胰島細(xì)胞封裝技術(shù)的研究進(jìn)展

楊繼建 黃慶先 陳麗

1型糖尿?。╰ype 1 diabetes mellitus，T1DM）是一種自身免疫性疾病，患者胰腺中產(chǎn)生胰島素的β細(xì)胞被自身免疫系統(tǒng)逐漸破壞，導(dǎo)致血糖水平升高[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界約有4.15億糖尿病患者，其中T1DM約占10%。T1DM患者必須注射外源性胰島素以維持正常血糖。然而，這種治療不能模擬胰島β細(xì)胞的實(shí)時(shí)胰島素分泌模式，難以實(shí)現(xiàn)葡萄糖代謝的平衡調(diào)控[2]，且任何自我管理上的疏忽都可能導(dǎo)致血糖波動，其中低血糖的急性發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)較高，發(fā)作時(shí)患者會出現(xiàn)認(rèn)知障礙、癲癇和昏迷等癥狀[3-4]。長期和反復(fù)的低血糖發(fā)作會導(dǎo)致“低血糖無意識綜合征”，嚴(yán)重危及患者生命，其病死率占T1DM總病死率的6%～10%[5]，且與T1DM患者平均壽命縮短密切相關(guān)。

解決胰島素注射引起的血糖波動問題成為了研究的重點(diǎn)，現(xiàn)已開發(fā)了閉環(huán)泵、全胰腺移植和胰島細(xì)胞移植等產(chǎn)品或技術(shù)。其中，胰島細(xì)胞移植可通過微創(chuàng)手術(shù)替代受損的β細(xì)胞，成為治療T1DM的最佳策略，但由于存在胰島細(xì)胞移植受者需要長期服用免疫抑制劑、供者細(xì)胞缺乏、移植后胰島細(xì)胞大量丟失等問題，目前并未在臨床實(shí)踐中廣泛使用。為了克服這些問題，研究人員把胰島細(xì)胞包裹在生物材料中，將其與宿主免疫系統(tǒng)隔離并進(jìn)行保護(hù)，該技術(shù)被稱為胰島細(xì)胞封裝技術(shù)，可減少胰島細(xì)胞丟失，進(jìn)而減少或消除排斥反應(yīng)。另外，胰島細(xì)胞封裝技術(shù)還可以使用能夠產(chǎn)生胰島素的異源或異種細(xì)胞來解決胰島細(xì)胞來源不足的問題。本文圍繞胰島細(xì)胞封裝技術(shù)的發(fā)展歷程、研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行綜述。

1 胰島細(xì)胞封裝技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1 從全胰腺移植到胰島細(xì)胞移植

全胰腺移植是第一個(gè)成功重建正常血糖并避免每日注射外源性胰島素弊端的臨床治療方法。全胰腺移植手術(shù)自1966年開始實(shí)施，已被證明可在不發(fā)生低血糖的情況下，防止糖尿病并發(fā)癥進(jìn)展。根據(jù)國際胰島移植注冊中心（Collaborative Islet Transplant Registry，CITR）資料顯示，隨著外科技術(shù)、免疫抑制劑治療和移植術(shù)后監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，移植胰腺的存活率顯著提高，術(shù)后1年存活率＞95%，5年存活率＞83%，期間受者無需注射胰島素[6]。然而，盡管全胰腺移植在臨床上取得了一定的成功，但仍存在胰腺供者缺乏、受者需要長期服用免疫抑制劑以及手術(shù)并發(fā)癥（如移植性胰腺炎、腹膜炎、移植性血栓等）風(fēng)險(xiǎn)增加等缺點(diǎn)[7]。目前，全胰腺移植手術(shù)僅用于同時(shí)接受腎移植手術(shù)的T1DM患者。這種不完善的臨床治療方法迫使人們尋找其他替代方案。

全胰腺移植的目的是用外源性胰島替代非功能性胰島，重建正常血糖。有趣的是，胰腺中的胰島數(shù)量很少，僅占胰腺總量的2%。而胰島細(xì)胞移植既可避免胰島素治療相關(guān)并發(fā)癥，又可降低胰腺切除相關(guān)手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，因此成為治療T1DM的最佳選擇[8]。2000年，胰島細(xì)胞移植的成功案例被首次報(bào)道，7例T1DM患者接受肝門靜脈胰島細(xì)胞移植及無糖皮質(zhì)激素免疫抑制治療后，平均術(shù)后1年內(nèi)無需注射胰島素而保持正常血糖[9]。自此胰島細(xì)胞移植研究引起了人們極大的興趣，世界各地報(bào)道了許多成功的胰島細(xì)胞移植案例。移植胰島細(xì)胞的存活率也明顯提高，55%～60%胰島細(xì)胞移植受者術(shù)后1年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)胰島素獨(dú)立。在一些選擇性研究中，高達(dá)92%的胰島細(xì)胞移植受者術(shù)后1年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)胰島素獨(dú)立，44%的受者術(shù)后3年內(nèi)仍然可實(shí)現(xiàn)胰島素獨(dú)立[10]。根據(jù)CITR的報(bào)告顯示，胰島細(xì)胞移植是治療T1DM的最佳途徑，可確保嚴(yán)格控制血糖代謝，提高受者的生活質(zhì)量，且無不良反應(yīng)[7]。

1.2 胰島細(xì)胞移植面臨的挑戰(zhàn)

胰島細(xì)胞移植雖然取得了很大的進(jìn)展，但移植胰島細(xì)胞功能無法長期維持成為制約其臨床應(yīng)用的主要障礙。據(jù)統(tǒng)計(jì)，不到20%的胰島細(xì)胞移植受者5年后仍能維持胰島素獨(dú)立[11]，可能與某些非免疫抑制和免疫抑制因素有關(guān)。非免疫抑制因素包括胰島細(xì)胞質(zhì)量差、胰島細(xì)胞數(shù)量不足、移植部位的血管化不良、營養(yǎng)供給不足和缺氧導(dǎo)致潛在的移植失敗以及炎癥反應(yīng)引起的移植物丟失[12]。免疫抑制因素主要是受者為預(yù)防排斥反應(yīng)而服用免疫抑制劑所致。免疫抑制劑不僅會產(chǎn)生慢性免疫抑制相關(guān)不良反應(yīng)，如腎功能不全、感染易感性增加和腫瘤發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加，也會對胰島細(xì)胞本身產(chǎn)生有害影響，進(jìn)而導(dǎo)致移植失敗。研究發(fā)現(xiàn)，西羅莫司（雷帕霉素）、他克莫司等免疫抑制劑均可誘導(dǎo)胰島β細(xì)胞凋亡[13-14]。其他新的免疫抑制方案，如T細(xì)胞耗竭（抗CD3單抗）、B細(xì)胞耗竭（利妥昔單抗）或誘導(dǎo)外周免疫耐受（抗CD40L單抗和貝拉西普），已經(jīng)完成了臨床前試驗(yàn)或臨床試驗(yàn)[15]。然而，目前尚無單一的免疫抑制方案既可防止胰島細(xì)胞移植排斥反應(yīng)，又不對移植胰島細(xì)胞產(chǎn)生毒性，也不會對移植受者造成嚴(yán)重不良反應(yīng)。因此，在克服這些缺陷之前，胰島細(xì)胞移植將是一種僅適用于精心挑選的重癥T1DM患者的治療方法。要想在臨床上得到廣泛的應(yīng)用，胰島細(xì)胞移植需要一種新的策略。

1.3 胰島細(xì)胞封裝技術(shù)發(fā)展的必然性

胰島細(xì)胞封裝技術(shù)是一種免疫豁免的策略，這項(xiàng)技術(shù)的目的是將胰島細(xì)胞包埋在生物相容性材料中，為胰島提供一種支撐結(jié)構(gòu)，模擬天然胰島的微觀和宏觀環(huán)境，使植入的胰島細(xì)胞與機(jī)體形成免疫隔離屏障[16]，允許葡萄糖、氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、代謝廢物和信號分子的交換，但能阻止免疫細(xì)胞或抗體等免疫相關(guān)分子的進(jìn)入[17]。胰島細(xì)胞封裝技術(shù)的出現(xiàn)引起了極大的關(guān)注，該技術(shù)不僅解決了胰島細(xì)胞移植過程中細(xì)胞來源問題（用于封裝的胰島細(xì)胞可以是同種、異種或基因修飾的），還解決了受者需長期服用免疫抑制劑的問題。因此，胰島細(xì)胞封裝技術(shù)的出現(xiàn)是胰島細(xì)胞移植臨床應(yīng)用的必然選擇。

2 胰島細(xì)胞封裝技術(shù)的研究現(xiàn)狀

近20年來，人們一直在探索細(xì)胞封裝技術(shù)，以保護(hù)移植細(xì)胞免受宿主免疫系統(tǒng)的侵害，但進(jìn)展緩慢，目前只有少數(shù)細(xì)胞封裝技術(shù)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，尚未取得臨床治療許可。由于細(xì)胞封裝技術(shù)的復(fù)雜性，其組分（高分子材料、包埋細(xì)胞、導(dǎo)入外源基因和基因工程DNA載體）所產(chǎn)生的免疫應(yīng)答未能得到有效豁免。雖然使用高純度材料可以降低高分子材料引起的免疫應(yīng)答，但越來越多的研究者認(rèn)為降低微囊內(nèi)細(xì)胞的免疫原性是防止微囊排斥反應(yīng)的關(guān)鍵。即使包埋細(xì)胞和免疫細(xì)胞被包埋材料物理隔離，免疫介質(zhì)信號也可以雙向傳遞，誘導(dǎo)受者免疫系統(tǒng)對移植微囊的適應(yīng)性和先天性免疫應(yīng)答。通過封裝材料的改進(jìn)，精心設(shè)計(jì)封裝細(xì)胞以及開發(fā)包括干細(xì)胞在內(nèi)的新技術(shù)對臨床應(yīng)用具有重要意義。

2.1 封裝材料的改進(jìn)

理想的胰島細(xì)胞封裝材料應(yīng)具備以下特點(diǎn)：（1）完全惰性，不引起受者免疫反應(yīng)或囊周過度纖維化（pericapsular fibrotic overgrowth，PFO）；（2）堅(jiān)固不降解，體內(nèi)存在時(shí)間長；（3）與封裝細(xì)胞相容性高，保持細(xì)胞長期存活和功能；（4）表面光滑和親水性強(qiáng)，減少蛋白質(zhì)吸附和細(xì)胞附著。事實(shí)上，PFO和微囊內(nèi)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)是決定移植成功與否的主要因素。遺憾的是，目前人們對此仍知之甚少。最近有研究通過改進(jìn)封裝材料減少PFO，如純化封裝材料、改變封裝材料的化學(xué)成分、免疫調(diào)節(jié)劑共封裝等，為胰島細(xì)胞移植的臨床應(yīng)用開辟了新的方向。

封裝材料大多為天然來源，含有蛋白質(zhì)、多酚和內(nèi)毒素等免疫原性污染物[18]。研究表明，海藻酸鈉中的雜質(zhì)是導(dǎo)致PFO和移植物存活率低的罪魁禍?zhǔn)譡19]。除純度外，材料的化學(xué)成分對生物相容性也有重要影響。高古羅糖醛酸型海藻酸鈉制備的微囊比高甘露糖醛酸型海藻酸鈉制備的微囊更穩(wěn)定，免疫保護(hù)效果更好[20]。海藻酸鈉的黏度和分子量對海藻酸鈉微囊的生物相容性也有重要影響。低黏度海藻酸鈉制備的微囊可引發(fā)強(qiáng)烈的PFO，因此在純化過程中應(yīng)去除低分子量組分以增強(qiáng)生物相容性[21]。此外，在材料中加入抗炎劑來對抗PFO也是一種簡單易行的方法。在小鼠體內(nèi)進(jìn)行異種胰島細(xì)胞移植時(shí)，使用混合姜黃素-海藻酸鈉微囊可顯著減少PFO并改善血糖控制水平[22]。類似研究發(fā)現(xiàn)，與未經(jīng)修飾的微囊相比，含有酮基布洛芬的可降解復(fù)合海藻酸鈉微囊被移植到CD-1小鼠腹腔時(shí)，表現(xiàn)出更好的生物相容性[23]。海藻酸鈉微囊與地塞米松共封裝時(shí)亦表現(xiàn)出更好的生物相容性，并且在移植術(shù)后4周從腹腔取出時(shí)無PFO[24]。

通過改變封裝材料表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)提高生物相容性和減少PFO也取得了較多進(jìn)展。用甲氧基聚乙二醇涂覆海藻酸鈉-殼聚糖微囊，可形成一個(gè)更具生物相容性和免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）G排斥性的表面，從而減少PFO[25]。在海藻酸鈉微囊上涂覆光交聯(lián)甲基丙烯酸乙二醇?xì)ぞ厶?，可在不影響?xì)胞活力和體外功能的情況下，改善微囊的性能，減少PFO，表現(xiàn)出良好的生物相容性[26]。含有聚乙二醇的雷帕霉素包被的海藻酸鈉微囊可減少巨噬細(xì)胞增殖，并減少PFO。CXC趨化因子配體（CXC chemokine ligand，CXCL）12包被的海藻酸鈉微囊可將調(diào)節(jié)性T細(xì)胞聚集到移植部位，長期維持異體和異種移植胰島細(xì)胞的存活和功能[27]。在異種移植中，三唑類化合物修飾的海藻酸鈉微囊可減少PFO，且可長期在不使用免疫抑制劑的情況下實(shí)現(xiàn)血糖控制[28-29]。

雖然海藻酸鈉和其他封裝材料的各種改進(jìn)策略減少了PFO，提高了移植胰島細(xì)胞的存活率，但新的生物相容性材料仍有待開發(fā)。新材料應(yīng)具備不導(dǎo)致PFO，能夠在異種或同種異體移植環(huán)境中提高移植物存活率，在臨床應(yīng)用中可不使用免疫抑制而實(shí)現(xiàn)血糖水平正?；忍攸c(diǎn)。

2.2 胰島細(xì)胞的封裝設(shè)計(jì)

2.2.1 納米囊封裝 納米囊封裝是通過界面聚合反應(yīng)將水凝膠交聯(lián)成納米保形涂層的同時(shí)將單個(gè)或聚集的胰島細(xì)胞封裝于其內(nèi)[30]。1997年，Hill等[31]首次將納米封裝的胰島細(xì)胞進(jìn)行了動物體內(nèi)研究，探索聚乙二醇納米囊封裝豬胰島細(xì)胞在糖尿病大鼠模型中異種移植的可行性。實(shí)驗(yàn)未取得滿意的效果，術(shù)后短期內(nèi)大鼠血糖下降到正常水平，但術(shù)后60～70 d又恢復(fù)了高血糖狀態(tài)。在靈長類動物實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也不理想，究其原因可能是聚合過程中使用的引發(fā)劑對細(xì)胞有毒性，降低了胰島細(xì)胞的存活率[32]，以及聚乙二醇涂層不完全封裝觸發(fā)了宿主排斥反應(yīng)，導(dǎo)致移植失敗[33]?？朔陨媳锥撕?，研究者進(jìn)行了一項(xiàng)臨床前非人靈長類動物研究，5只糖尿病狒狒腹部皮下組織植入納米囊封裝的異體胰島細(xì)胞，最終3只受體狒狒在術(shù)后20個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)了胰島素獨(dú)立[34]。

盡管納米囊封裝技術(shù)取得了重大進(jìn)展，但從移植物生物安全性的角度來看，納米囊封裝的方法仍然存在局限性，例如，臨床上無法控制每個(gè)納米囊的位置，納米囊封裝的胰島細(xì)胞移植術(shù)后很難回收等[35]?，F(xiàn)有的唯一人體臨床試驗(yàn)也以失敗告終，受試者未能實(shí)現(xiàn)胰島素獨(dú)立[36]。因此，必須開發(fā)新的方法來實(shí)現(xiàn)基于納米囊封裝的更安全的治療。

2.2.2 微囊封裝 微囊封裝是將胰島細(xì)胞包埋成直徑較小的水凝膠狀聚合微球[37]。許多聚合物都可用作微囊封裝材料，但理想的微囊封裝材料一定要具有良好的生物相容性和溫和的成囊條件。目前，海藻酸鹽的使用最多，既有單獨(dú)使用，也有與其他聚合物結(jié)合使用[38]。1980年，Lim等[39]首次報(bào)道了海藻酸鈉微囊封裝胰島細(xì)胞的成功案例。但是，單純的海藻酸鈉微囊封裝不足以提供胰島細(xì)胞移植所需的機(jī)械穩(wěn)定性。為此，研究者們通過優(yōu)化材料配方，使用聚陽離子薄層包被等方法提高微囊的機(jī)械強(qiáng)度，但一些聚陽離子具有細(xì)胞毒性和促炎作用。因此，微囊中常再增加一層海藻酸鈉外涂層以隱藏聚陽離子層，典型的由半滲透性聚陽離子層和海藻酸鈉外殼構(gòu)成微囊呈雙涂層結(jié)構(gòu)，具有更好的生物相容性，且同時(shí)保持了聚陽離子涂層的優(yōu)點(diǎn)[40]。后來發(fā)現(xiàn)，鋇離子取代鈣離子交聯(lián)成囊也可以提高微囊的機(jī)械強(qiáng)度，且微囊配方中不存在聚陽離子。鋇離子交聯(lián)海藻酸鹽微囊對免疫大分子（如IgG）的滲透性更小，更具生物相容性[41-42]。2007年，澳大利亞活細(xì)胞技術(shù)（Living Cell Technologies，LCT）公司利用海藻酸鹽微囊封裝豬胰島細(xì)胞進(jìn)行了一項(xiàng)臨床研究，8例T1DM患者接受了不同數(shù)量的胰島細(xì)胞移植，其中6例受者在術(shù)后長達(dá)8個(gè)月的時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出外源性胰島素需求減少，證實(shí)胰島細(xì)胞微囊封裝治療T1DM具有安全性和有效性[43]。

微囊封裝的優(yōu)點(diǎn)是直徑較小，表面積與體積之比較大，利于氧氣和營養(yǎng)物的擴(kuò)散，對血清葡萄糖水平變化的反應(yīng)快[44]，且其體積小，可通過微創(chuàng)手術(shù)植入，操作簡單。盡管微囊封裝的優(yōu)勢明顯，但其臨床應(yīng)用受到了大規(guī)模微囊生產(chǎn)系統(tǒng)的限制。目前可用的細(xì)胞微囊封裝方法不能在短時(shí)間內(nèi)有效地包埋大量胰島細(xì)胞，引起胰島細(xì)胞缺氧應(yīng)激，導(dǎo)致功能喪失，存活率下降[44]。而且，治療性胰島細(xì)胞移植時(shí)所需體積較大，增加了移植術(shù)后排斥反應(yīng)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[45]。最后需要注意的是，與納米囊封裝類似，使用微囊封裝胰島細(xì)胞時(shí)，移植的胰島細(xì)胞微囊位置無法精確控制，難以完全回收。

2.2.3 巨囊封裝 巨囊封裝是指包含大量胰島或胰島細(xì)胞的宏封裝系統(tǒng)。應(yīng)用時(shí)，只允許一個(gè)或極少數(shù)封裝有治療性β細(xì)胞的裝置移植到體內(nèi)，且目前已知的巨囊封裝系統(tǒng)都是血管外裝置，因此，移植部位的氧氣擴(kuò)散和營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸受到限制，導(dǎo)致細(xì)胞活力降低和功能喪失[46]。巨囊封裝系統(tǒng)主要是由圓形或平面器材組成，胰島細(xì)胞嵌入水凝膠中，并放置在半透膜室中。這種封裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了保護(hù)細(xì)胞免受機(jī)械應(yīng)力損傷和防止細(xì)胞聚集[47]。該設(shè)計(jì)已在動物實(shí)驗(yàn)中被證實(shí)可提高移植物存活率，在無免疫抑制的情況下存活時(shí)間達(dá)6個(gè)月[48]。但氧氣在半透膜的擴(kuò)散問題仍限制了其應(yīng)用，為此，以色列Beta-O2公司開發(fā)了一個(gè)可以通過外部管道系統(tǒng)提供氧氣的裝置（β-Air）[49]。豬糖尿病模型研究表明，封裝的同種異體胰島細(xì)胞功能得以保留，血糖水平在移植術(shù)后數(shù)月內(nèi)降至正常值[50]。

2010年，Carlsson等[51]在臨床前研究結(jié)果的鼓勵(lì)下進(jìn)行了人體試驗(yàn)（NCT02064309），4例患者接受了1～2個(gè)β-Air移植，每個(gè)裝置包含155 000～180 000個(gè)胰島當(dāng)量（每千克體質(zhì)量1 800～4 600個(gè)胰島當(dāng)量），監(jiān)測3～6個(gè)月。結(jié)果顯示，β-Air植入是安全的，移植胰島可存活數(shù)月，但其在體內(nèi)發(fā)揮的代謝調(diào)控功能并不令人滿意，試驗(yàn)中僅檢測到微量的C肽。封裝材料中添加四氟化碳和過氧化鈣作為氧源，有可能成為克服氧氣限制、確保巨囊封裝系統(tǒng)中胰島細(xì)胞的活性和功能的有效策略[52]。

移植物血管化處理是解決低氧供問題的另外一個(gè)策略。BioHub封裝系統(tǒng)是由美國邁阿密糖尿病研究所開發(fā)的一種可注射的胰島包埋生物材料，該材料由患者自身的血漿和凝血酶制成[40]。這項(xiàng)技術(shù)的新穎之處在于封裝材料降解后保持胰島完整，同時(shí)允許和促進(jìn)新生血管的形成，為胰島提供氧氣和營養(yǎng)，維持其生存和功能[53]。一項(xiàng)正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)（NCT02213003）對BioHub宏封裝系統(tǒng)進(jìn)行了評估，初步結(jié)果可觀，其中1例受者實(shí)現(xiàn)了12個(gè)月的胰島素獨(dú)立及葡萄糖耐量恢復(fù)[54]。

巨囊封裝的主要優(yōu)點(diǎn)在于可以將裝置中的胰島細(xì)胞精確地植入體內(nèi)，并且可以在移植失敗或發(fā)生并發(fā)癥的情況下取回裝置[55]。另外，巨囊封裝實(shí)現(xiàn)了胰島細(xì)胞的物理分離，防止胰島細(xì)胞聚集，從而提高了細(xì)胞的生存能力和存活率[47]。但巨囊封裝外部擴(kuò)散距離較大，氧氣供應(yīng)不足。解決策略包括氧灌注法、生物活性水凝膠包埋法及血管生成因子注入法等[56]。

2.3 干細(xì)胞在胰島細(xì)胞封裝中的應(yīng)用

干細(xì)胞療法具有治愈T1DM患者的巨大潛力。隨著對各種疾病干細(xì)胞療法研究的不斷深入，干細(xì)胞治療T1DM有了許多突破性的進(jìn)展[57]。首先解決的就是如何獲得足夠的臨床應(yīng)用級別的胰島細(xì)胞。豬胰島細(xì)胞一直被認(rèn)為是潛在的來源，其分泌的胰島素與人源胰島素僅有一個(gè)氨基酸的差別[58]，但異種來源導(dǎo)致的排斥反應(yīng)阻礙了其臨床應(yīng)用，還需大量基礎(chǔ)研究上的突破才有可能應(yīng)用于臨床。干細(xì)胞定向分化產(chǎn)生胰島細(xì)胞技術(shù)取得了新的突破，特別是人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（human induced pluripotent stem cell，hiPSC）[59]，為獲得人源胰島細(xì)胞提供了廣闊的前景。干細(xì)胞療法不僅有助于T1MD患者獲得來源于人胚胎干細(xì)胞（human embryonic stem cell，hESC）的功能性β細(xì)胞[60]，而且有助于獲得來源于患者自身的功能性β細(xì)胞[61]，這在很大程度上消除了受者對異體移植胰島細(xì)胞的排斥反應(yīng)。然而，對于自身免疫性疾病導(dǎo)致的T1MD患者來說，自身hiPSC來源的功能性β細(xì)胞仍需要封裝材料來保護(hù)，以避免患者自身免疫系統(tǒng)紊亂產(chǎn)生的破壞。目前，美國ViaCyte公司正在臨床試驗(yàn)（NCT04678557）中測試其封裝設(shè)備PEC-Encap和PEC-Direct的安全性和有效性，這也是目前唯一由干細(xì)胞衍生的胰島細(xì)胞替代療法。其中，PEC-Encap是在免疫隔離裝置中封裝hiPSC衍生的胰腺祖細(xì)胞，允許重要的營養(yǎng)和活性物質(zhì)在內(nèi)部細(xì)胞與外部血管之間傳輸；PEC-Direct允許血管進(jìn)入并直接與植入的細(xì)胞相互作用，但受者必須同時(shí)進(jìn)行免疫抑制治療[62]。

間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cell，MSC）是近年的研究熱點(diǎn)，其分泌的多種細(xì)胞因子和生長因子，如白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-2、IL-8、單核細(xì)胞趨化蛋白（monocyte chemoattractant protein，MCP）-1、基質(zhì)細(xì)胞衍生因子（stromal cell-derived factor，SDF）-1、血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β等，可影響人體內(nèi)的各種反應(yīng)和信號通路[63]。研究發(fā)現(xiàn)，MSC通過向鄰近細(xì)胞釋放可溶性細(xì)胞因子和生長因子來抑制免疫反應(yīng)，導(dǎo)致局部無免疫抑制作用。MSC和胰島細(xì)胞聯(lián)合移植，可提高移植胰島細(xì)胞的存活率，促進(jìn)胰島素分泌和新生血管形成，從而改善移植胰島細(xì)胞的功能[64-66]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，胰島細(xì)胞移植是治療T1MD最有前景的方法之一，但受者對封裝材料及其內(nèi)含物的免疫反應(yīng)是胰島細(xì)胞移植臨床應(yīng)用的主要障礙。哪種胰島細(xì)胞封裝技術(shù)能更好地實(shí)現(xiàn)隔離、保護(hù)移植胰島細(xì)胞尚無定論，胰島細(xì)胞的保護(hù)和移植位點(diǎn)仍是重點(diǎn)關(guān)注問題。深入研究胰島細(xì)胞的封裝材料、封裝策略和干細(xì)胞技術(shù)可減少PFO，提高移植成功率，推動胰島細(xì)胞移植快速健康的發(fā)展。