1型糖尿病免疫学研究和治疗前景！

　　1型糖尿病免疫学研究和治疗前景！

　　1型糖尿病（T1DM）是一种由促炎性自身反应性T淋巴细胞介导的慢性自身免疫性疾病，经直接或间接的机制导致分泌胰岛素的胰岛β细胞受损，终生依赖外源性胰岛素。T1DM的患病率每20年翻一番，5岁以下的儿童尤为突出，因而寻求T1DM的临床治疗方法意义重大。

　　从自身免疫性糖尿病的自然病程来看，T1DM患者胰岛β细胞的自身免疫性破坏在高血糖症状出现前就已经启动，胰岛功能损伤随着病程而逐渐进展，而患者体内残存胰岛β细胞功能的持续存在对减少严重低血糖事件及糖尿病并发症的发生率有重要意义。因而，如何阻止T1DM易感人群的自身免疫攻击，延缓发病前期胰岛功能的进一步免疫损伤，保护患者残存的胰岛β细胞功能及恢复衰竭期患者胰岛功能是目前的研究难题。

　　现在保护T1DM胰岛功能的治疗措施主要有以下三种途径：（1）阻止β细胞特异性自身免疫应答；（2）包括胰岛移植在内的β细胞替代治疗；（3）通过药物干预促进β细胞增殖、再生或修复，从而增加β细胞团的数量和功能。本文主要涉及的是关于胰岛功能保护的一系列研究介绍。

　　一、阻止T1DM易感人群的自身免疫攻击T1DM疾病的发展是由遗传控制的，一般在遗传易感个体起病并由环境诱因（如病毒感染）等诱发。如对T1DM高危人群行基因检测，发现其体内携带有人类白细胞抗原（HLA）-DR3／DR4、DQ8、胰岛素基因自然杀伤细胞（NK）、树突状细胞（DC）等细胞浸润胰岛，引起胰岛炎，然后胰岛自身抗原暴露，致病性T细胞开始攻击胰岛，进而发生抗原表位扩展及谷氨酸脱羧酶抗体（GADA）、胰岛素自身抗体（IAA）、胰岛素瘤相关蛋白2（IA-2）和锌转运体8蛋白（ZnT8）等胰岛自身抗体的出现，此阶段个体的胰岛功能尚无异常或仅有轻度受损，B细胞数目足以维持血糖稳定，但随着自身免疫反应的进展，胰岛素释放逐渐减少，机体开始进入糖调节受损状态。临床观察到机体从早期胰岛炎症进展到80％以上的胰岛B细胞破坏时出现显性糖尿病，整个起病过程隐袭而漫长，这便使得本病的早期干预和治疗成为可能。

　　（一）通过避免环境触发因素或补充相关营养素以减少胰岛自身免疫发生的危险，阻止β细胞特异性自身免疫应答的触发。有以下几种方法：

　　1．芬兰预防T1DM膳食干预试验（FinnishDietaryInterventionTrialforthePreventionofType1Diabetes，FINDIA）：该研究将携带T1DM高危基因婴儿随机分为三组，分别给予牛乳、水解蛋白配方及无牛胰岛素的牛乳喂养，随访3年后研究者发现，无牛胰岛素的牛乳喂养组抗体阳性率最低。这一研究结果支持牛胰岛素触发β细胞自身免疫启动的作用，但无胰岛素的牛乳喂养能够预防或延缓B细胞自身免疫的早期启动的结论仍需要长时间的随访证实。

　　2．减少T1DM遗传风险试验（TrialtoReduceType1DiabetesintheGeneticallyatRisk，TRIGR）：该研究采用水解蛋白补充母乳替代大分子牛乳蛋白，观察遗传易感儿童β细胞自身免疫和T1DM发病风险是否降低。该试验在全球三大洲15个国家进行，最终结果将在2017年公布。

　　3．婴儿膳食干预研究（BABY-DIET）：该研究观察接触含谷蛋白的食物或谷物的年龄是否影响T1DM易感儿童胰岛自身免疫的进展。结果发现，虽然延迟谷蛋白的摄入到一周岁是安全的，但是并不能降低发病的风险。

　　4．营养干预预防糖尿病（NutritionalInterventiontoPreventDiabetes，NIP）研究：该研究选取孕晚期的妊娠妇女及携带T1DM高危因素的儿童为研究对象，分别给予补充ω-3脂肪酸（DHA）及安慰剂，观察补充DHA能否抑制炎症反应，阻止胰岛自身免疫的发展，目前研究尚在进行中。

　　5．维生素D：人类最早关于维生素D与T1DM联系的研究可追溯到1999年，随后的多项研究结果显示补充维生素D能降低T1DM的发病率。芬兰的研究提示50ug／d（相当于2000IU）的维生素D与T1DM风险降低相关，但小于这个剂量则尚未证实。

　　（二）通过诱导抗原特异性免疫耐受或非抗原特异性免疫调节手段，阻止胰岛特异性自身免疫的启动和发展，进而阻止或延缓疾病的发生或进展。

　　1．德国烟酰胺干预研究（DeutscheNicotinamideInterventionStudy，DENIS）和欧洲烟酰胺糖尿病干预试验（EuropeanNicotinamideDiabetesInterventionTrial，ENDIT）研究：研究选择T1DM患者一级亲属中的高危人群，给予口服大剂量的烟酰胺（分别为1.2g／m2和1.3g／m2）。前者在第二次序贯时由于治疗组3年内累计发病率并未下降，试验被迫终止。后者在烟酰胺干预5年后，治疗组和对照组的T1DM发病率无统计学差异。

　　2．环孢素A：早在1984年Stiller等就发现在诊断TIDM后立即给予持续的环孢素A治疗可不需要注射外源性胰岛素。但它只能部分保存胰岛功能，暂停胰岛素使用的效果也是短暂的，且需要配合长期良好的代谢控制。Card等在尚未诊断T1DM但已出现糖耐量异常的儿童中运用环孢素A，最终的试验结果提示每日给予环孢素A7.5mg／kg只能延缓但不能阻止T1DM发病。

　　3．通过预防性注射胰岛素[糖尿病预防试验-1（DiabetesPreventionTrim-1，DPT-1]、鼻吸胰岛素[T1DM预测和预防研究（Type1DiabetesPredictionandPrevention，DIPP）、吸入胰岛素试验Ⅱ（IntranasalInsulinTrialⅡ，INIT11）]等方法，下调调节性T细胞针对自身抗原的特异性免疫反应，实现诱导特异性自身抗原免疫耐受的目的。但这些临床研究大多未得到阳性结果，其失败的原因可能为：口服或注射胰岛素并无作用；选择了不恰当的人群掩盖了疗效或者部分受试者正处于糖尿病的加速进展期；干预的时机不恰当。此阶段的治疗属于预防性治疗，此时个体虽然尚未诊断为糖尿病，但已经存在糖尿病的隐患或启动自身免疫。预防性治疗的成功与否取决于：很好地预测和识别高危人群；不会对尚未发生T1DM的人造成损害。通过对NOD鼠发病机制的研究发现，适度的免疫反应及通过鉴别多种免疫攻击靶位阻止致病性自身免疫反应是T1DM初级治疗的关键。

　　二、延缓已受损胰岛的进一步免疫损伤，保护患者残存的胰岛β细胞功能随着病程的进展，胰岛功能逐渐破坏，当机体释放的胰岛素难以维持血糖稳定时，个体开始出现口干、多饮、多尿、体重下降等症状，且口服葡萄糖耐量试验（OGTT）的结果达到糖尿病的诊断标准，由此个体进入临床发病期，此时胰岛功能轻到中度受损。

　　此阶段的治疗属于干预性治疗，其对象为已经临床诊断T1DM的个体。由于这部分对象易于识别且能在较短的时问内作出评估，无论对临床医师还是患者来说，干预性治疗都比预防性治疗更容易接受。T1DM的治疗目前仅停留在胰岛功能的替代治疗阶段，即多种类型的胰岛素注射。而糖尿病眼病、心血管系统、神经系统等并发症的出现与高血糖密切相关，因此阻止致病性自身免疫破坏胰腺组织的治疗措施较胰岛素替代治疗更适合于长期的高血糖控制，这是因为外源性胰岛素的应用并不能精确地模拟内源性胰岛素及C肽的分泌。

　　（一）长期使用抗炎和／或免疫抑制剂的非抗原特异性免疫调节

　　1．环孢素A：多项临床研究均表明环孢素A能够保护胰岛β细胞功能，延长临床缓解期。但长期使用环孢素A会增加肾毒性等不良反应，于是低剂量低毒性的环孢素A联合其他非肾毒性药物的协调治疗应运面生。甲氨蝶呤（MTX）在低剂量时毒性较低且无肾毒性，因此被认为是一个很好的候选药物。研究显示新发T1DM患者给予低剂量的环孢素A和MTX联合治疗，可以安全地缓解疾病并减少胰岛素的使用量。

　　2．卡介苗（BCG）：在T1DM啮齿类动物模型中，BCG可以通过恢复胰岛素的分泌来逆转疾病。BCG能够刺激先天免疫诱导宿主产生肿瘤坏死因子（TNF），从而杀伤致病性自身免疫细胞并通过β细胞再生而恢复胰岛功能。Faustman等研究发现BCG组的C肽值较对照组升高，且有统计学意义。

　　3．二氮嗪：二氮嗪是降压药物，但是研究发现它能够阻止β细胞的慢性刺激及缺氧等毒性损坏，这些有利影响可能有赖于它对线粒体直接或间接的效应。尽管新发T1DM患者在使用二氮嗪干预后的2年内，胰岛素分泌有所改善，但由于水肿、毛发生长减少等不良反应，对二氮嗪未能有进一步的研究。

　　4．阿巴西普：根据T1DM的发病机制，T淋巴细胞的完全活化除了需要主要抗原的驱动外还需要共刺激信号。阿巴西普作为细胞毒T淋巴细胞相关抗原4-免疫球蛋白（CTLA4-Ig）结合蛋白，能够调节共刺激并阻止T淋巴细胞的活化。2007年一项为期2年的多中心、双盲、随机、对照研究显示，阿巴西普治疗组能够延缓C肽的衰减速度约9.6个月，且相同胰岛素用量下试验组的糖化血红蛋白（HbAlc）水平更低，而治疗后期两组的B细胞功能几乎是平行的。该研究表明T1DM临床诊断后，T淋巴细胞的免疫攻击仍在继续，且会随着病程的进展而减弱。

　　5．抗CD3单克隆抗体（单抗）：CD3是T淋巴细胞表面分子，抗CD3单抗的运用可以减少T细胞的活化，但是保留了T细胞受体（TCR）信号的免疫调节能力，并诱导调节性T细胞（Tregs）长期处于活化状态。有学者发现，T1DM发病早期给予人源化非Fc受体结合抗CD3单抗（teplizumab）治疗能阻止B细胞功能的衰退。但该研究提示了抗CD3单抗的两个副作用：（1）抗独特型抗体在药物注射后的2～3周内出现，这说明重复治疗是必要的，而给药的剂量、时间及间隔仍需进一步研究；（2）治疗会重新激活EB病毒，但这个过程是短暂的，且具有自限性。

　　6．抗CD20单抗：CD20是B淋巴细胞表面的标志性分子，能调节B细胞的活化。B细胞作为抗原递呈细胞（APC），可递呈特定的B细胞抗原到自身反应性T细胞，由此产生一种内在的耐受缺陷。此外IAA、GADA和ZnT8抗体等抗体及细胞因子均在免疫反应中起着至关重要的作用。其效应机制主要为：下调增强免疫反应的细胞因子释放；改变T细胞持续活化所需的抗原递呈过程。

　　7．兔抗胸腺细胞球蛋白阻止新发T1DM研究（StudyofThymoglobulintoArrestNewlyDiagnosedTypelDiabetes，START，NCT00515099）：1985年，Eisenbarth等发现抗胸腺球蛋白（ATG）联合泼尼松能够减少新发T1DM患者的胰岛素使用量，但由于其血小板减少的副作用而未再继续。近年来研究发现，ATG即使不持续应用也可以延缓新发T1DM患者C肽的衰退。START旨在探究使用ATG后能否阻止新发TlDM的进展，故该研究的入选对象为临床诊断100d内的初发T1DM患者，目前该研究仍在进行中。

　　8．细胞因子及细胞因子受体定向治疗：细胞因子对β细胞有直接毒性并可能导致β细胞死亡，目前用于临床试验的细胞因子主要有白细胞介素-1（IL-1）受体拈抗剂，TNF-α受体拮抗剂等。前者单独应用时不能阻止或逆转T1DM，但它可能是联合治疗的一个重要靶点；后者虽然能够降低患者的HbAlc并增加内源性胰岛素的分泌，但由于先前试验的样本量较小，药物的安全性及有效性仍需要更大规模的试验来评估。

　　（二）胰岛自身抗原诱导抗原特异性Tregs

　　1．口服胰岛素：尽管DPT-1研究发现，给高危人群口服胰岛素不能预防或延缓T1DM的发生，但对于胰岛自身抗体强阳性的T1DM患者，等剂量的胰岛素可以明显改善其胰岛功能。

　　2．人胰岛素B链抗原（NBI-6024）：人及NOD鼠的胰岛素B链有与T1DM相关的抗原表位，NBI-6024用于糖尿病前期的NOD鼠，能够增加辅助性T细胞（Th2）（IL-4、IL-10等抗炎因子）数目，延缓发病及降低发病率。随后，在新诊断的T1DM患者中开展了关于NBI-6024的Ⅱ期临床试验，但是结果显示多次重复给药不能提高或保留胰岛功能。

　　3．GAD65疫苗：GAD是T1DM自身免疫过程中主要的自身抗原之一，能够调节胰岛素的分泌。研究者发现，经GAD同工酶-65（GAD-65）与铝结合（GAD-alum）处理后的患者，30个月仍保留空腹C肽水平，15个月仍保留刺激后的C肽水平。半年内的新发T1DM患者疗效最大且最持久，在4年后仍旧保留了空腹C肽水平。然而随后的Ⅱ期试验及在诊断3个月内的新发患者中进行的Ⅲ期临床试验均未显示出GAD-alum的任何临床益处。但研究者发现在15岁以上的人群中，男性的发病率高于女性，故他们推测自身免疫过程及对治疗的反应存在性别差异。

　　4．Diapep277：Diapep277是T1DM自身抗原热休克蛋白60（HSP60）的主要T细胞表位。目前其公认的作用机制主要是通过激活TLR2并诱导Tregs系统性地调节免疫。多项Ⅱ期临床试验均显示Diapep277能够保留成人患者的c肽水平，但研究规模均较小。2005年第1项Ⅲ期临床试验在全球40个国家展开，共入选了457例受试者，入选者随机分为DiaPep277治疗组和安慰剂组，研究的最终结果即将公布。

　　由于免疫干预策略持续时间短、成本低，并能更有效地进行风险一效应分析，故新发／初诊的T1DM患者无疑是免疫干预策略的理想人选。我们总结这些试验可以发现，疾病初期血糖升高或新诊断时早期干预效果较好。但不排除部分个体在疾病初期，抗胰岛效应反应强大，此时单用抗原特异性处理也许不能起效，所以需要选择合适时机来促进β细胞再生及Tregs上调。毫无疑问，目前免疫干预取得了一些成功，为T1DM早期阶段的治疗开启了一扇门。

　　（三）干细胞移植

　　干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。根据干细胞所处的发育阶段可将其分为胚胎干细胞和成体干细胞。目前用于T1DM治疗的主要有胚胎干细胞、造血干细胞（HSC）、脐血干细胞及间充质干细胞（MSCs）。但是，脐带干细胞移植的Ⅰ／Ⅱ期临床试验显示，它维持C肽水平的作用非常弱。自体非清髓造血干细胞移植在新诊断患者中取得了较好的结果，大多数移植受体能够脱离胰岛素治疗，但其中大部分人在移植后4～5年便失去了疗效，加上它所带来的副作用，使得干细胞移植不能作为常规方法进行推广。目前研究显示干细胞移植的疗效主要来自于其免疫调节作用，适用于仍具有一定残存胰岛功能的初诊或早期T1DM患者。

　　（四）代谢控制治疗，如减轻体重、增强锻炼，让胰岛β细胞充分休息

　　减轻体重和增强体育锻炼能够有效地改善T1DM病程进展中发生的胰岛素抵抗现象。起病后精确的血糖控制可以让免疫受累的胰岛β细胞充分休息，并可有效地保护机体残存的β细胞功能。目前TrialNet代谢控制研究（NCT00505206）正在进行相关临床试验，以验证该假设。

　　斯坦福大学医学院糖尿病疫苗研究

　　三、恢复衰竭期患者胰岛功能

　　随着病程的延长，机体进入胰岛功能衰竭期，此时患者血糖波动大且难以控制，进入了脆性糖尿病阶段。一旦进人此阶段，机体的胰岛功能已经几乎完全丧失，一般C肽基础值低于200pmol／L，此时的治疗主要着眼于抑制β细胞凋亡、刺激β细胞再生、胰腺移植或胰岛移植等方面。

　　（一）胰腺移植

　　胰腺移植已成为治疗T1DM、T1DM合并终末期肾脏疾病（ESRD）及部分2型糖尿病（T2DM）的有效方法，在脏器移植中占第4位，仅次于肾脏、肝脏与心脏移植。胰腺移植能为糖尿病患者提供具有正常功能的胰腺组织，术后能生理性调节胰岛素的分泌，维持正常血糖，阻止和逆转糖尿病并发症的发生，使患者术后的健康状况明显好转，生活质量大大改善。但由于创伤性大，术后潜在严重并发症，胰腺移植绝大多数用于需要接受肾脏移植的糖尿病患者。

　　（二）胰岛移植

　　在大多数发达国家，胰岛移植是惟一被患者接受的能实现血糖正常的方法。2000年加拿大Edmonton胰岛移植方案取得连续7例胰岛移植的成功，患者脱离胰岛素治疗在1年以上。之后Edmonton胰岛移植多中心临床研究结果显示胰岛移植1年后44％的患者可不再需要胰岛素注射，28％的患者胰岛素注射剂量减少，另外28％的患者无效，多次胰岛移植后脱离胰岛素注射的比例增加。胰岛细胞移植能使T1DM患者长期获益，包括长期微血管并发症发生风险降低、生活质量改善、严重低血糖反应显著减少或消除。临床胰岛移植技术经历近40年的探索，发展至今无论是胰岛分离技术还是移植治疗途径与免疫抑制方案均取得了长足的进步。

　　（三）刺激β细胞再生及胰岛素分泌

　　动物模型研究表明，胃泌素能够刺激β细胞再生而非增生、肥大，而表皮生长因子（EGF）也能维持T1DM患者的β细胞数量。一项Ⅱ期临床试验中，EGF组能在维持血糖控制平稳的状态下使每日的胰岛素用量下降35％～75％。但也有相关动物研究显示，只有联合运用胃泌素和EGF才能够增加β细胞量并逆转高血糖，目前相关临床试验正在进行中。胰高血糖素样肽-1（GLP-1）类似物用于T2DM患者，可促进残存的β细胞分泌胰岛素。随后的NOD鼠实验发现运用GLP-1受体激动剂（艾塞那肽）能够延缓T1DM发病，除了刺激胰岛素分泌以外，尚可增强β细胞复制和再生。目前单用艾塞那肽已进人Ⅳ期临床试验，结果尚未公布，但是先前与达利珠单抗的联合治疗未达到预期效果。

　　四、展望

　　本文按T1DM的自然病程进展对胰岛功能保护治疗的各种方法进行了综述，虽然各阶段的自然病程特征及临床表现各有不同，但针对T1DM发病机制的免疫干预治疗应贯穿于整个疾病过程。目前大部分临床研究均未取得预期的效果，究其原因可能与免疫干预的时间、给药途径、给药剂量和方法不当有关。另一方面，许多单独治疗方案均不能永久地延缓或阻止T1DM的发生发展，提示多途径联合免疫治疗的同时利用胰岛再生或胰岛移植手段恢复胰岛功能将是T1DM的治愈之路。期望通过综合治疗的手段，能够在不出现强烈副作用的情况下抑制处于活性状态的自身免疫反应，并使再生的Tregs长期保持耐受，同时利用再生胰岛细胞分泌的胰岛素维持血糖稳定。

　　目前T1DM胰岛功能保护治疗仍面临种种挑战：首先，为了使治疗能够精确的靶向致病性T细胞，寻找和监测抗原特异性T细胞显得尤为关键；其次，判断个体基因型和表型问的联系及环境因素对疾病发生发展的影响对预测发病高危人群及决定最佳治疗的时机有着十分重要的价值；最后，需要进一步探究T细胞以外的发病机制，如胰岛炎症和先天免疫应答等。总之，T1DM治疗方法的探索之路是漫长而曲折的，但通过广大学者的努力将来定会为T1DM的治愈带来希望。