自身免疫糖尿病的治疗

环境因素
病毒感染（柯萨奇） 某些食物、化学制剂
I 型 糖 尿 病
遗传因素
HLA基因-DR3和DR4
免疫紊乱
胰岛B细胞免疫性损害 GAD、ICA、IAA等（+）
1型糖尿病
胰岛B细胞进行性广泛破 坏达90%以上至完全丧失
1997年美国糖尿病协会(ADA)关于糖尿病的诊断和分类指出，I型糖尿病主 要是由自身免疫所致，血清中存在胰岛自身抗体，如谷氨酸脱羧酶抗体 (GADA)、胰岛细胞抗体(ICA)等是其免疫异常的标志。 免疫介导的胰岛B细胞破坏导致了胰岛素缺乏，但不同个体B细胞破坏的 速度差异较大。部分患者发病后由于仍有相当数量的B细胞存在，可在较长 时间中不依赖胰岛素，故又称为缓慢进展的1型糖尿病或成人迟发自身免疫性 糖尿病(LADA)。 自身免疫性糖尿病的胰岛B细胞破坏主要与两方面相关，一方面是体液 免疫，主要是抗体形成。另一个方面是细胞免疫，包括巨噬细胞，树突状细 胞，CD4+T细胞和CD8+T细胞。当免疫失去平衡后．就会有免疫性疾病或肿瘤 的发生。
3、IGRP属于葡萄糖-6-磷酸酶(G6Pase)蛋白家族中，是一种镶嵌于内质网的多次 跨膜糖蛋白，仅存在于胰岛B细胞中，可以作为特异性攻击的靶点。控制T细胞介导 的抗IGRP自身免疫通路可预防小鼠糖尿病的发生。 4、HSP是一组高度保守且持续表达的蛋白，在免疫反应中发挥双重作用，针对 DiaPep277(HSP60在T1DM中的一个特殊表位)的临床研究表明该抗原肽可以保护残存 胰岛的胰岛素分泌功能，有效延缓C肽分泌水平下降速率，但不能有效降低糖化血 红蛋白，外源性胰岛素的需要量也没有明显变化。鉴于上述研究结果，目前的研究 方向是以DiaPep277诱导的病理生理学改变作为预测胰岛恢复的生物学标志。
前期研究结果显示炎症因子信号可以导致Treg细胞免疫抑制功能的 失活。
Stub1 介导的FOXP3降解导致炎症微环境下Treg细胞免疫抑制功能的失活
抗原特异性Treg的优势
对于预防和治疗T1DM，最理想的方式是重建自身免疫耐受。 Gershon于35年前就提出使用Treg治疗自身免疫病。与多克隆Treg相比， 自身抗原特异性Treg细胞治疗T1DM具有定向性、特异性和有效性。而且， Treg的高度特异性使其影响免疫系统和宿主免疫的风险较小，因此更安全。
38.2 44.2 16%
北美 25.0
39.7 59%
欧洲
亚州
81.8 156.1 91%
在我国患病人群 中，以II型糖尿病 为主，占93.7%， I型仅占5.6%。
非洲 中美 南美
10.4 19.7 88% 13.6 26.9 98%
中东 18.2 35.9 97%
World 2003 = 189 million 2025 = 324 million 增加 72％
二、抗原剂量、给药频率和佐剂
研究表明过高的抗原剂量和给药频率不能诱导最优的免疫调节和耐受。在 小鼠口服胰岛素模型中，当给药频率为每周两次时，仅仅0.2-2.0 mg的胰岛素剂 量有效；与之类似，针对成人迟发性自身免疫糖尿病(LADA)患者的抗原剂量摸 索研究结果表明皮下注射20μg GAD-alum可以保护胰岛素分泌，更高或更低的剂 量对于预防糖尿病发病没有明显效果。 针对DiaPep277的研究表明0.2 mg及1.0 mg的抗原肽能有效的保护胰岛功能， 更高或更低的剂量效果欠佳。动物研究结果显示，合适的抗原剂量可以诱导 Treg增殖而过高的抗原剂量可能会导致Treg清除。所以只有精确的抗原剂量才能 有效保证治疗效果。如何将动物模型中有效的抗原剂量准确转换到临床研究也 很重要，目前没有有效的转化公式存在。 大量动物研究结果显示，重复给予抗原才能有效预防疾病发生，使用可靠 的佐剂如铝或不完全弗氏佐剂(IFA)可以延长抗原的作用时间。如需要重复给予 GAD65，给予一次GAD-alum足以获得相同效果。因此，选择合适的佐剂可能是 抗原特异性免疫治疗和T1DM长期免疫耐受的关键因素之一。
1.1 1.7 59%
大洋洲
糖尿病
I型糖尿病
II型糖尿病
原名胰岛素依赖型糖尿病，多发 生在儿童和青少年。起病比较急剧， 体内胰岛素绝对不足，容易发生酮症 酸中毒，必须用胰岛素治疗，否则将 危及生命。I型糖尿病是依赖胰岛素 治疗的，也就是说病友从发病开始就 需使用胰岛素治疗，并且终身使用。
又称非胰岛素依赖型糖尿病，是代谢 性疾病。多发于中老年，占糖尿病患者 90%以上。II型糖尿病患者体内产生胰岛素 的能力并非完全丧失，有的甚至产生过多， 但胰岛素的作用效果较差，因此患者体内 的胰岛素是一种相对缺乏，可以通过某些 口服药物刺激体内胰岛素的分泌。但到后 期仍有一些病人需要使用胰岛素治疗。
自身免疫病发病三要素
注:与2型糖尿病患者比较，*P<0.01;与LADA患者比较，#P<0.01;与1型糖尿病患者比较， ☆P<0.05 .▲P<0.01;★百分率，括号内为95%可信区间。
胰岛功能变化
众所周知，目前的对症治疗并不能有效治愈1型糖尿病(T1DM)， 而T1DM理想的治疗方法是诱导机体的免疫耐受。 免疫系统是机体抵 御病原菌侵犯的最重要的保卫系统，在机体抗感染过程中发挥着极为 重要的作用。目前，国内外许多学者已ຫໍສະໝຸດ Baidu发现糖尿病患者的机体内存 在体液免疫及细胞免疫的异常改变，因而，抗原特异性免疫治疗是治 愈T1DM的方向，即通过识别胰岛特异性抗原，作用于胰岛或者局部胰 腺淋巴结，发挥免疫调节功能，同时不影响全身免疫应答。
三、治疗时机的选择
T1DM的治疗时机可分为初级预防和次级干预。 初级预防主要针对T1DM高危人群，通过避免触发自身免疫和(或)诱导 自身免疫耐受获得积极干预结果。现有的预防性临床试验通过应用胰岛特异 性自身抗原诱导免疫耐受，由于自身免疫启动机制尚未完全明确，尚存在一 些需要解决的难题。
次级干预主要针对T1DM初发 患者，通过各种免疫干预措施减轻 或延缓自身免疫病程的进展，减少 对胰岛功能的进一步损伤，保护残 存的胰岛功能。
胰岛素在靶组织 能量代谢中的作用
一、抗原特异性免疫治疗的靶点
胰岛特异性抗原
目前能识别的T1DM相关 自身抗原包括胰岛素及其前 体蛋白即胰岛素原、胰岛素 B链、谷氨酸脱羧酶 65(GAD65)、胰岛特异性葡萄 糖。磷酸酶催化亚基相关蛋 白、锌转运体8蛋白和热休克 蛋白(HSP)。这些自身抗原都 是在胸腺内进行转录。健康 机体通过胸腺的阴性选择清 除针对这些胰岛抗原的效应T 细胞，维持对自身的免疫耐 受。
IGRP
由此引发的几个治疗策略
1、 动物实验发现使用口服、鼻吸和非口服途径胰岛素可以激活免疫耐受并预防糖尿病。
但在临床研究中，多中心随机、对照、双盲研究发现口服胰岛素不能改变新诊断的T1DM患者 的糖尿病进程，鼻吸胰岛素也不能延缓残存胰岛B细胞功能的衰退，口服胰岛素和小剂量胰岛 素注射均不能预防糖尿病高危人群糖尿病的发生。研究发现鼻吸胰岛素可诱导针对胰岛素的 免疫耐受，为糖尿病高危人群的初级预防提供理论依据。目前，口服和鼻吸胰岛素的后续研 究正在进行，以进一步确定T1DM预防的最佳剂量、时间和目标人群。
四、抗原特异性治疗的困境
(1)可能会加速胰岛B细胞的破坏和T1DM的进展。部分临床研究未获得预期 的免疫保护作用，极少数研究发现抗原特异性治疗会加速疾病进展，出现 这一现象多是由于给药途径、药物剂量、 给药频率及研究对象不合适。 (2)可能会诱导出威胁生命安全的过敏反应。抗原注射可以导致超敏反应、 全身性变态反应以及过敏反应。 (3)可能诱导自身免疫的脱靶效应。用于T1 DM抗原特异性治疗的部分抗原可 能还表达于胰岛之外的器官，可能导致患者出现新的自身免疫病，这一担 心在理论上是成立的，但研究中尚未发现。
Treg细胞
CD4+CD25+ Foxp3+ Treg除表达CD4分子和CD25分子外，其特征性标志为 Foxp3+。Foxp3又称叉头状／翅膀状螺旋转录因子，在调控调节性T细胞的发育中 起重要作用，且对其发育和功能是必要的。Scurfy小鼠的淋巴细胞增殖病和 Foxp3基因敲除小鼠引起的疾病与人类的X染色体连锁的自身免疫性变态反应失 调综合征(XLAAD)疾病非常相似，且Foxp3-小鼠不显示CD4+CD25+ Foxp3+ Treg活性。 因此， Foxp3+是CD4+CD25+ Foxp3+ Treg发育的一个重要调控元件。
抗原特异性调节性T细胞（Treg）
抗体的检测对临床诊断非常重要，从细胞免疫来说，近年来的研究热点的是Treg细胞。 Treg细胞在正常生理条件下的主要功能包括免疫无能性和免疫抑制性。免疫无能性是指接受 抗原刺激后，其既不增殖也不分泌IL-2等细胞因子。免疫抑制性是通过细胞间接触与细胞因 子作用，在体内和体外起到抑制CD4+、CD8+T细胞和NK、NKT细胞、B细胞和APE的激活、增 殖和效应作用。 Treg具有多种高效的抗原特异性的免疫抑制机制，诱导针对特定器官或者抗 原的特异性免疫抑制，维持免疫系统自身稳定，避免全身性免疫抑制引起的副作用。 所以， Treg细胞对于维持免疫系统起到重要作用。 Treg有很多不同的亚型，包括Tr1、Th3、CD4+CD25- FOXP3+Tregs及CD4+CD25+FOXP3+Treg。 其中，天然CD4+CD25+FOXP3+Treg是诱导外周耐受的主要机制。
生物医学工程
什么是糖尿病？
糖尿病（ Diabetes Mellitus ,DM）是由 多种病因引起以慢性高血糖为特征的代谢 性疾病，由于胰岛素分泌或作用的缺陷， 或两者同时存在，引起糖、蛋白、脂肪、 水和电解质等一系列代谢紊乱。久病可引 起多系统损害，病情严重或应激时可发生 急性代谢紊乱。
lobal PrGojections for the Diabetes Epidemic: 2003–2025(millions)
胰岛素
非肥胖糖尿病小鼠(NOD)模型中仅胰岛素特异性 表达于胰岛B细胞，在疾病进展早期就可以发现高亲 和力胰岛素抗体，针对该抗原的免疫损伤可以导致 T1DM的发生。 由585个氨基酸组成的多肽，是B细胞抗原中首先被T 细胞识别的抗原肽，在幼年NOD鼠和T1DM高危人群体内可 以检测到针对GAD65的T细胞介导的免疫反应；反义GAD65 基因转导NOD鼠体内B细胞的GAD65表达被特异性抑制，可 以完全预防T1DM发病和抑制致糖尿病性T细胞的增殖。使 用GAD65或其部分肽表位预处理糖尿病前期NOD鼠可以有 效延迟T1DM发生。
小样本研究显示鼻喷胰岛 素或皮下注射胰岛素改变 肽配体(NBl-6024)，对胰岛 B细胞功能有一定保护作用； 但后续试验则显示鼻喷胰 岛素也不能阻止或延迟1型 糖尿病的发生
2、使用GAD65或其部分肽表位预处理糖尿病前期NOD鼠可以有效延迟T1DM发 生。针对儿童和青少年新发T1DM的Ⅱ期临床研究也证实GAD—alum不仅可以保护 残存的胰岛素分泌功能，而且显著延缓空腹和刺激后C肽分泌水平下降速率。然而， 随后的Ⅲ期临床研究却发现经过GAD—alum治疗后的第15个月，刺激后C肽分泌水 平下降速率、外源性胰岛素需要量、糖化血红蛋白和低血糖发生率无明显改善。对 于研究结果的大相径庭，研究者分析可能是选取的研究对象不同、研究规模不同、 季节不同，对研究结果造成一定的影响。
GAD65
T1DM 相 关 自 身 抗 原
HSP60
HSP既可以作为启动炎症应答的危险信号，也可 诱导调节性T细胞(Tregs)发挥作用以减轻炎症反应的 强度。 HSP60是胰岛B细胞的自身抗原之一，对T1DM 的自身免疫病有调节作用。
胰岛特异性葡萄糖-6-磷酸酶催化亚基相关蛋白， 这是一类重要的自身抗原，可介导对胰岛的破坏作用。 IGRP是一种镶嵌于内质网的多次跨膜糖蛋白，仅存在于 胰岛B细胞中，故可以作为特异性攻击的靶点。