在1型糖尿病治療領域，科學家們長期以來一直希望將功能胰島細胞移植到患者體內，以實現治愈。但免疫系統排斥的危險成為橫亙在他們面前的障礙。近日，一支來自佐治亞理工學院（Georgia Tech）、路易斯維爾大學（the University of Louisville）和密西根大學（the University of Michigan）的研究團隊將胰島和一種水凝膠移植到了糖尿病小鼠模型中，這種水凝膠可以幫助免疫細胞接受外來移植物。這一成果發表在著名期刊《Nature Materials》上。

▲含有胰島細胞水凝膠的多孔板（圖片來源：Georgia Tech）

1型糖尿病是由免疫系統破壞胰島細胞引起的。目前的標準治療方法包括頻繁注射胰島素，因為患者自身的胰島不再產生胰島素。雖然1型糖尿病患者可以通過胰島細胞移植進行實驗性治療，但幾年后仍然會產生排斥反應，即使患者使用抑制免疫反應的藥物。他們迫切地需要一種可以永久治愈疾病的方法，從而消除對胰島素的終生依賴。

此次報道的新方法采用了可呈現Fas配體（FasL）的合成水凝膠顆粒（microgels），這是一種可以“訓練”T效應細胞接受胰島而不產生排斥反應的蛋白質。在移植手術前，研究者將這種水凝膠顆粒與胰島混合。然后將這些細胞置入小鼠的腎臟和腹部脂肪墊中。這些小鼠在接受移植物后的至少200天內，都沒有出現排斥。如果將這種方法應用于人類，患者將可能在不需要長期免疫抑制藥物的情況下治療糖尿病。

胰島移植的另一個問題是，它們常常失去血管而不能正確植入患者體內。佐治亞理工學院機械工程系教授Andrés García博士的實驗室已經表明，他們可以刺激移植到小鼠脂肪墊中的細胞的血管生成。而在人類中，移植物可以被置入網膜，這是一種類似于小鼠脂肪墊的組織。

▲佐治亞理工學院機械工程系教授Andrés García博士（圖片來源：Georgia Tech）

“幫助胰島細胞移植的藥物對患者是有害的。臨床試驗顯示，胰島移植是有效的，但幾年后，還是會發生排斥反應，”García博士說：“（這種新方法的）關鍵技術進步是能夠使這種可以誘導免疫接受的材料與胰島混合，并一起移植。我們可以在實驗室中制造這一生物材料，并將它運送到需要進行移植的場所，使它成為一種即用型（off-the-shelf）治療劑。”

路易斯維爾大學的Haval Shirwan博士在一份聲明中說：“我們已經能夠證明，我們可以制造出一種生物材料，來打破身體拒絕移植的意愿，同時不需要患者持續使用標準的免疫抑制治療。我們預計進一步的研究將證明它在多種移植類型中的潛在應用，包括骨髓移植和實體器官移植。”

目前，研究小組正在非人類靈長類動物中測試他們的水凝膠胰島移植方法。他們認為，如果這種方法有效，那么未來將可以廣泛應用于糖尿病患者。

我們期待1型糖尿病患者能迎來更多可以有效治療疾病的新方法，也希望人類終有一天能攻克1型糖尿病。

參考資料：

[1] Hydrogel could enable pancreatic islet transplants for diabetes

[2] Biomaterial particles educate immune system to accept transplanted islets