Трансплантация островковых клеток - Islet cell transplantation

Трансплантация островковых клеток
Langerhanssche Insel.jpg
Микроскопическое изображение островка Лангерганса (более светлая область), окруженного экзокринной тканью поджелудочной железы (более темное окрашивание).
MeSHD016381

Трансплантация островков это трансплантация изолированных островки от донора поджелудочная железа в другого человека. Это экспериментальное лечение сахарный диабет 1 типа.[1] После пересадки островки начинают производить инсулин, активно регулируя уровень глюкоза в кровь.

Островки обычно вливаются в печень.[2] Если клетки не от генетически идентичного донора, организм человека распознает их как чужеродные и иммунная система начнут атаковать их, как любой отторжение трансплантата. Чтобы предотвратить это иммунодепрессант используются наркотики. Недавние исследования показали, что трансплантация островков продвинулась до такой степени, что 58% людей в одном исследовании не зависели от инсулина через год после операции.[3]

В период с 1999 по 2004 год 471 человек с диабетом 1 типа получил трансплантацию островковых клеток в 43 учреждениях по всему миру.[4]

История

Концепция трансплантации островков не нова.[5] Исследователи еще с английского хирурга Чарльз Пибус (1882–1975) попытался пересадить ткань поджелудочной железы, чтобы вылечить диабет. Большинство, однако, приписывают недавнюю эру исследований трансплантации островков Пол Лейси исследований, насчитывающих более трех десятилетий. В 1967 году группа Лейси описала новый метод на основе коллагеназы (позже модифицированный доктором Камилло Рикорди, затем работавший с доктором Лейси) для изоляции островков, проложив путь к будущему. in vitro и in vivo островковые эксперименты.[6] Последующие исследования показали, что трансплантированные островки могут обратить вспять диабет как у грызуны и нечеловеческий приматы.[7][8] В резюме семинара 1977 года по трансплантации островковых клеток поджелудочной железы при диабете Лейси прокомментировал возможность «трансплантации островковых клеток в качестве терапевтического подхода [для] возможной профилактики осложнений диабета у человека».[9] Улучшения в методах изоляции и иммуносупрессивных режимах положили начало первым клиническим испытаниям трансплантации островков человеку в середине 1980-х годов. Первое успешное испытание аллотрансплантации островков человека, приведшее к долгосрочному излечению диабета, было проведено в Университете Питтсбурга в 1990 году.[10] Тем не менее, несмотря на постоянные усовершенствования процедур, только около 10% реципиентов островков в конце 1990-х годов достигли эугликемии (нормального уровня глюкозы в крови). В 2000 году доктор Джеймс Шапиро и его коллеги опубликовали отчет, в котором описываются семь последовательных людей, которые достигли эугликемии после трансплантации островков с использованием протокола без стероидов и большого количества донорских островков, так называемых Эдмонтонский протокол.[11] Этот протокол был адаптирован центрами трансплантации островков по всему миру и значительно повысил эффективность трансплантации островков.[12]

Цели

Цель трансплантации островков - ввести достаточное количество островков, чтобы контролировать глюкоза в крови уровень, устраняющий необходимость в инъекциях инсулина. Для человека среднего роста (70 кг) типичная трансплантация требует около одного миллиона островков, изолированных от двух донорских поджелудочных желез. Потому что хороший контроль уровня глюкозы в крови может замедлить или предотвратить прогрессирование осложнений, связанных с диабетом, таких как нерв или же повреждение глаз, успешная трансплантация может снизить риск этих осложнений. Но реципиенту трансплантата необходимо будет принимать иммунодепрессивные препараты, которые не позволяют иммунной системе отторгать пересаженные островки.

Более новые исследования сосредоточили свое внимание на сокращении тяжелые гипогликемические явления, опасное для жизни состояние при диабете 1 типа, вместо того, чтобы полностью исключить необходимость инъекций инсулина.[13][14]

Процедура

Процесс трансплантации островков (иллюстрация Джованни Маки).

Исследователи используют смесь высокоочищенных ферментов (Коллагеназа ) для выделения островков из поджелудочной железы умершего донора. Раствор коллагеназы вводят в панкреатический проток который проходит через головку, тело и хвост поджелудочной железы. Доставленный таким образом раствор фермента вызывает растяжение поджелудочной железы, которая затем разрезается на мелкие кусочки и переносится в так называемую камеру Рикорди, где происходит пищеварение до тех пор, пока островки не освободятся и не будут удалены из раствора. Затем изолированные островки отделяются от экзокринная ткань и мусор в процессе, называемом очисткой.

Во время трансплантации радиолог использует УЗИ и рентгенография для направления катетера через верхнюю часть живота в воротная вена печени. Затем островки вводятся через катетер в печень. Человек получит местный анестетик. Если человек не переносит местную анестезию, хирург может использовать общую анестезию и провести трансплантацию через небольшой разрез. Возможные риски процедуры включают кровотечение или образование тромбов.

Островкам требуется время, чтобы прикрепиться к новым кровеносным сосудам и начать выделять инсулин. Врач назначит много анализов для проверки уровня глюкозы в крови после трансплантации, и до достижения контроля может потребоваться инсулин.

  • Рентгенологическое изображение воротной вены и ее ветвей у реципиента трансплантата до введения изолированных островков.

  • Рентгенографическое изображение портального дерева реципиента после трансплантации.

Иммуносупрессия

В Эдмонтонский протокол использует комбинацию иммунодепрессанты, включая даклизумаб (Зенапакс), сиролимус (Рапамун) и такролимус (Программа). Даклизумаб вводится внутривенно сразу после трансплантации, а затем прекращается. Сиролимус и такролимус, два основных препарата, которые не дают иммунной системе разрушить пересаженные островки, необходимо принимать пожизненно.

Ограничения

Несмотря на значительный прогресс в области трансплантации островков,[15] остается много препятствий, которые в настоящее время препятствуют его широкому применению. Двумя наиболее важными ограничениями являются недостаточные в настоящее время средства предотвращения отторжения островков и ограниченное количество островков для трансплантации. Современные иммуносупрессивные схемы способны предотвращать поражение островков от нескольких месяцев до лет, но агенты, используемые в этих методах лечения, дороги и могут повышать риск конкретных злокачественных новообразований и оппортунистических инфекций. Кроме того, как это ни странно, наиболее часто используемые агенты (например, ингибиторы кальциневрина и рапамицин ) также известно, что они нарушают нормальную функцию островков и / или действие инсулина. Кроме того, как и все лекарства, эти агенты имеют другие связанные с ними токсические эффекты с такими побочными эффектами, как язвы во рту, периферический отек, анемия, потеря веса, гипертония, гиперлипидемия, понос и усталость.[16] Возможно, наибольшую озабоченность человека и врача вызывает вредное воздействие некоторых широко используемых иммунодепрессантов на функция почек. Для человека с диабетом функция почек является решающим фактором в определении долгосрочного результата, и ингибиторы кальциневрина (такролимус и циклоспорин ) значительно нефротоксичный. Таким образом, в то время как некоторые люди с трансплантатом поджелудочной железы хорошо переносят иммунодепрессанты, и для таких людей диабетическая нефропатия может постепенно улучшаться, у других людей чистый эффект (снижение риска из-за улучшенного контроля уровня глюкозы в крови, повышение риска от иммунодепрессантов) может ухудшают функцию почек. Действительно, Ojo et al. опубликовали анализ, показывающий, что среди людей, получающих аллотрансплантаты, отличные от почек, 7–21% в конечном итоге почечная недостаточность в результате трансплантации и / или последующей иммуносупрессии.[17]

Еще одно ограничение процесса трансплантации островков - воспалительная реакция печени. Доктор Мелена Беллин - адъюнкт-профессор детской эндокринологии и хирургии и руководитель исследовательской программы по аутотрансплантации островков в Медицинском центре Университета Миннесоты и Масонской детской больнице. Ее исследования сосредоточены на том, чтобы сделать пересадку островков более безопасной и эффективной для диабетиков первого типа. Процесс введения островковых клеток в печень может вызвать воспалительную реакцию в организме. Эта реакция приводит к разрушению большого количества вновь пересаженных островков. Утрата островковых клеток снижает вероятность успешного производства инсулина и увеличивает вероятность повторного развития диабета первого типа у пациента. Доктор Беллин в настоящее время тестирует два противовоспалительных препарата, которые уже есть на рынке, чтобы выяснить, могут ли они быть полезными для предотвращения воспаления, которое разрушает островковые клетки. [18]

Рекомендации

  1. ^ Качество здравоохранения Онтарио (2015 г.). «Трансплантация островка поджелудочной железы пациентам с сахарным диабетом 1 типа: обзор клинических данных». Серия оценок технологий здравоохранения Онтарио. 15 (16): 1–84. ISSN  1915-7398. ЧВК  4664938. PMID  26644812.
  2. ^ Лейки Дж. Р., Берридж П. В., Шапиро А. М. (сентябрь 2003 г.). «Технические аспекты подготовки и трансплантации островков». Transplant International. 16 (9): 613–32. Дои:10.1111 / j.1432-2277.2003.tb00361.x. PMID  12928769.
  3. ^ Close NC, Hering BJ, Eggerman TL (март 2005 г.). «Результаты первого года создания Совместного реестра трансплантатов островков». Трансплантация. 37 (2): 1305–8. Дои:10.1016 / j.transproceed.2004.12.117. PMID  15848704.
  4. ^ Шапиро А.М., Лейки-младший, Пати Б.В., старший помощник врача, Бигам Д.Л., Райан Е.А. (май 2005 г.). «Стратегические возможности в клинической трансплантации островков». Трансплантация. 79 (10): 1304–7. Дои:10.1097 / 01.TP.0000157300.53976.2A. PMID  15912095.
  5. ^ Пьемонти Л., Пиледжи А. (2013). «25 лет применения автоматизированного метода Ricordi для изоляции островков» (PDF). CellR4. 1 (1): 8–22.
  6. ^ Лейси П.Е., Костяновский М. (январь 1967). «Способ выделения интактных островков Лангерганса из поджелудочной железы крысы». Сахарный диабет. 16 (1): 35–9. Дои:10.2337 / diab.16.1.35. PMID  5333500.
  7. ^ Кемп CB, Knight MJ, Шарп DW, Lacy PE, Ballinger WF (август 1973). «Трансплантация изолированных островков поджелудочной железы в воротную вену диабетических крыс». Природа. 244 (5416): 447. Bibcode:1973Натура.244..447K. Дои:10.1038 / 244447a0. PMID  4200461.
  8. ^ Шарп Д. В., Мерфи Дж. Дж., Ньютон В. Т., Баллинджер В. Ф., Лейси П. Е. (январь 1975 г.). «Трансплантация островков Лангерганса диабетическим макакам резус». Хирургия. 77 (1): 100–5. PMID  122797.
  9. ^ Lacy PE (апрель 1978 г.). «Семинар по трансплантации островковых клеток поджелудочной железы при диабете, спонсируемый Национальным институтом артрита, обмена веществ и болезней органов пищеварения и проведенный в Национальном институте здравоохранения в Бетесде, штат Мэриленд, 29 и 30 ноября 1977 года». Сахарный диабет. 27 (4): 427–9. Дои:10.2337 / diab.27.4.427. PMID  416985.
  10. ^ Tzakis AG, Ricordi C, Alejandro R, Zeng Y, Fung JJ, Todo S, Demetris AJ, Mintz DH, Starzl TE (август 1990 г.). «Трансплантация островков поджелудочной железы после экстентерации верхних отделов брюшной полости и замены печени». Ланцет. 336 (8712): 402–5. Дои:10.1016/0140-6736(90)91946-8. ЧВК  2972674. PMID  1974944.
  11. ^ Шапиро А.М., Лейки Дж. Р., Райан Э. А., Корбутт Г. С., Тот Э, Уорнок Г. Л., Кнетеман Н. М., Раджотт Р. В. (июль 2000 г.). «Трансплантация островков у семи пациентов с сахарным диабетом 1 типа с использованием иммуносупрессивного режима без глюкокортикоидов». Медицинский журнал Новой Англии. 343 (4): 230–8. Дои:10.1056 / NEJM200007273430401. PMID  10911004.
  12. ^ Текин, Зехра; Гарфинкель, Марк Р .; Чон, В. Джеймс; Шенк, Линдси; Голаб, Каролина; Савари, Омид; Тистлтуэйт, Дж. Ричард; Philipson, Louis H .; Маевски, Коллин (октябрь 2016 г.). «Результаты аллотрансплантации островков поджелудочной железы с использованием Эдмонтонского протокола в Чикагском университете». Трансплантация прямая. 2 (10): e105. Дои:10.1097 / TXD.0000000000000609. ISSN  2373-8731. ЧВК  5068201. PMID  27795987.
  13. ^ Hering BJ, Clarke WR, Bridges ND, Eggerman TL, Alejandro R, Bellin MD, Chaloner K, Czarniecki CW, Goldstein JS, Hunsicker LG, Kaufman DB, Korsgren O, Larsen CP, Luo X, Markmann JF, Naji A, Oberholzer J , Посселт А.М., Рикельс М.Р., Рикорди К., Робьен М.А., старший помощник врача, Шапиро А.М., Сток П.Г., Тюрджен Н.А. «Испытание фазы 3 трансплантации островков человека при диабете 1 типа, осложненном тяжелой гипогликемией». Уход за диабетом. 39 (7): 1230–40. Дои:10.2337 / dc15-1988. ЧВК  5317236. PMID  27208344.
  14. ^ Гербер П.А., Хочули М., Бенедиктсдоттир Б.Д., Зуэллиг Р.А., Чопп О., Гленк М., де Ружмонт О., Оберкофлер С., Спинас Г.А., Леманн Р. (январь 2018 г.). «Трансплантация островков как безопасный и эффективный метод восстановления гликемического контроля и предотвращения тяжелой гипогликемии после недостаточности донорского органа при трансплантации поджелудочной железы» (PDF). Клиническая трансплантация. 32 (1): e13153. Дои:10.1111 / ctr.13153. PMID  29140547.
  15. ^ Робертсон Р.П. (февраль 2004 г.). «Трансплантация островков как лечение диабета - работа в стадии разработки». Медицинский журнал Новой Англии. 350 (7): 694–705. Дои:10.1056 / NEJMra032425. PMID  14960745.
  16. ^ Хиршберг Б., Ротер К.И., Дигон Б.Дж., Ли Дж., Гаглия Д.Л., Хайнс К., Рид Э.Дж., Чанг Р., Вуд Б.Дж., Харлан Д.М. (декабрь 2003 г.). «Преимущества и риски трансплантации одиночных островков при диабете 1 типа с использованием стероидсберегающей иммуносупрессии: опыт Национальных институтов здравоохранения». Уход за диабетом. 26 (12): 3288–95. Дои:10.2337 / diacare.26.12.3288. PMID  14633816. Полный текст
  17. ^ Оджо АО, Хелд П.Дж., Порт Ф.К., Вулф Р.А., Лейхтман А.Б., Янг Э.В., Арндорфер Дж., Кристенсен Л., Мерион Р.М. (сентябрь 2003 г.). «Хроническая почечная недостаточность после трансплантации непочечного органа». Медицинский журнал Новой Англии. 349 (10): 931–40. Дои:10.1056 / NEJMoa021744. PMID  12954741.
  18. ^ Броуди, Барбара. «Повышение безопасности трансплантации островковых клеток». Прогноз диабета.