在南卡罗来纳医科大学，研究员莱昂纳多·费雷拉博士正在领导一项雄心勃勃的努力，以改变1型糖尿病的治疗方式。在全球领先的研究和倡导组织“突破性1型糖尿病”提供的100万美元资助下，费雷拉与合作机构的同事们正在测试一种旨在治疗并可能治愈该疾病的新策略。
他们的方法结合了干细胞科学、免疫学和移植研究。核心目标直截了当但十分大胆：在不使用免疫抑制药物的情况下，恢复1型糖尿病患者体内产生胰岛素的β细胞。
费雷拉表示：“这些奖项支持的是那些最有希望、能够显著推进1型糖尿病治愈之路的工作。这就是‘突破性1型糖尿病’所认为的1型糖尿病治疗的下一波浪潮。”
工程化免疫系统以保护胰岛素细胞
费雷拉专攻如何使用嵌合抗原受体来改造免疫系统。这些经过工程改造的受体有助于引导调节性T细胞到达体内的特定目标。调节性T细胞在控制免疫反应和防止过度损伤（包括1型糖尿病中出现的自身免疫攻击）方面发挥着关键作用。简单来说，它们就像保镖一样，防止免疫系统反应过度，伤害健康组织。
他与两位著名的合作者一起工作。佛罗里达大学药理学与治疗学副教授霍尔格·拉斯博士是1型糖尿病干细胞研究领域的领军人物。许多科学家将这个领域视为移植的未来，因为干细胞可以为研究和临床使用提供几乎无限量的胰岛细胞。马萨诸塞大学医学院的迈克尔·布雷姆博士则完成了这个团队，他以开发人源化小鼠模型而闻名，这些模型帮助研究人员研究1型糖尿病中人类的免疫和代谢反应。
1型糖尿病中发生了什么
1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，患者的免疫系统错误地攻击了胰腺中产生胰岛素的β细胞。没有这些细胞，身体就无法正常调节血糖水平。1型糖尿病患者必须密切监测自己的血糖，并依赖胰岛素注射来维持生命。根据美国疾病控制与预防中心的数据，大约有150万美国人患有这种疾病。随着时间的推移，它可能导致严重的并发症，包括神经损伤、失明、昏迷甚至死亡。
这项新的“突破性1型糖尿病”奖项建立在2021年南卡罗来纳临床与转化研究所的一项发现探索试点资助之上，该资助首次将费雷拉和拉斯联系在一起。早期的支持为这个更大的项目奠定了基础，该项目可能会显著重塑1型糖尿病的治疗方式。
一种双细胞疗法策略
在1型糖尿病中，β细胞被破坏，因为免疫系统不再将它们识别为身体的一部分。对于病情严重、难以用外源性胰岛素控制的患者，医生可以进行包括β细胞在内的胰岛细胞移植。
然而，这种方法面临两大挑战。首先，胰岛移植依赖于供体组织，而且没有足够的β细胞可用。为了解决这一短缺问题，研究团队正在实验室中生产自己的干细胞衍生胰岛细胞。
第二个问题是免疫排斥。移植的β细胞，如同任何外来组织一样，可能会受到免疫系统的攻击。这正是费雷拉的免疫工程专业知识发挥作用的地方。调节性T细胞自然有助于平息免疫反应。费雷拉用一种嵌合抗原受体改造这些细胞，该受体能够识别β细胞上放置的一种特定表面蛋白。这就像一个GPS信号，将调节性T细胞精确地引导到移植的细胞处。
一旦到达那里，经过工程改造的调节性T细胞就像有针对性的“保镖”一样，保护β细胞免受免疫攻击。这种相互作用就像一把锁和一把钥匙。当调节性T细胞上的受体与β细胞上的蛋白质结合时，它向免疫系统发出“停止”信号。β细胞和调节性T细胞共同形成一个保护性伙伴关系，有助于在移植后维持胰岛素的生产。
避免使用免疫抑制药物
这种联合细胞疗法的一大优势是它可能消除对免疫抑制药物的需求。这些药物通常在移植后需要服用，但会带来显著的长期风险，尤其是对儿童而言。
实验室生产的β细胞也可能解决长期存在的供体组织短缺问题。目前，一次移植可能需要来自三到四个供体的β细胞，而大多数器官移植的供体与受体是一对一匹配的。相比之下，该团队的工程化β细胞可以在实验室中制造、冷冻和储存，而不会损失质量。这为未来治疗的可扩展和可靠供应打开了大门。
最终目标是创造一种完整的“即用型”疗法，将工程化调节性T细胞与实验室培养的β细胞结合起来。这种治疗方法可以广泛分发，并通过移植进行施用。
费雷拉说：“我们正试图开发一种对所有阶段的1型糖尿病患者都有效的疗法，甚至对于那些患病多年、β细胞已消耗殆尽的患者也有效。”
测试持久性与长期影响
将这种疗法应用于临床需要时间和进一步的研究。仍然存在几个问题，包括保护效果能持续多久。在利用人源化小鼠进行的临床前研究中，益处已持续长达一个月，这是迄今为止研究的最长时间段。新的资助将使研究人员能够探索延长这种保护、改进递送方法以及确定多剂量是否能产生更持久结果的方法。
通过将干细胞生物学、基因编辑和免疫调节相结合，该团队正在开发的不仅仅是一种单一的疗法。他们正在构建一个教会身体自我修复的框架。如果成功，这项工作最终可能使患者摆脱每日胰岛素注射，并将1型糖尿病的护理从终身管理转变为真正的治愈。
其影响将超越糖尿病。成功可能代表着再生医学和免疫疗法的重大进步。
费雷拉说：“我认为这可以改变医学的实践方式。我们不再治疗症状，而是可以真正替换缺失的细胞。通过这项工作，我们很可能进一步了解1型糖尿病如何开始、如何发展以及如何被治疗。”
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