date:2011-09-15 00:00:00
胰島移植是一種新的糖尿病治療方法，胰島移植成功的關(guān)鍵在于從供體中分離出純度高、數(shù)量多、活力強(qiáng)的胰島細(xì)胞。胰島分離技術(shù)經(jīng)歷了純手工分離、半自動分離、全自動控制分離的過程。通過對胰島細(xì)胞分離過程的溫度、時間、灌注壓力的準(zhǔn)確控制和胰島細(xì)胞純化技術(shù)的不斷改進(jìn)，胰島細(xì)胞分離效果將會更好，胰島移植的成功率也將更高。
1.前言
糖尿病發(fā)病率在世界范圍內(nèi)呈明顯上升趨勢，世界衛(wèi)生組織公布的數(shù)據(jù)顯示：目前全世界逾2.2億人患有糖尿病，預(yù)計到2030年全世界糖尿病患者將達(dá)到3.66億。中國糖尿病流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果表明：在年齡≥20歲的中國人群中，糖尿病和糖尿病前期患病率分別高達(dá)9.7%和15.5%，以此推算目前中國有9240萬成年人患有糖尿病，有1.48億人處于糖尿病前期。由于糖尿病是一種終身疾病，它發(fā)病率高、并發(fā)癥較多，其致死率僅次于癌癥及心血管疾病，已被世界衛(wèi)生組織列為危害人類健康的第三大疾病。
糖尿病的治療方法主要有飲食控制、體育鍛煉、藥物治療、胰島素注射、胰腺器官移植和胰島細(xì)胞移植。飲食控制、體育鍛煉、藥物與胰島素注射治療都無法避免糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生，胰腺移植手術(shù)風(fēng)險大、并發(fā)癥多，還受到供體短缺、免疫排斥等限制，因此這些治療方法都不是理想的治療糖尿病方法。
2.胰島移植的發(fā)展
2000年，加拿大Edmonton Alberta University的James Shapiro領(lǐng)導(dǎo)的研究小組探索的胰島移植方案（Edmonton方案）取得了重大成功。在截至2004年11月按照Edmonton方案接受胰島移植的47例糖尿病病人中，接受胰島移植1年后約87%的病人可以完全脫離胰島素治療；移植后2年時仍有60%的病人不需要使用胰島素治療。實驗表明，胰島移植是治療胰島素依賴型糖尿病的有效方法，胰島移植不僅能夠糾正糖代謝的紊亂，而且能夠防止或逆轉(zhuǎn)糖尿病的微血管病變。這使胰島移植成為治療糖尿病的發(fā)展趨勢。
3.胰島細(xì)胞分離對胰島移植的影響
從供體中分離出純度高、數(shù)量多、活力強(qiáng)的胰島細(xì)胞是進(jìn)行胰島細(xì)胞移植的先決條件。在Edmonton胰島細(xì)胞移植控制組的患者平均需要移植857318個胰島，從胰島細(xì)胞的數(shù)量上也就是說，每例患者需要移植至少2個胰腺的胰島細(xì)胞，所以移植的胰島細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量都是成功的關(guān)鍵。
4.胰島細(xì)胞分離技術(shù)的研究與發(fā)展
早在1892年，Minkowski和Von Merin對動物進(jìn)行胰腺移植實驗。實驗結(jié)果顯示：經(jīng)全胰切除手術(shù)后將部分胰腺組織植于皮下（不與消化系統(tǒng)相連）的實驗犬雖然仍會出現(xiàn)糖尿病，但其死亡率低于單純?nèi)认偾谐膶φ战M。雖然沒有進(jìn)行胰島細(xì)胞分離，直接將全胰植于皮下，但其對糖尿病的治療也起到了一定的效果。
1967年，Lacy用膠原酶震蕩消化分離法從大鼠的胰腺中分離出胰島細(xì)胞，胰島細(xì)胞中包括胰島素分泌細(xì)胞。1976年他在嚙齒動物模型上完成了胰島移植，并證實了這一方法治療糖尿病的可行性。但是這種胰島分離和移植方法的部分步驟比較繁雜，胰腺的灌注、消化、胰島細(xì)胞分離全部采用人工控制，分離過程技術(shù)性強(qiáng)，需要較長的熟練過程，對胰島的破壞性較大。
上世紀(jì)70年代，F(xiàn)icoll從外分泌腺成功分離人胰島細(xì)胞。1986年，圣路易斯研究組的Ricordi發(fā)展半自動酶解和胰腺收集的方法，在消化室內(nèi)采用循環(huán)蠕動泵對供體胰腺進(jìn)行循環(huán)灌注，并用雙硫腙染色監(jiān)測游離胰島消化過程，既減少了膠原酶用量，縮短了分離時間，同時減少了機(jī)械損傷及污染的機(jī)會。而在胰島分離劑的選用上，因為用Euro-Ficoll梯度進(jìn)行胰島純化過程，胰島及腺外分泌組織的穩(wěn)定性改善，使二者較好地分開，而且能較好地恢復(fù)胰島的活力，使胰島細(xì)胞移植成為可能。
1996年，Shapiro提出了一種改良型靜止消化技術(shù)，并將其與標(biāo)準(zhǔn)化組織切碎消化技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的雙盲比較，結(jié)果顯示膽總管內(nèi)膠原酶注射靜止法胰島產(chǎn)量高出切碎法47.5%，且胰島功能保留方面亦優(yōu)于切碎法。
90年代中末期，Roche公司商品化的混合性膠原酶和蛋白酶-Liberase用于臨床胰島分離，以及COBE2991細(xì)胞分離儀的應(yīng)用顯著地改善了胰島消化后的純化過程，大大提高了用于移植的胰島的純度。
2000年Edmonton方案取得了巨大成功，Edmonton實驗方案中采用的灌注和消化方法是：在4℃的溫度下對供體胰腺在胰腺修整盤內(nèi)進(jìn)行必要的修整；胰腺的灌注裝置見圖1，將合適管徑的聚乙烯管，經(jīng)胰腺乳頭部的主胰管或橫斷胰腺上的主胰管插入，并結(jié)扎固定于胰管上。經(jīng)主胰管插管灌注復(fù)合膠原酶溶液，充分灌注胰腺。復(fù)合膠原酶灌注完畢，再進(jìn)行消化，消化裝置見圖2，將胰腺剪切成5-6塊，放入消化罐中，于37℃下機(jī)械震蕩消化，并在消化一定時間后抽取樣品進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)檢測到樣品中游離胰島數(shù)量超過50%，并且可以看到有＞200μm的游離胰島時，終止消化過程。
圖1
圖2
2011年，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院的馮靖祎、胡亮對胰島干細(xì)胞分離過程的溫度控制進(jìn)行了深入的研究，研制了采用單片機(jī)控制、半導(dǎo)體變溫的胰島細(xì)胞分離全程溫度控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對胰島干細(xì)胞分離過程的溫度的準(zhǔn)確控制，提高了胰島細(xì)胞分離的數(shù)量和質(zhì)量。
目前，美國Biorep 公司推出的生物流體灌注設(shè)備和胰島分離機(jī)，通過軟件控制供體胰腺的灌注和消化的壓力、溫度、時間，從而實現(xiàn)供體胰腺的灌注和消化過程的自動控制。其操作流程如圖3。全自動胰腺灌注消化純化設(shè)備在胰島分離過程的廣泛應(yīng)用推動了胰島細(xì)胞分離技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而推動了胰島細(xì)胞移植的發(fā)展。
5.展望
總之，成人胰島細(xì)胞移植作為治療糖尿病的一種新方法，已經(jīng)展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景及巨大的社會與經(jīng)濟(jì)效益。隨著胰島細(xì)胞分離純化技術(shù)的進(jìn)一步改善，從供體中分離出胰島細(xì)胞將會數(shù)量更多、活性更高、質(zhì)量更好，胰島細(xì)胞移植的成功率也將得到進(jìn)一步提升，進(jìn)而使胰島細(xì)胞移植術(shù)更廣泛地應(yīng)用于糖尿病治療。
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