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真实案例!间充质干细胞治疗2型糖尿病1例:实现血糖达标、药物减量与胰岛功能改善的三重获益!

真实案例!间充质干细胞治疗2型糖尿病1例:实现血糖达标、药物减量与胰岛功能改善的三重获益!

近日,安徽医科大学第五临床医学院公布在中国生物医学文献服务系统上上发表了一篇“人脐带间充质干细胞治疗2型糖尿病的1例报告并文献复习”的研究论文,这项研究评估静脉输注人脐带间充质干细胞治疗2型糖尿病的有效性和安全性[1]The
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结果表明: 在随访过程中,患者4、12周糖化血红蛋白均控制达标;患者空腹血糖持续下降。餐后2小时血糖均小于基线水平,实现了减药;一定程度上恢复了胰岛功能,改善了胰岛素抵抗;患者随访12周内未见不良反应。本病例研究表明,hUC-MSCs可能为治疗T2DM提供新的途径。

一、传统治疗的局限与人脐带间充质干细胞治疗新策略

据流行病学统计报告,目前全世界20至79岁患diabetes的人数达到了4.15亿,患病率为8.8%,如此一来,至2030年糖尿病病人数量将超过3.6亿。在疾病的进展过程中,机体通过增加胰岛素的分泌量来应对胰岛素抵抗,然而,随着时间推移,人们的胰岛功能逐渐减弱,最终导致2型糖尿病的出现。

因此,胰岛素抵抗已成为T2DM进展最重要的预测指标之一,是潜在的治疗靶点。根据糖尿病的治疗指南,2型糖尿病的常规治疗应基于生活方式干预,包括健康饮食、减肥和定期体育锻炼。尽管如此,这些常规治疗应该与降糖药物一起进行,以巩固维持正常血糖。世界上已经有了8类降糖药获批,包括一线药物二甲双胍和新开发的胰高血糖素样肽-1受体激动剂,以及多种药物治疗方案,如单药治疗、双药治疗和多药治疗提高T2DM治疗疗效。
然而,T2DM的某些病理,如β 细胞耗竭、肝功能障碍、胰岛素抵抗和全身炎症,仍然难以通过传统药物治疗恢复。此外,这些药物还伴有大量的风险和副作用,包括低血糖、腹泻和肝损害,这表明开发一种理想的治疗糖尿病药物以增强胰岛素敏感性和逆转胰腺β细胞衰竭是必不可少的。
真实案例!间充质干细胞治疗2型糖尿病1例:实现血糖达标、药物减量与胰岛功能改善的三重获益!
最近,细胞疗法已成为解决 T2DM 复杂生理病理的新一代药物。从人脐带提取的间充质干细胞在动物研究和临床研究中都显示了其治疗作用,因此为治疗2型糖尿病提供了一种成熟的模式。MSCs 能够自我更新并在体外分化为多种间充质谱系。此外,由于主要组织相容性复合体 (MHC)Ⅰ 类的中间表达,以及MHC Ⅱ类在其细胞表层的缺失,它们表现出低免疫原性。此外,MSCs分泌的过多的细胞因子、生长因子和外泌体在胰岛素敏感性和β细胞功能障碍的调节中起着关键作用。
人脐带间充质干细胞 (HUC-MSCs) 因其独特的生物学特性而成为糖尿病及其并发症治疗的新兴策略。这些细胞来源丰富,具有高增殖潜能和强大的细胞活力,且低免疫原性,使其在临床应用中展现出显著优势。HUC-MSCs的取材不仅便捷,且伴随的污染风险较小,因而在医疗废弃物转化利用中也显示了潜在的价值,并避免了伦理法律争议。

二、脐带间充质干细胞移植治疗2型糖尿病的作用机制

据有关文献报道,脐带间充质干细胞 (HUC-MSCs) 作为糖尿病治疗的新策略,其作用机制可能包括以下几个方面:
  • (1) 定向迁移:HUC-MSCs 能定向迁移至受损的胰腺组织,通过局部营养支持和旁分泌因子的分泌发挥作用。
  • (2) 分化为胰岛素生成细胞:HUC-MSCs可以分化为胰岛素生成细胞 (IPCs),从而直接促进胰岛素的产生。
  • (3) 逆转 β 细胞去分化进程:HUC-MSCs有助于逆转β细胞的去分化进程,改善β细胞功能障碍,并促进胰腺β细胞的再生。
  • (4) 抗炎作用:HUC-MSCs 能够分泌抗炎细胞因子,调控巨噬细胞表型,减轻胰腺的炎症反应。
  • (5) 提高胰岛素敏感性:HUC-MSCs还可以增强靶组织的胰岛素敏感性,从而改善胰岛素抵抗。
目前全世界已经开展多项脐带间充质干细胞治疗2型糖尿病及其并发症的临床研究。其中Li Zang团队的试验中表明:在48周结束后,治疗组主要终点达成率 (20%) 显著高于对照组 (4.55%),这为T2DM的治疗提供了一种新的治疗方式。本研究报道1例人脐带间充质干细胞治疗的2型糖尿病案例,意在评估该疗法对2型糖尿病患者的有效性与安全性,为其临床应用转化提供实践依据。

三、资料与方法

研究设计与伦理规范

本研究为一项遵循《赫尔辛基宣言》原则的临床研究,已通过医院伦理审查委员会批准,并在中国临床试验中心完成注册。所有参与患者均签署知情同意书,确保研究符合伦理与法律规范。研究对象为一名60岁男性2型糖尿病患者,病程达20年,伴有高血压、脂肪肝及糖尿病视网膜病变1期,且既往胰岛素联合口服药治疗下血糖控制不佳(HbA1c 8.5%),于2022年6月在北京大学深圳医院内分泌科接受人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)治疗。

干细胞制备与质量控制

所使用的hUC-MSCs注射液由北科生物科技公司(深圳)提供。细胞来源于足月胎儿脐带,通过组织块贴壁法分离培养,获取第2‑4代细胞。制备过程包含系统性质量检测:HLA分型、表面标志物鉴定、三系分化能力验证、端粒酶活性、甲基化状态、核型分析、癌基因/抑癌基因检测及病原学筛查。合格细胞经程序降温后冻存于‑196°C液氮,临床使用前经复苏、洗涤、质检及重悬,全程在12小时内完成,符合国际细胞治疗学会(ISCT)质量标准。

治疗方案与观察流程

研究设定了8周的药物稳定筛查期,基线评估后对患者进行hUC-MSCs静脉输注,剂量为1×10⁶cells/kg/次,每周1次、连续3周。每次输注后住院观察24小时。随访时间点包括治疗结束时(W0)及输注后第1、2、3、4、12周,允许±3天的弹性访视窗。研究期间患者维持标准化饮食与运动,并根据指南动态调整降糖方案,控制目标为空腹血糖4.4–7.0mmol/L、餐后血糖4.4–10mmol/L,预设胰岛素与口服药的减停条件。

结局评估指标

有效性评估涵盖血糖相关指标(空腹血糖、餐后2小时血糖、糖化血红蛋白)、C肽水平(空腹及餐后2小时),以及通过稳态模型计算的胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)和胰岛β细胞功能指数(HOMA-β)。安全性评估系统记录所有不良事件,包括输注相关反应(生命体征异常、过敏、发热等)、实验室指标异常(肝肾功能、凝血、血常规等)、影像学检查结果,并特别监测严重不良事件(如严重低血糖、新发感染、恶性肿瘤或死亡)。

四、结果

有效性

血糖控制情况:在随访过程中,患者第4、12周糖化血红蛋白均控制达标,其中在第12周,糖化血红蛋白降至最低,为5.3%;在随访过程中,患者空腹血糖 (FBG) 持续下降,餐后2小时血糖 (2-hour postprandial blood glucose, PBG) 均低于基线水平 (见图 1)。

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图1:随访期间血糖控制情况。注:图1A:W0 与 W4、W12 的 HbA1c 水平的变化;图1B:W0 与 W4、W12 的 FBG 水平的变化;图1C:W0 与 W4、W12 的 PBG 水平的变化。

胰岛情况:静脉输注脐带间充质干细胞后,患者FCP在第4周下降至最低,随后上升;而PCP在输注脐带间充质干细胞后,在4周后开始上升至12周;就HOMA-β而言,在4周后开始上升,于12周到达高值;而HOMA-IR,在输注hUC-MSCs后持续下降至 12 周,胰岛功能恢复与胰岛素抵抗减轻均于12周到达最佳效果 (见图2)。

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图2:随访期间胰岛情况。注:图2A:W0与W4、W12的FCP水平的变化;图2B:W0 与 W4、W12 的 PCP水平的变化;图2C:W0 与 W4、W12 的 HOMA-β 水平的变化;图2D:W0 与 W4、W12 的 HOMA-IR 的变化。

降糖药物调整:患者在前三次输注脐带间充质干细胞后逐渐实现降糖药物减量,到第4周实现了减停口服降糖药物,到4周胰岛素用量较基线胰岛素用量下降大于50%。具体降糖方案调整见表1。

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输注过程中无皮肤过敏及其他局部异常症状或体征,随访12周中血、尿、便检查及生化检查 (包括凝血功能、炎症指标、肿瘤标志物、肝肾功能) 正常 (见表2)。除肝胆脾胰彩超提示轻度脂肪肝声像及眼底检查提示糖尿病视网膜病变1期外,余心电图、胸片、感觉阈值未见明显异常,未见肺部、肝胆脾胰等脏器出现新发结节 / 肿瘤等情况,随访过程中未出现感染、严重低血糖及急性心脑血管等事件。
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五、四大方面讨论脐带间充质干细胞移植治疗2型糖尿病的有效性

01、显著改善血糖控制,疗效与传统药物相当

糖化血红蛋白 (HbA1c) 作为评估2~3个月平均血糖水平的关键指标,能有效反映长期血糖控制状态,是本研究的核心疗效观察终点。

Li Zang等开展的 Ⅱ 期随机双盲对照试验 (n=91) 表明:接受3次UC-MSCs静脉输注的治疗组 (n=45),其HbA1c水平在移植后第9周出现最大幅度下降,虽在20、32及48周随访时小幅回升,但仍显著低于基线值。该趋势与 Lian 团队的研究结果一致:16 例接受hUC-MSCs治疗 (1×10⁶cells/kg/周×3周) 的患者,在第84±3天时 HbA1c 显著降低,且空腹血糖 (FBG) 呈持续下降趋势。

本案例中患者 HbA1c 动态变化与上述研究高度吻合,证实静脉输注hUC-MSCs能持续改善T2DM患者的HbA1c及FBG水平。值得注意的是,该疗法达到的HbA1c降幅与传统降糖药物相当,进一步支持hUC-MSCs治疗T2DM的潜在临床价值。目前一般认为细胞治疗代谢周期为3~6 月,从本例患者的 HbA1c及FBG来看,患者12周前持续下降,考虑静脉输注hUC-MSCs起到降糖作用,说明静脉输注hUC-MSCs前期作用明显,但目前尚未有大型研究静脉注射hUC-MSCs的最佳剂量、次数及最佳间隔时长等,未来仍需要更多的临床试验来研究hUC-MSCs相关的临床使用问题。

02、可能改善胰岛β细胞功能,效果呈现延迟性

除了降糖,hUC-MSCs治疗还可能通过多种机制改善胰岛β细胞功能。动物实验表明,其可促进β细胞增殖、改善自噬、调节局部免疫微环境。在本案例中,这一改善作用并非立竿见影,患者反映β细胞功能的空腹C肽和餐后C肽水平在治疗4周后才开始持续上升至12周,提示hUC-MSCs对胰岛功能的修复作用可能是一个相对缓慢的过程。

03、通过多靶点机制有效改善胰岛素抵抗

胰岛素抵抗是2型糖尿病的核心病理环节,而hUC-MSCs被证实能多途径改善这一状态。其机制包括激活关键的胰岛素信号通路(如IRS1/Akt)、抑制NLRP3炎症小体介导的慢性炎症,以及调控肝脏糖异生关键酶的表达。本案例中患者的胰岛素抵抗指数在随访期间持续低于基线,并在12周时降至最低,为hUC-MSCs改善人体胰岛素抵抗提供了直接的临床证据The

04、有助于减少外源性降糖药物依赖,但疗效存在异质性

临床研究显示不同输注方案下UC-MSCs对T2DM的疗效存在差异:一项采用静脉联合胰腺血管内注射 (间隔5天) 的研究表明,治疗6个月后患者HbA1c及胰岛素用量显著下降 (41%实现胰岛素撤除,29%减量≥50%),但疗效在后续3~6个月内逐渐减退。与之对比,18例接受三次静脉输注 (间隔2周) 的患者中,6个月随访时仅8例表现为空腹及餐后血糖下降,且胰岛素用量无统计学差异。另有试验对6例患者实施两次静脉输注 (间隔2周),在≥24个月随访期内3例于25~43个月间完全停用胰岛素,其余患者虽需持续注射但剂量减少。综合表明UC-MSCs治疗T2DM具有潜在临床价值,但各研究中胰岛素需求改善程度及维持时长存在显著异质性。

在本病例中,患者输注hUC-MSCs后实现缓慢减药,到第四周实现了减停口服降糖药物,到 4 周胰岛素用量较基线胰岛素用量下降 > 50%。hUC-MSCs 治疗降低 T2DM 患者外源性胰岛素需求的潜在机制具有多靶点特性:

  • 一方面通过归巢效应定向迁移至受损胰腺组织,分化为胰岛素生成细胞 (IPCs) 并促进局部组织修复;
  • 另一方面分泌抗炎因子与免疫调节因子,通过旁分泌途径改善胰岛微环境。同时可能通过三重协同作用减少降糖药物依赖:缓解 β 细胞功能障碍、增强胰岛 β 细胞保护效应、系统性改善胰岛素抵抗状态。

六、讨论脐带间充质干细胞治疗2型糖尿病的安全性

新型疗法的临床转化必然面临安全性优先的考量。胚胎干细胞因存在畸胎瘤形成风险,其临床应用受到严格限制。尽管间充质干细胞 (MSCs) 在炎症性疾病中展现治疗潜力,且部分研究证实其无恶性转化倾向,但潜在致瘤性风险仍是该疗法不可忽视的重大安全隐患。
在本例患者随访过程中,患者无皮肤过敏及其他局部异常症状或体征,随访12周中血、尿、便检查及生化检查正常。除肝胆脾胰彩超提示轻度脂肪肝声像及眼底检查提示糖尿病视网膜病变1期外,余心电图、胸片、感觉阈值未见明显异常,未见新发结节/肿瘤等,随访过程中未出现感染、严重低血糖及急性心脑血管等事件,由此我们推断静脉输注hUC-MSCs可能是安全可靠的。

七、结论

通过本例静脉输注hUC-MSCs的患者,我们探究了hUC-MSCs治疗2型糖尿病的有效性和安全性。本例病例表明,静脉输注人脐带间充质干细胞 (UC-MSCs) 可能成为2型糖尿病的安全有效干预策略,其通过改善糖化血红蛋白 (HbA1c) 水平、部分性恢复胰岛β细胞功能及减轻胰岛素抵抗三重机制,为疾病管理提供新型治疗选择。但仍需要更多临床试验进一步研究。
参考资料:[1]:https://www.sinomed.ac.cn/zh/detail.do?ui=2025454476

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