新植入包裹胰島細胞技術,為控制第一型糖尿病的新希望

作者 | 發布日期 2018 年 01 月 22 日 8:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

第一型糖尿病多發生在青少年,病因在於病人體內產生胰島素的 β 細胞遭自身免疫系統破壞,以致無法產生足夠的胰島素。目前的主要療法是每日注射外源性胰島素來維持血糖控制,但缺點就是需要密切注意和嚴格控制。數年來研究者致力於找到一個能將全新且有功能的胰島 β 細胞移植回體內的方法,但遇到最大的障礙就在身體的免疫排斥,導致病患需要服用太多免疫抑制藥。



不過這項研究最近終於看到曙光:來自美國康乃爾大學的研究團隊研發出一種裝置能包裹胰島細胞並植入體內。裝置本身是一種堅硬的奈米多孔型線材,包覆在海藻酸鹽水凝膠內,這層水凝膠塗層可讓胰島細胞免於被免疫系統攻擊。

包裹細胞運進人體這種想法並非首創,先前科學家就已發展出類似的包裹系統,在許多前臨床研究也有功效,然而臨床上卻出現嚴重的缺陷。舉例來說,先前使用的水凝膠裝置可運輸足夠數量的細胞,生物相容性也不斷改進,可是問題在於移入後幾乎不可能完全移除或回收,如果碰上移植失敗或醫療併發症,將是潛在風險。「當裝置失效,它們就必須離開。」研究的領導者,敏格林‧馬(Minglin Ma)說。「你不能將一個身體無法排除的東西放進體內,但我們的裝置解決了這個大問題。」

稱做 TRAFFIC(Thread-Reinforced Alginate Fiber for Islets enCapsulation)的植入性線材在科學家設計下,不僅能有效避免免疫排斥,還可以用腹腔鏡手術就能將整個裝置植入或移除。

優點說完之後,那麼它在動物體內的成效如何呢?研究團隊將 1 英吋長的線材植入有糖尿病的老鼠身體,觀測數天後老鼠體內血糖濃度的變化,而結果令人鼓舞:植入兩天後,血糖濃度就降到正常範圍了,裝置回收之前,療效整整維持了 4 星期,可見 TRAFFIC 調控血糖濃度的效果驚人;長度更長的線材也植入兩隻狗身體,不過這次要看的是透過腹腔鏡手術移除後,狗是否出現影響。結果顯示,儘管其中一隻狗出現部分組織和裝置片段黏合的問題,導致水凝膠和線材分離,不過切除黏合組織後,裝置仍可以全部回收,且兩隻狗都沒有出現發炎反應等副作用。水凝膠和線材黏合的強度也透過線材的修飾加強了,接下來重複的移植實驗,水凝膠附著組織的問題沒有再發生。

「有許多類似的裝置一一出現,但這個看起來仍有更多潛力。」詹姆斯‧佛蘭德斯(James Flanders)解釋,他是目前參與這計畫的獸醫。「它能保護胰島素細胞不受攻擊,能有效控制血糖濃度,也可輕易移除,聽起來就是個雙贏的局面。」

如果接下來在人體臨床試驗的研究顯示這方法依然有效,那它或許也能應用在其他種荷爾蒙匱乏的疾病及內分泌失調等問題。能運輸足夠數量細胞、不會發生免疫排斥問題,又可以完全回收……這項全新裝置也許將為第一型糖尿病,甚至更多疾病患者帶來改變險峻局勢的曙光。

(首圖來源:康乃爾大學