓併發症,一年後不得不移除。然而,由於她的PRA陽性狀態,同種異體胰腺或胰島移植將面臨高風險的排斥。因此,對於這位患者來說,自體移植是一個寶貴的治療選擇。CiPSCs具有潛在的優勢,可以用於臨床製造自體幹細胞。化學重編程方法中使用的小分子易於製造和標準化,並且高度可控、可擴展和成本效益高,這對於治療細胞的標準製造至關重要。此外,與轉錄因子重編程的iPSCs相比,CiPSCs的潛在優勢已在分析小鼠CiPSCs的研究中得到證實,這些研究表明CiPSCs在基因組穩定性和與胚胎幹細胞(ESCs)相似的表觀遺傳特徵方面可能有所改進。雖然需要進一步評估,但這些發現表明CiPSCs在臨床應用中具有潛在優勢。在這項研究中,研究者根據良好生產規範(GMP)合規生產了個性化的CiPSC-islets用於自體移植,這使得研究者能夠首次報告CiPSC衍生細胞的臨床移植。綜合這些發現,表明化學誘導的自體PSCs用於細胞治療是可行的,構成了一種可行的個性化醫學策略。
亮點四:實現了臨床前研究與臨床研究的一致性
臨床前研究與臨床研究的一致性:在非人靈長類動物中的臨床前研究中觀察到的糖尿病改善和無腫瘤形成的特點,在人類患者中得到了驗證。
在兩項系統的臨床前研究中評估了CiPSC-islets的安全性和有效性,這兩項研究在非人靈長類動物中進行,在長期觀察期間證明了糖尿病的改善和無腫瘤形成,表明了顯著的治療糖尿病的潛力。在這些臨床前研究中,研究者還開發了適合hPSC-islets的移植策略。由於傳統的顺利获得肝門靜脈灌注的胰島移植存在某些限制,例如由瞬時血液介導的炎症反應(IBMIR)觸發的急性移植損失,因此多年來不断在研究更優的移植位點以實現更優的移植存活。研究者發現,移植到腹直肌前鞘下的非肝位點,可以提高CiPSC-islets的存活和成熟,導致內源性胰島素分泌的標誌物C肽的分泌水平和刺激指數接近非糖尿病人類水平。這種自包含的腹膜外移植位點的其他重要優點包括注射部位的最小侵入性和成像的便利性。總之,這些研究為CiPSC-islets在人類患者中的臨床轉化奠定了基礎。在這裏,研究者首次報告了在1型糖尿病患者中自體移植CiPSC衍生的胰島細胞的案例,這是一項探索性臨床研究的一部分,結果在患者中實現了持續的胰島素獨立和恢復血糖控制。
亮點五:移植策略的創新:腹直肌前鞘下移植
移植策略的創新:研究團隊開發了一種新的移植策略,將CiPSC-islets移植到腹直肌前鞘下,這種方法相比傳統的肝內移植具有創傷小、操作簡便、易於長期追蹤觀察等優點。
本報告首次描述了在人類腹直肌前鞘下進行幹細胞衍生的胰島移植。多年來,已報道了替代的胰島移植位點,包括大網膜和前臂肌肉內位點。然而,與傳統的肝內位點相比,並沒有顯示出明顯的改善。本臨床研究中看到的持续代謝數據與先前在非人靈長類動物中的臨床前研究一致,在該研究中尋求為CiPSC-islets確定最佳的移植位點。比較了在非人靈長類動物中腹直肌前鞘下和肌肉內及皮下位點移植hPSC-islets,並發現腹直肌前鞘有利於PSC-islets的植入、血管化和功能成熟,與肝內移植相比,C肽分泌顯著增加。這些發現表明,該部位的有利植入微環境可能是患者在移植後觀察到的強大C肽分泌和相對快速的糖尿病逆轉的潛在因素。另一項臨床試驗(NCT04786262)的數據最近宣佈,該試驗將hPSC衍生的胰島移植到肝門靜脈,其發現也表明移植後有持续的結果。在這項研究中,採用了肝外位點,這對於這位已有移植肝臟的患者來說是有利的選擇。與肝內移植相比,腹直肌前鞘位點還包括其他安全考慮因素,如移植和成像的便利性以及位點保留移植體。在將CiPSC-islets移植到患者後,展示了可以顺利获得超聲和MRI定期成像移植體,必要時檢測移植部位的形態變化。這種移植部位的常規安全監測的可能性是一個重要的進步,對於探索基於幹細胞的細胞療法至關重要。重要的是,這種移植部位支持必要時的移植體檢索。結合韦德国际的臨床前研究,本報告中的臨床數據支持這種移植策略的臨床價值,並繼續探索。
這些亮點顯示了該研究在1型糖尿病治療領域的重大突破和潛在的臨床應用價值。
希望這篇推文能夠幫助你向關注者傳達這項研究的重要性和創新性!

參考文獻:

Wang et al., Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islets under abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient, Cell (2024), http://doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.004

 



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