干細胞治療糖尿病一直被看好，然而，長期缺少系統及客觀的臨床依據作為支撐。去年的5月3日，由中國人民解放軍總醫院第一醫學中心（301醫院）的研究人員于發表在《干細胞研究與治療》雜志上的題為“Efficacy and safety of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells in Chinese adults with type 2 diabetes: a single-center, double-blinded, randomized, placebo-controlled phase II trial ”的

II期臨床研究結果，很好的總結了干細胞（研究中采用的是臍帶間充質干細胞）治療對于2型糖尿病的潛在價值。小編將其中部分內容摘選出來，僅供交流。

1背景

2型糖尿病（T2DM）是一種異質綜合征，其特征是由于胰島素敏感性降低和胰島素分泌減少導致血糖控制進行性惡化，由于其高患病率和嚴重發病率已成為全球人類健康的嚴重威脅。飲食控制、體育鍛煉和降糖藥物已被證明可以暫時改善高血糖，但不能抑制T2DM的發病機制或降低發病率。因此，需要開發更有效的治療T2DM的方法。

間充質干細胞 (MSCs) 是一種成體干細胞，通過分泌多種細胞因子和免疫抑制分子，具有很強的抗炎和免疫調節能力_[1,2]。其已成功應用于治療不同類型的自身免疫性疾病，如中風_[3]、心肌梗塞_[4]、類風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡_[5，6]和移植物抗宿主病_[7]。胰島中的慢性炎癥反應和免疫紊亂會導致胰島素抵抗、胰島β細胞破壞和T2DM的發病。因此，MSCs移植可能是T2DM的一種治療選擇。以往的動物研究表明，MSCs治療通過促進胰島恢復和減輕胰島素抵抗來改善高血糖_{[8 , 9]}。此外，越來越多的臨床試驗報告了MSCs移植對T2DM患者的治療效果和安全性 _{[10 ,11,12,13,14 ,15,16,17,18,19, 20]}。

MSCs可以來源于各種組織（例如，骨髓、脂肪組織和臍帶），MSCs的獲取或應用是沒有倫理爭議的。MSCs最初是從骨髓中分離出來的_[21]，這被認為是用于治療T2DM _[22]的最容易獲得的 MSCs來源。幾項臨床試驗證實了骨髓來源的MSCs (BM-MSCs)在T2DM中的治療潛力 _{[10, 12,14,15,16,17]}。臍帶來源的MSCs (UC-MSCs)具有與BM-MSCs相似的免疫抑制特性，并且由于其低成本、無痛、高產量、快速收集和非免疫原性特征而具有治療T2DM的臨床潛力_[19]。然而，很少有臨床研究專注于用UC-MSCs治療T2DM，也少有臨床試驗報道 UC-MSCs對T2DM患者胰島素抵抗的影響。因此，開展了一項單中心、隨機、雙盲、安慰劑對照的II期試驗，以探討靜脈輸注UC-MSCs在T2DM患者中的療效和安全性。

2方法

研究設計和參與者

這項前瞻性、單中心、隨機、雙盲、安慰劑對照的II期試驗于2015年10月至2018年12月在中國人民解放軍總醫院第一醫學中心進行。研究方案獲得批準PLAGH第一醫學中心倫理委員會（批準號：2013-107-01），符合赫爾辛基宣言指南。所有參與者在招募前都提供了書面知情同意書。該研究已在ClinicalTrials.gov上注冊（備案編號：NCT02302599）。

符合以下納入標準的患者符合入組條件：(1)年齡在20至65歲之間；(2)診斷為T2DM的時間< 20年（HbA1c水平在7.0%-12.0%之間）；(3)二甲雙胍穩定胰島素治療 (0.5-1.0 U/kg/天) 控制不充分≥ 3個月；(4 )空腹C肽水平≥1 ng/mL；(5)體重指數(BMI)為24-40 kg/m².如果患者有酮尿癥、腫瘤、血清肌酐水平< 175μmol/L、先前診斷為心肌梗塞、當前心絞痛或心力衰竭、>1次主要血管事件、需要激光治療的視網膜病變、惡性高血壓、未干預的內分泌疾病、排除胰島素治療的職業、限制預期壽命的嚴重并發疾病、對研究方案的理解不足、藥物濫用、計劃懷孕和過敏體質。

程序

人臍帶取自在中國人民解放軍第一醫學中心分娩的健康婦女。所有受試者均提供知情同意。所有程序均按照中國人民解放軍第一醫學中心倫理委員會指南進行。UC-MSCs從靜脈和動脈周圍的凝膠狀組織中分離出來，并通過表型分析和細胞分化試驗進行表征，如前所述 _{[23, 24]}。符合入選標準的患者被隨機分配接受靜脈輸注UC-MSCs（100mL）或相同劑量的安慰劑（UC-MSCs懸浮液，由含有3%人白蛋白和0.5 mL多種維生素的生理鹽水組成）肘關節靜脈輸注3次，間隔4周，觀察24小時后出院，無不良反應。本研究采用4代UC-MSCs，每次輸注UC-MSCs總數為1×10⁶/kg。

出院后，每12周對患者進行一次為期48周的隨訪，并要求在隨訪期間的不同時段進行血糖自我監測（每周≥15次，包括5點曲線）。胰島素滴定基于外周血葡萄糖水平，目標空腹血糖水平在4.4和7.0 mmol/L之間。建議患者在住院和隨訪期間保持規律的飲食和健康的生活方式管理。如果在研究期間的任何時候患者的每日總胰島素劑量≤0.2 U/kg，則他們停止使用外源性胰島素并給予口服抗糖尿病藥以預防低血糖。如果患者在每日總胰島素劑量為>1.5 U/kg的情況下出現血糖不受控制，他們將停止研究，并根據患者病情調整降糖策略，預防糖尿病并發癥。

每12周評估一次胰島素需求和HbA1c水平。

3結果

人UC-MSC的表征

培養的人類UC-MSCs具有雙極紡錘形和成纖維細胞樣形態，隨后檢查了貼壁細胞的免疫表型特征和多向分化潛能。細胞表達UC-MSCs的表面標志物，包括CD90、CD73和CD105，而UC-MSCs的陰性標志物，包括CD34、CD45和HLA-DR，均未檢測到. 此外，UC-MSCs 表現出對成骨細胞和脂肪細胞的分化潛力。

研究人群

2015年10月至2018年12月期間，篩選了183名患者的資格，最終招募了91名患者。入組受試者被隨機分配接受UC-MSCs移植（n =45）或安慰劑（n=46）。共有73名（86.8%）患者完成了試驗，其中UC-MSCs組37名（82.2%）患者和安慰劑組36名（78.3%）患者。安慰劑組中的兩名患者未完成所有治療。2例患者因不良事件退出，兩組均失訪6例。兩組患者在基線時的人口統計學和臨床特征是平衡的。

患者的基線特征。數據顯示為平均值，GIR為葡萄糖輸注率。

療效

與安慰劑組相比，UC-MSCs組有更多患者達到主要終點。治療后48周，UC-MSCs組20%的患者達到HbA1c<7.0%和每日外源胰島素降低≥50%的目標，而安慰劑組為4.55%。兩組之間比率差異的95% CI為2.25-28.66%。

隨訪9-48周時HbA1c水平< 7.0%且每日胰島素用量降低≥50%的患者的百分比

在兩組中，與其各自的基線值相比，9、20、32和48周的每日胰島素需求量逐漸減少（與兩組基線相比，p<0.01）。然而，在9、20、32和48周時，UC-MSCs組患者的胰島素需求仍低于安慰劑組（0.50±0.18vs0.63±0.19 U/kg/天，p?<0.01；0.50±0.24vs0.58±0.24U/kg/day,p>0.05;0.49±0.24vs0.59±0.27 U/kg/day, p>0.05; 0.45±0.25vs0.57±0.26U/kg/day,p< 0.05）（圖2A）。兩組在相同時間點的總胰島素劑量觀察到相似的模式（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與46.19±21.85 U/天，p>0.05；34.51±20.19vs45.19±21.21 U/天，p<0.05）（圖2B）。在9、20、32和48周時，UC-MSCs組的胰島素減少百分比顯著高于安慰劑組（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）（2C）。總體而言，13.5% (5/37) 的患者在UC-MSCs 移植后8-24周（12±7.6周）內不再使用胰島素，并且在37.2±15.2周內沒有重復使用胰島素。而安慰劑組中的所有患者除外。

UC-MSCs移植后HbA1c水平下降，治療后9周降幅最大，隨訪20、32、48周略有升高；然而，它們仍然低于基線值。此外安慰劑組的HbA1c水平在9周時略有下降，然后逐漸升高至較高水平。隨訪期間UC-MSCs組HbA1c水平低于安慰劑組（?9周和48周p <0.01，20周p<0.05，32周p<0.05）兩組）（圖2D）。UC-MSCs組的HbA1c水平在48周時下降了1.31%，而對照組僅下降了0.63%（p=0.0081）。與安慰劑組相比，UC-MSCs的更多參與者在9、20、32和48周時達到了目標HbA1c水平（<7.0%）。這些結果表明了UC-MSCs移植在T2DM中的治療潛力。

UC-MSCs 組的空腹C肽水平在治療后沒有顯著變化，但安慰劑組下降（圖3A）。UC-MSCs 組中胰高血糖素刺激的C肽水平倍數變化在9周時增加，在20周和48周時逐漸降低。安慰劑組C肽水平的倍數變化逐漸降低。UC-MSCs 組中的AUCC-pep在9周和20周時增加，在48周時略有下降，安慰劑組逐漸下降。這些結果表明，UC-MSCs并未顯著改善T2DM患者的胰島β細胞功能。

用UC-MSCs或安慰劑治療后的胰島β細胞功能和胰島素抵抗。

HEC結果顯示，UC-MSCs移植有效降低了T2DM患者的胰島素抵抗。安慰劑組在基線和9周和48周的GIR分別為3.26、3.26和3.60 mg/min/kg（與基線相比p>0.05），UC-MSCs組的GIR分別為3.12、3.97和分別為4.76 mg/min/kg（?與基線相比，第9周和第48周時p<0.01）（兩組之間在第?9周時p<0.05，在第48周時p<0.01）。

安全性

所有不良事件總結在表3中。UC-MSCs組中的兩名患者退出試驗。一名女性患者有10年的高血壓和高血脂病史，在第三次輸注UC-MSCs后1個月出現腦梗塞。治療兩個月后康復。一名男性患者在第三次輸注UC-MSCs后3個月因意外導致股骨頸骨折。在與獨立裁決委員會討論后，認為這些事件與UC-MSCs治療無關。

在安慰劑組中，一名患有胰島素自身抗體（IAA）陽性的患者和一名患有增生性貧血的患者退出了試驗。一名患者被診斷為甲狀腺乳頭狀癌，一名患者在最后一次就診時被診斷為前列腺癌；因此，他們停止了這項研究。在研究期間沒有報告與治療相關的死亡。其他患者腫瘤標志物未見陽性，影像學檢查未發現腫瘤。體質檢查和實驗室測試顯示，在隨訪的48周內沒有其他與UC-MSCs相關的副作用。所有患者 (n=91) 仍在接受潛在遲發性副作用的隨訪。

4討論

這項前瞻性、單中心、隨機、雙盲、安慰劑對照的II期試驗表明，與安慰劑組相比，在肘關節靜脈輸注UC-MSC可使更高比例的患者達到目標HbA1c水平<7.0%和降低每日胰島素用量，48周時≥50%。UC-MSCs 治療減少了每日胰島素需求，降低了HbA1c水平，并以時間依賴性方式改善了胰島素抵抗。未發生與UC-MSCs移植相關的重大不良事件。這些結果表明了UC-MSCs移植治療T2DM是安全和有效的。

2009年，Bhansali等人首先表明BM-MSCs移植顯著降低了10名T2DM患者的胰島素需求并提高了刺激的C肽水平[10]。隨后，多項研究證實了BM-MSCs和胎盤來源的MSCs在T2DM治療中的有效性和安全性 _{[11,12,13,14,15,16,17]}，包括三個前瞻性、隨機、單盲安慰劑對照研究 _[14,15,17]。UC-MSCs具有低免疫原性，容易獲取和不涉及倫理問題 _[25]。因此，它們可能是糖尿病細胞療法的新來源。三項研究使用UC-MSCs移植治療人類T2DM。一項研究中的患者的胰島素需求減少≥50%受試者）。然而，這些指數在接下來的3-6個月內惡化 _[18]。在另一項研究中，18名T2DM患者接受3次UC-MSCs靜脈輸注，間隔2周，共6個月。結果顯示，18名患者中有8名對治療有反應，表現為空腹和餐后血糖水平降低；然而，治療前后的胰島素劑量沒有顯著差異_[19]。

在另一項試驗中，6名T2DM患者接受兩次靜脈輸注UC-MSCs治療，間隔2周，隨訪時間≥24個月。1/2的患者25至43個月之間不再使用胰島素。其余患者繼續需要注射胰島素，但劑量明顯減少_[20]。這些研究初步證實了UC-MSCs治療T2DM的療效。然而，治療后胰島素需求的結果并不一致。在這項雙盲、隨機、安慰劑對照研究中，與安慰劑組相比，UC-MSCs組中更多的患者在治療后48周達到了主要終點，并且在UC-MSCs治療后胰島素需求量呈時間依賴性下降方式，這表明 UC-MSCs治療T2DM的療效。然而，我們的UC-MSCs組中胰島素減少的百分比和無胰島素患者的比例低于其他研究中報道的，這可能是由于入組受試者的異質性所致。

既往研究表明，T2DM患者的HbA1c水平在UC-MSCs移植后逐漸下降1.2%，在治療后3 個月和6個月觀察到最大下降，并在12個月時略有上升_[18]。在本研究中，UC-MSCs組的HbA1c水平下降1.31%，達到目標HbA1c水平（<7%）的患者百分比在第9周時最高（55.56%），并維持在約40%。我們的UC-MSCs組中HbA1c變化的趨勢與其他研究中發表的使用 UC-MSCs移植治療T2DM患者的情況相似。此外，與其他治療T2DM的常見降糖藥相比，我們的UC-MSCs輸注實現了HbA1c水平下降的情況相似，這證實了UC-MSCs治療T2DM的高效性。

動物研究表明，間充質干細胞移植通過促進殘留β細胞復制、改善胰島自噬功能、促進胰島β細胞表型去分化和胰島局部微環境中巨噬細胞的極化修復_{[26 , 27]}。此外，一些臨床研究探討了UC-MSCs對T2DM患者胰島β細胞功能的影響。他們發現空腹血清C肽水平在 UC-MSCs移植后6個月逐漸升高至峰值，然后在12個月略有下降。同樣，另一項研究發現，UC-MSCs輸注后四個時間點（OGTT 0、1、2 和3小時）血漿C肽水平沒有顯著變化_[19]。在UC-MSCs組中沒有觀察到空腹血漿C肽水平的顯著改善。UC-MSCs 輸注后胰高血糖素刺激的C肽水平和AUCC-pep暫時升高然后逐漸降低至基礎水平。動物研究表明，β細胞去分化而不是細胞凋亡是T2DM 的主要因素。UC-MSCs治療是逆轉T2DM中β細胞去分化的有前景的策略。由于UC-MSCs的逆轉作用在β細胞分化的早期階段更強烈_[28]，因此長期患病的患者胰島β細胞功能的改善并不明顯。這提示了疾病發生早期用UC-MSC早受益。

MSCs輸注已被證明可改善動物T2DM模型中的胰島素抵抗。BM-MSCs輸注通過激活胰島素受體底物1/蛋白激酶B信號通路，以改善T2DM大鼠的胰島素抵抗_[9]。UC-MSCs通過誘導脂肪組織巨噬細胞進入抗炎表型來降低2型糖尿病大鼠的胰島素抵抗 _[29]。此外，脂肪來源的間充質干細胞通過調節肝臟葡萄糖代謝改善2型糖尿病大鼠的高血糖癥 _[30]。據報道，UC-MSCs通過抑制NLRP3炎癥小體介導的炎癥來改善T2DM大鼠肝臟和脂肪組織中的胰島素抵抗_[31]。很少有臨床研究關注UC-MSCs對T2DM胰島素抵抗的影響。在本研究中，我們證明UC-MSCs輸注以時間依賴性方式顯著減輕胰島素抵抗，這表明 UC-MSCs治療可有效改善T2DM中的胰島素抵抗。

UC-MSCs對多種疾病的治療效果已有報道，未見明顯不良反應報道_{[32 , 33]}。在我們的研究中，一名患者因長期未控制的高血壓和高脂血癥而患腦梗塞，這與輸注UC-MSCs無關，未發現細胞相關的免疫反應或腫瘤形成。安全性評估表明，通過靜脈輸注給予UC-MSCs在T2DM患者中具有良好的耐受性。但需要進一步觀察可能的移植并發癥。

這項研究是一項單中心試驗，招募了少量中國患者。入組受試者的年齡、T2DM病程、胰島 β細胞功能狀況和胰島素抵抗具有高度異質性。因此，該結果不能擴展到所有T2DM患者。由于我們的患者接受了短期隨訪，因此需要長期隨訪來驗證當前的研究結果。未來需要更多病例數的良好對照研究來闡明靜脈輸注UC-MSCs治療T2DM的有效性和安全性。

5結論

這項前瞻性、單中心、隨機、雙盲、安慰劑對照試驗表明，通過靜脈輸注給予UC-MSCs是一種安全有效的方法，可以減少外源性胰島素需求并減輕T2DM患者的胰島素抵抗。UC-MSCs移植可能是T2DM的潛在治療選擇。