Сell engineering in restoration of insulin production in type 1 diabetes mellitus patients

Full Text

Распространенность сахарного диабета (СД) в ВС РФ имеет тенденцию к росту. Обращаемость военнослужащих за медицинской помощью увеличилась за 2009-2013 гг. на 18% - с 0,16 до 0,19%, первичная обращаемость - на 80% (с 0,04 до 0,07%), что привело к значительному возрастанию расходования ресурсов военного здравоохранения на оказание медицинской помощи и лечение пациентов по данной группе болезней. Так, в Южном военном округе общий объем централизованных поставок и децентрализованных закупок противодиабетических лекарственных средств (пероральных сахароснижающих препаратов и инсулинов) в денежном выражении за три года увеличился более чем в 3 раза и составил в 2013 г. свыше 5 млн руб. [2]. В РФ определены средние затраты в год на одного больного с СД. При СД 1 типа (СД1) они составляют 81,1 тыс. руб., а при СД 2 типа (СД2) - 70,8 тыс. руб. В структуре прямых медицинских затрат на долю инсулинотерапии приходится основная часть расходов - 34,5 тыс. руб. в год при СД1 и 12,5 тыс. руб. в год при СД2 [1]. Цель настоящей публикации - сжато охарактеризовать современное состояние и перспективы использования клеточных технологий (Cell engineering/tissue engineering) в лечении СД1 путем восстановления инсулинпродуцирующей функции поджелудочной железы. Данная работа является продолжением статьи, вышедшей в апрельском номере «Военно-медицинского журнала» за 2016 г. [3]. Новая работа основана на материале, опубликованном после 1 января 2016 г. и методически следует предыдущей статье. Для выявление клинически значимых и перспективных способов лечения лечения диабета с применением клеточных технологий мы вновь обратились к анализу клинических испытаний. Вкратце, поиск исследований по интересующей тематике был проведен в международном регистре клинических испытаний СlinicalTrials.gov[1]. Для поиска использовалась композиционная модальность «Advanced Search». В окно «Conditions» вводился термин Diabetes, в окно «Interventions» - термин Stem cells. В результате по состоянию на 17 мая 2018 г. по данной теме найдено 126 клинических исследований. В процессе непосредственного просмотра протоколов отдельных исследований для дальнейшего анализа были отобраны три испытания, прямо относящихся к лечению СД1 в расчете на возможность активации/регенерации инсулинпродуцирующего аппарата поджелудочной железы и имеющих опубликованные результаты после 1 января 2016 г. Клиническое испытание NCT01374854[2]. Протокол зарегистрирован в июне 2011 г., результат опубликован в январе 2016 г., полный текст свободно доступен на сайте журнала по ссылке [8]. Большая американо-китайская группа ученых изучала безопасность и лечебную эффективность пересадки смеси мезенхимальных стволовых клеток стромы пуповины единого донора с аутологичными мононуклеарами костного мозга у больных с установившимся (Established type 1 diabetes) СД1. Тестируемая гипотеза: инфузия мезенхимальных стволовых клеток стромы пуповины простимулирует регенерацию бета-клеток островков Лангерганса, а аутологичные мононуклеары костного мозга будут потенцировать этот стимулирующий эффект. В качестве экспериментальной интервенции использовалось введение мезенхимальных стволовых клеток стромы вартонова студня человеческой пуповины (всем испытуемым от единого донора) в сочетании с аутологичными мононуклеарами костного мозга. Трансплантация клеточного материала проводилась через дорзальную поджелудочную артерию[3]. Дизайн: проспективное контролируемое рандомизированное открытое интервенционное исследование. Продолжительность динамического наблюдения 1 год. Экспериментальная и контрольная группы состояли из 21 пациента каждая. При этом больные в экспериментальной группе получали стандартное лечение + охарактеризованную выше интервенцию, а контрольная группа - только стандартное лечение. Первичная конечная точка: уровень С-пептида[4] через 1 год с момента интервенции. Вторичные конечные точки: снижение уровней глюкозы сыворотки крови натощак и гликированного гемоглобина (HbА1c), уменьшение потребности в инъекциях инсулина. Результат: через год после интервенции у больных экспериментальной группы площадь под кривой С-пептида возросла на 106%, снизились уровни глюкозы натощак на 24%, HbА1c на 13%, потребность в инсулине на 29%, в то время как в контрольной группе площадь под кривой С-пептида уменьшилась на 7,7%, уровень глюкозы натощак и потребность в инсулине достоверно не изменились, а уровень HbА1c вырос на 1,2%. Отмечается хорошая переносимость интервенции. В обсуждении авторы констатируют, что несмотря на положительную динамику лабораторных показателей, достигнуть инсулинонезависимости проведенной интервенцией не удалось. Существенной озабоченностью остается возможность канцерогенеза в связи с введением живых стволовых клеток. Необходим более длительный период динамического наблюдения. Клиническое испытание NCT00807651. Протокол зарегистрирован в декабре 2008 г., результат опубликован в апреле 2017 г., полный текст свободно доступен по ссылке [7]. Группа ученых научно-исследовательских учреждений Шанхая, КНР, изучала терапевтический эффект однократного введения аутологичных гематопоэтических стволовых клеток больным СД1. Тестируемая гипотеза: учитывая аутоиммунный механизм развития СД1, авторы предполагают, что трансплантация аутологичных гематопоэтических стволовых клеток будет способствовать снижению уровня аутоиммунной агрессии и тем самым улучшит функцию инсулинпродуцирующего аппарата. В качестве экспериментальной интервенции использовалось однократное внутривенное введение аутологичных гематопоэтических стволовых клеток, полученных из периферической крови пациентов по ранее отработанной и опубликованной методике. Дизайн: проспективное контролируемое рандомизированное открытое интервенционное исследование. Продолжительность динамического наблюдения 1 год. Экспериментальная группа включала 8 больных СД1, диагносцированным менее 6 мес назад. Контрольная группа состояла из 10 аналогичных больных. Распределение больных диабетом в обе группы происходило с использованием таблицы случайных чисел. Кроме того, была сформирована вторая контрольная группа из 15 здоровых субъектов. Больные экспериментальной группы получали инъекцию аутологичных гематопоэтических стволовых клеток + стандартное лечение диабета, больные контрольной группы - только стандартное лечение. Первичная конечная точка: потребность в инъекциях инсулина. Вторичные конечные точки: уровни С-пептида и HbА1c, титр антител к глютаматдекарбоксилазе[5]. Результаты: у больных экспериментальной группы через год после интервенции потребность в экзогенном инсулине уменьшилась на 75%, в то время как в контрольной группе, получавшей стандартное лечение, только на 21%. Площадь под кривой С-пептида в экспериментальной группе возросла на 62%, а в контрольной группе всего на 4%. Уровень HbА1c снизился в обеих группах одинаково, примерно на 40%. Титр антител к глютаматдекарбоксилазе в экспериментальной группе снизился более чем в 6 (!) раз, в контрольной группе больных титр снизился лишь незначительно, всего на 2,4%. С целью дополнительного подтверждения антиаутоиммунного механизма действия изучаемой интервенции авторы исследовали некоторые иммунологические параметры периферической крови, в частности, динамику клеток Th17[6]. До интервенции доля Th17 в популяции мононуклеаров периферической крови в обеих группах больных достоверно превышала уровень в группе здоровых (+41%). Через год после интервенции у больных экспериментальной группы пропорция Th17 уменьшилась и стала даже ниже, чем в группе здоровых, в то время как в контрольной группе больных пропорция этих клеток осталась неизменной. Клиническое испытание NCT02384018. Протокол зарегистрирован в марте 2015 г., результат опубликован в январе 2018 г., полный текст свободно доступен по ссылке [6]. Коллектив американских ученых изучал эффективность и безопасность использования котрансплантации островков Лангерганса с аутологичными мезенхимальными стволовыми клетками костного мозга после тотальной панкреатэктомии у больных хроническим панкреатитом. Следует оговориться, что хотя данное клиническое испытание прямо не связано с лечением СД1, использованная по ходу испытания клеточная интервенция обладает принципиальной значимостью для лечения этого заболевания. Применяемая для радикального лечения резистентного к консервативной терапии хронического панкреатита тотальная панкреатэктомия с одновременной трансплантацией аутологичных островков Лангерганса нередко осложняется сахарным диабетом 3c типа[7] из-за плохой приживаемости пересаженных тканей, что объясняется неблагоприятным воздействием ряда факторов, таких как стрессовая ситуация при заборе трансплантата, гипоксия в связи с плохой васкуляризацией пересаженных тканей, аутоимунная реакция организма и т. п. Тестируемая гипотеза: введение мезенхимальных стволовых клеток одновременно с трансплантацией островков Лангерганса у больных после тотальной панкреатэктомии обеспечит лучшую приживаемость пересаженных островков и соответственно более эффективный гликемический контроль. Экспериментальная интервенция состояла в следующем. После удаления поджелудочной железы ее островки Лангерганса выделялись модифицированным методом Рикорди[8] и вводились в воротную вену через мезентериальную вену, в которую тотчас за островками инъецировались подготовленные заранее аутологичные мезенхимальные стволовые клетки костного мозга. Дизайн: пилотное проспективное нерандомизированное открытое интервенционное исследование с псевдоконтролем. Продолжительность динамического наблюдения 1 год. Экспериментальная группа включала трех больных, подвергнутых котрансплантации, группа ретроспективного псевдоконтроля состояла из 101 пациента, которые получили только инъекцию островков Лангерганса. Первичная конечная точка: площадь под кривой С-пептида при тестировании смешанной пищевой нагрузкой (Mixed-meal tolerance test, MMTT). Вторичные конечные точки: батарея тестов функции печени и почек, отсутствие/наличие тяжелых эпизодов гипогликемии. Результаты: все трое больных в экспериментальной группе перенесли котрансплантацию хорошо. Один больной не нуждался в инъекциях инсулина вообще, суточные дозы инсулина двоих других пациентов экспериментальной группы были ниже, чем в контроле. Площадь под кривой С-пептида через 12 мес после операции в экспериментальной группе была больше, чем в контрольной, 24,96±11,2 против 17,76±19,5 нг/мл/мин, хотя из-за крайней малочисленности экспериментальной группы достоверность различий данного показателя в сравнении с контрольной группой показать не удалось. Что касается угрожающих жизни состояний в течение одного года после операции, то у одного больного экспериментальной группы таких осложнений не было совсем, у второго больного отмечена бактериальная пневмония с экссудативным плевритом и неокклюзивный тромбоз портальной вены, у третьего - желудочно-кишечное кровотечение и тромбоз левой ветви портальной вены. Аналогичные осложнения отмечались и у пациентов в группе псевдоконтроля. Одним из положительных итогов данного клинического испытания авторы считают возможность его проекции на клеточную терапию СД1 [6, p. 17]. Вышеприведенный анализ результатов трех клинических испытаний указывает на известный прогресс, достигнутый за последние 2 года в попытках использовать клеточную терапию для восстановления инсулинпродуцирующей способности у больных СД1. Однако следует признать, что проанализированные исследования находятся лишь на этапе пилотного клинического эксперимента, в связи с чем пока, очевидно, не могут быть предметом трансляции в сколько-нибудь широкую клиническую практику. В то же время есть основания в ближайшие годы по данной теме ожидать серьезного продвижения вперед. На это указывает тот факт, что по состоянию на 18 марта 2018 г. в международном регистре клинических испытаний СlinicalTrials.gov по затронутой в данной статье проблеме зарегистрировано сразу 10 клинических испытаний[9], или уже ведущих запись пациентов или готовящихся ее начать.

About the authors

O. A Nagibovich

A. S Golota

A. B Krassii

Email: ramzai2002@mail.ru

References

Supplementary files