集成创新攻关异种胰岛细胞移植难题

昆明市延安医院

1型糖尿病是以胰岛素产生功能减退或完全丧失为特点的慢性代谢疾病。该疾病多发于青少年，患者易发生酮症酸中毒，甚至危及生命。1型糖尿病患者需要长期注射胰岛素来控制血糖。但是，患者即便使用胰岛素，其血糖波动也较大。其次，胰腺移植是治疗该疾病的有效手段。但胰腺移植费用昂贵、成功率较低，且胰腺来源短缺。胰岛细胞移植能重建患者胰腺功能，移植后患者可减少胰岛素使用或者完全停用胰岛素。并且，猪胰岛素的氨基酸序列与人的序列仅相差一个氨基酸。因此，猪是胰岛细胞移植治疗1型糖尿病的潜在供体。在国家自然科学基金、卫生部重点项目、省级重点项目的资助下，昆明市延安医院与中南大学湘雅三医院组成研究团队，针对异种胰岛细胞移植技术难题和相关瓶颈进行全面、系统和深入的研究。这是国际上首次全面系统地针对异种胰岛细胞移植关键技术难题的集成创新。取得了以下成果：

1）在国际上首创半自动法分离纯化胰岛细胞。发明了适合胰腺的生物器官组织消化分离器和与之配对的纯化工艺。该工艺能精准控制胰腺消化时间、最大限度保持胰岛的完整及得率。基于半自动分离法，胰岛产率高于文献报道的20%，突破了胰岛细胞分离纯化的技术难题。

2）制定了适宜异种胰岛细胞移植供体猪地方标准和实验用小型猪地方标准各5件。规范了猪作为实验动物和临床移植供体的标准。本课题严格按照异种移植对猪种群质量控制标准，对我国特有猪种进行了异种移植生物安全调查。在国际上首次发现了部分湖南沙子岭猪种群中env-C基因缺失，能作为潜在的移植供体猪种。

3）建立了具有自主知识产权的异种胰岛细胞移植技术体系。首先，在国内首创胰岛细胞微囊化移植技术，显著提升异种胰岛细胞在受体中的存活时间，能阻断猪内源性逆转录病毒潜在向移植受体传播的风险。其次，建立了专门针对灵长类动物异种胰岛细胞移植的免疫抑制方案。最后，首创基于肝动脉和胃网膜右静脉的异种胰岛细胞移植技术，通过在犬和恒河猴动物1型糖尿病模型上验证，两种移植路径能有效降低移植后血栓形成，同时能有效降低模型动物血糖和胰岛素使用量。为异种胰岛细胞移植临床实验提供技术保障。

4）创建了异种胰岛细胞移植不良事件预防和检测技术体系。包括通过基因修饰技术提升猪胰岛细胞的抗凝血反应能力和诱导移植宿主免疫耐受反应。有效降低了移植受体的不良事件发生。另一方面，建立了监测异种移植后免疫排斥，血栓形成以及肿瘤发生等不良反应事件的“非侵入式”检测技术。在该体系的保障下，完成了9例同种胰岛细胞移植和目前国际最大宗的猪胰岛移植1型糖尿病病例数（4例）。获得国际目前该方法最好的治疗效果，有效率达到90%，所有病例均未发生生物安全事件。

本项目研究获授权专利4项。发表论文44篇，其中SCI收录11篇，累计他引次数131次。发表中文核心期刊论文33篇。制定行业标准2项共10部。项目成果具有广阔的应用前景和良好的经济效益、社会效益。