臨床-分子免疫學-1型糖尿病的免疫治療

1型糖尿病的免疫治療凌雁復旦大學附屬中山醫(yī)院內(nèi)分泌科1型糖尿病疾病的本質：是一種器官特異的自身免疫疾病，產(chǎn)生胰島素的胰島β細胞遭到免疫損傷〔以出現(xiàn)胰島細胞特異的自身抗體為標志〕臨床特征：進行性開展的胰島β細胞功能減退導致胰島素分泌缺乏和血糖明顯升高，需要每日注射胰島素維持生命治療：胰島素是有效的治療手段，但是患者仍然出現(xiàn)血糖的明顯波動〔酮癥酸中毒和嚴重低血糖〕和糖尿病慢性并發(fā)癥β細胞發(fā)揮“調(diào)節(jié)器〞作用，感知血糖并釋放胰島素，保持血糖在相對較窄的正常范圍1型糖尿病患者β細胞被破壞，失去了血糖自我調(diào)節(jié)的能力外源性胰島素注射難以模擬生理的胰島素釋放1型糖尿病流行病學：地域差異大發(fā)病率增長迅速〔以每年3%的速率遞增〕環(huán)境因素的巨大作用1型糖尿病病因學研究現(xiàn)狀：是遺傳易感性，環(huán)境因素和一些隨機事件共同導致的后果確切的免疫學、遺傳學和生理學機制還有待說明1型糖尿病的胰島自身免疫反響是一種T細胞介導的器官特異性自身免疫病參與的免疫細胞致病性CD4+和CD8+T淋巴細胞調(diào)節(jié)性T淋巴細胞〔Treg〕B淋巴細胞樹突狀細胞單核巨噬細胞自然殺傷細胞胰島自身免疫反響歸因于免疫系統(tǒng)的失衡，主要是致病性T細胞的進行性激活與調(diào)節(jié)性T細胞數(shù)目減少和功能減低1型糖尿病中的免疫細胞crosstalk免疫系統(tǒng)失衡是發(fā)病的關鍵環(huán)節(jié)1型糖尿病的發(fā)病機制Accordingtothismodel,thediseaseprocessistriggeredbyanexogenousfactor,drivenbyanotherenvironmentaldeterminant,andmodifiedbyaseriesofenvironmentalfactorsinindividualswithincreasedgeneticdiseasesusceptibility.Progressionfromgeneticsusceptibilitytooverttype1diabetes.DIABETES,VOL.54,SUPPLEMENT2,DECEMBER2005遺傳與環(huán)境的共同作用導致1型糖尿病遺傳易感性環(huán)境因素1型糖尿病1型糖尿病的遺傳易感性HLA基因是最為主要的1型糖尿病易感基因風險位點：單倍型DR4-DQ8與DR3-DQ2〔90%患者攜帶〕保護位點：單倍型DRI5-DQ6〔<1%患者攜帶，>20%普通人群攜帶〕最大風險：基因型組合DR4-DQ8/DR3-DQ2，在發(fā)病極早的兒童患者常見GWAS研究發(fā)現(xiàn)26個易感基因，其中19個與免疫調(diào)節(jié)有關1型糖尿病non-HLA的易感基因4個最重要的與1型糖尿病相關的基因HLA基因：編碼MHCclassII分子，參與抗原遞呈胰島素基因：編碼最重要的自身抗原胰島素CTLA4基因：編碼細胞毒T淋巴細胞抗原4〔CTLA4〕，T細胞激活的抑制劑PTPN22基因：編碼淋巴樣酪氨酸磷酸酶〔LYP〕，T細胞激活的抑制劑1型糖尿病發(fā)病的環(huán)境因素環(huán)境因素參與促發(fā)1型糖尿病<10%的攜帶易感基因的個體開展為1型糖尿病生活在不同地區(qū)的人群1型糖尿病發(fā)病率差異可超過10倍攜帶同樣易感基因的同卵雙生子，發(fā)生1型糖尿病的一致性缺乏40%在過去的50年1型糖尿病發(fā)病率增高數(shù)倍人群遷徙后1型糖尿病發(fā)病率的改變確切的環(huán)境因素尚未說明，感染和飲食因素可能參與其中腸道病毒感染牛奶喂養(yǎng)維生素D3缺乏谷蛋白飲食DHA1型糖尿病的促發(fā)環(huán)境因素促發(fā)因素的特點呈現(xiàn)明顯的季節(jié)性變化，在寒冷季節(jié)更易出現(xiàn)不同年份有差異不同時誘導同一家庭易感同胞的胰島自身免疫季節(jié)性變化的1型糖尿病促發(fā)因素-腸道病毒感染？1型糖尿病易感兒童出現(xiàn)自身抗體陽性的例數(shù)的季節(jié)性變化實驗室診斷的腸道病毒感染的季節(jié)性變化Diabetes54(Suppl.2):S125–S136,2005驅動1型糖尿病開展的抗原驅動抗原的特點人群中較常見的暴露，該暴露存在人群內(nèi)和人群間的差異具有和HLA分子結合的結構，可被APC遞呈給T細胞牛胰島素-可能的驅動抗原牛胰島素是最有可能的驅動抗原胰島素抗體常常是1型糖尿病發(fā)病過程中第一個出現(xiàn)的自身抗體幼年兒童的1型糖尿病的胰島素抗體的陽性率遠高于青少年或成年人1型糖尿病牛奶是嬰兒最早，最通常接觸的異種蛋白，其內(nèi)含有牛胰島素牛胰島素誘導免疫反響，可與人胰島素發(fā)生交叉免疫反響，使得β細胞內(nèi)的胰島素成為免疫攻擊的對象牛胰島素與人胰島素結構的差異Thereisathree–aminoaciddifferencebetweenhumanandbovineinsulin與1型糖尿病發(fā)生有關的修飾因子一系列外源性因子影響了1型糖尿病發(fā)生的命運和速率，主要是飲食、營養(yǎng)因素嬰兒早期暴露于復雜的外源性蛋白質影響其免疫系統(tǒng)的發(fā)育，使其易于發(fā)生自身免疫反響腸道淋巴組織是人體最大的免疫器官，1型糖尿病存在腸道免疫反響激活早期的營養(yǎng)因素是1型糖尿病發(fā)生的危險因子健康的飲食和益生菌維持腸道正常的免疫屏障功能，可以誘導對外來抗原的免疫耐受不健康的飲食、腸道感染和抗生素的濫用導致腸道菌群失調(diào)，免疫屏障功能破壞，容易發(fā)生自身免疫反響與1型糖尿病相關的營養(yǎng)因素牛奶喂養(yǎng)與母乳喂養(yǎng)母乳喂養(yǎng)<3月，1型糖尿病的發(fā)病風險增高1.4倍<4月開始牛乳喂養(yǎng)，1型糖尿病的發(fā)病風險增高1.5倍母乳喂養(yǎng)時間過短以及過早開始牛奶喂養(yǎng)與胰島自身免疫反響相關谷類食物嬰兒期過早開始谷類食物喂養(yǎng)與胰島自身免疫的發(fā)生有關維生素D嬰兒期補充維生素D減少1型糖尿病風險體重因素嬰兒期體重過度增長是發(fā)生1型糖尿病的危險因素胰島β細胞負荷增加胰島素抵抗發(fā)生開展活化的β細胞更易受到細胞因子的損傷，誘導β細胞應激1型糖尿病發(fā)病的要素-胰島的自身免疫炎癥Isletautoantibodies?(percentageofpatientswithT1DM)■IA-2A(73)■GAD65(56)■ZnT8R(54)■ZnT8W(47)■Insulin(33)■ZnT8Q(32)?93%ofpatientsscreenedhadatleastoneisletautoantibody.SurvivaldistributionfunctioninrelationtothenumberofisletautoantibodiesLernmark,?.&Larsson,H.

E.(2021)Immunetherapyintype

1diabetesmellitusNat.Rev.Endocrinol.1型糖尿病發(fā)病的要素-胰島β細胞功能下降血清C肽水平的下降C肽與胰島素等分子分泌，反映胰島β細胞功能測定不受外源性胰島素的影響Representationoftype

1diabetesmellitusaetiologyandpathogenesis,whichindicatesthepointsatwhichprimaryprevention,secondarypreventionorinterventioncanbeattemptedLernmark,?.&Larsson,H.

E.(2021)Immunetherapyintype

1diabetesmellitusNat.Rev.Endocrinol.1型糖尿病的階段性干預免疫治療的干預靶點抗原特異性治療非抗原特異性治療一級預防對象：具有1型糖尿病易感基因的個體目的：阻止胰島自身免疫的出現(xiàn)非抗原特異的一級預防針對飲食因素的預防研究牛奶喂養(yǎng)維生素D3谷蛋白飲食DHA牛奶與水解酪蛋白配方奶在1型糖尿病中的作用常規(guī)牛奶含有牛胰島素誘導對人胰島素的自身免疫反響酪蛋白配方奶高度水解，不含有完整蛋白質阻止早期暴露于完整牛胰島素減少腸道的通透性誘導腸道淋巴組織調(diào)節(jié)性T淋巴細胞的成熟改善腸道菌群TheTRIGRtrial(TrialtoReduceInsulin-dependentDiabetesMellitusintheGeneticallyatRisk)旨在驗證嬰兒期喂食水解酪蛋白含量較高的配方奶是否可以降低攜帶易感基因的嬰兒發(fā)生1型糖尿病的風險〔是否可以降低幼兒中糖尿病相關自身抗體的累計發(fā)生率〕國際性研究，15個國家參與，2159名受試者母乳喂養(yǎng)6-8月后，嬰兒接受水解酪蛋白配方乳或常規(guī)牛奶配方乳喂養(yǎng)Am.J.Clin.Nutr.94(Suppl.6),1814–1820(2021)pilotstudyofTRIGRtrial-theFinnishTRIGRStudyGroup中位隨訪時間10年，水解酪蛋白配方乳可以減少胰島自身免疫的發(fā)生風險出現(xiàn)至少1個自身抗體陽性的風險比為0.51〔95%CI0.28-0.91,p=0.02〕出現(xiàn)至少2個自身抗體陽性的風險比為0.47〔95%CI0.19-1.07,p=0.07〕NEnglJMed2021;363:1900-8.TRIGRtrial最終結果中位隨訪時間7年，與傳統(tǒng)配方奶粉相比，應用水解配方奶粉并未降低有1型糖尿病危險的嬰兒糖尿病相關自身抗體的發(fā)生率。這些結果不支持應用水解配方奶粉能夠獲益?！?個胰島自身抗體陽性的未校正風險比為1.21〔〕≥2個胰島自身抗體陽性的校正風險比〔校正HLA危險，母乳喂養(yǎng)時間，維生素D應用，研究配方的食用時間和食用量以及地域〕為1.23〔95%CI〕JAMA2021;311(22):2279-2287.維生素D預防研究維生素D補充可以升高調(diào)節(jié)性T淋巴細胞比例，可能起到預防1型糖尿病的作用DiabetesMetabResRev2021;27:942–945.抗原特異性一級預防誘導針對胰島素，GAD65，IA-2，ZnT8的免疫耐受，從而預防胰島自身免疫反響的發(fā)生機制：持續(xù)給予抗原刺激，使得T細胞經(jīng)歷幾輪增殖和應答后進入低功能期，從而產(chǎn)生外周適應性的免疫耐受口服或鼻噴胰島素預防研究PrimaryInterventionwithOralInsulinforPreventionofT1DM(Pre-POINT)：正在進行中高危兒童〔18月-7歲〕：攜帶基因型組合DR4-DQ8/DR3-DQ2，父母之一患有1型糖尿病，尚未產(chǎn)生胰島自身抗體口服或經(jīng)鼻胰島素治療是否能阻止胰島自身免疫的出現(xiàn)胰島素作為一種粘膜疫苗兒童1型糖尿病的開展首先經(jīng)歷對胰島素產(chǎn)生自身免疫反響Curr.Diab.Rep.8,87–93,2021二級預防對象：胰島自身免疫已經(jīng)啟動的的個體〔胰島自身抗體陽性的個體〕目的：阻止胰島自身免疫炎癥進展為1型糖尿病非抗原特異的二級預防研究各種非抗原特異的二級預防試驗均告失敗環(huán)孢素卡介苗〔BCG〕酮替芬煙酰胺去谷蛋白飲食抗原特異的二級預防研究胰島素治療胰島素可以在亞臨床1型糖尿病的狀態(tài)下減輕β細胞的負擔誘導機體的免疫耐受胰島素治療的途徑胃腸外胰島素治療口服胰島素治療鼻內(nèi)胰島素治療DPT-1研究〔DiabetesPreventionTrial〕隨機、對照的臨床試驗篩查84228名糖尿病患者的一級〔3-45y〕和二級〔3-20y〕親屬的胰島細胞抗體篩出3152名胰島自身抗體陽性，其中2103名進行了遺傳學、免疫學和代謝的檢查，評估其發(fā)生1型糖尿病的風險胰島細胞抗體，胰島素抗體測定靜脈葡萄糖耐量試驗評估1相胰島素分泌能力口服葡萄糖耐量試驗評估糖代謝狀態(tài)排除攜帶HLA保護型基因型者胃腸外胰島素治療研究高危者〔5年糖尿病風險>50%〕口服胰島素治療研究中危者〔5年糖尿病風險26-50%〕NEnglJMed2002;346:1685-91DPT-1研究-胃腸外胰島素治療研究372名5年內(nèi)發(fā)生1型糖尿病的風險>50%，其中339名納入研究，隨機分為干預組和觀察組干預組給予每日兩次長效胰島素皮下注射〔0.25U/kg體重〕，每年4天持續(xù)靜脈胰島素輸注每6個月進行口服葡萄糖耐量試驗，中位隨訪時間3.7年主要終點事件：1型糖尿病胰島素未能阻止和延緩1型糖尿病的發(fā)生胰島素未能阻止和延緩1型糖尿病的發(fā)生胰島素治療未能改善胰島β細胞功能胃腸外胰島素為何無預防效果？干預時間過晚〔5年糖尿病風險>50%〕將干預時間提前〔5年糖尿病風險25-50%〕低劑量的胰島素不能使β細胞充分休息采用不同劑量方案胃腸外胰島素不如口服胰島素免疫調(diào)節(jié)作用強DPT-1研究-口服胰島素治療研究388名5年內(nèi)發(fā)生1型糖尿病的風險26-50%，其中372名納入研究，隨機分為干預組和撫慰劑組干預組給予口服胰島素〔7.5mg/日〕每6個月進行口服葡萄糖耐量試驗，中位隨訪時間4.3年主要終點事件：1型糖尿病DiabetesCare28,1068–1076(2005)口服胰島素未能阻止1型糖尿病發(fā)生口服胰島素為何無預防效果？口服胰島素本身沒有作用納入的受試者IAA滴度過低，掩蓋了治療效果使用的胰島素劑量缺乏以刺激免疫系統(tǒng)，誘導免疫耐受胰島素抗體〔IAA〕滴度高者發(fā)生1型糖尿病風險更高亞組分析：口服胰島素可以減少高滴度IAA個體的糖尿病風險DPT-1隨訪研究對DPT-1口服胰島素研究的受試者在研究結束后進行隨訪，以明確口服胰島素的有益效應的持續(xù)性DiabetesCare34:1585–1590,2021全部受試者隨訪未發(fā)現(xiàn)口服胰島素的保護作用IAA>80nU/ml受試者隨訪顯示口服胰島素的保護作用IAA>80nU/ml者口服胰島素使用和停用影響糖尿病發(fā)病率IAA>80nU/ml者撫慰劑使用與停用不影響糖尿病發(fā)病率IAA<80nU/ml者口服胰島素使用與停用不影響糖尿病發(fā)病率IAA<80nU/ml者撫慰劑使用與停用不影響糖尿病發(fā)病率DPT-1隨訪研究的提示意義IAA滴度與口服胰島素的反響性相關在IAA>80nU/ml組，口服胰島素的有益效應持續(xù)整個隨訪時期；然而口服胰島素一旦停用，口服胰島素組的糖尿病發(fā)病率與撫慰劑組相似口服胰島素誘導oraltoleranceOraltolerance定義：通過口服途徑給予抗原，特異性地抑制針對該抗原的細胞免疫和〔或〕體液免疫反響免疫學機制：發(fā)生于腸道生理環(huán)境，外源性抗原驅動的持續(xù)性自然免疫反響抗原進入腸道后，與腸道共生菌一起持續(xù)接觸腸道粘膜〔外源性抗原與自身成分的屏障〕誘導調(diào)節(jié)性T細胞，后者分泌IL-4，IL-10，TGF-β等免疫抑制細胞因子外源性抗原逐漸變成“自身成分〞，而逃避機體的免疫攻擊鼻內(nèi)胰島素治療的預防研究DIPP研究〔DiabetesPredictionandPreventionTrial〕224名攜帶易感基因，胰島細胞抗體和IAA均陽性的高危兒童胰島素或撫慰劑經(jīng)鼻給藥，每日一次，未發(fā)現(xiàn)保護作用INITII研究〔IntranasalInsulinTrialII〕正在進行的隨機，雙盲，撫慰劑對照臨床試驗三級預防〔干預研究〕對象：新診斷1型糖尿病患者〔有殘存胰島β細胞功能的患者〕目的：阻止或延緩新診斷1型糖尿病患者殘存胰島β細胞的進一步凋亡強化胰島素治療新診斷1型糖尿病的根底治療〔一日4次皮下胰島素注射或者胰島素泵治療〕旨在保護新診斷1型糖尿病患者殘存的β細胞功能，并增強其功能多達60%的新診斷1型糖尿病患者在接受胰島素治療后出現(xiàn)臨床緩解期〔蜜月期〕。此期患者胰島素劑量大大減少，甚至停用蜜月期定義：每日胰島素劑量<0.5u/Kg體重且HbA1c<7%每日胰島素劑量較初始劑量減少50%且血糖控制良好胰島素校正的HbA1c<9%〔實際HbA1c+(4*胰島素劑量(U/Kg/d))〕蜜月期的緩解可以是局部的，也可以是完全的緩解蜜月期的提示意義新診斷患者體內(nèi)還有相當數(shù)量的殘存胰島β細胞病程早期采取干預措施可以保存殘存胰島β細胞甚至逆轉胰島β細胞功能蜜月期的出現(xiàn)僅僅是給予外源性胰島素后胰島β細胞得到休息的結果嗎？蜜月期的發(fā)生機制代謝機制胰島素治療后胰島β細胞得到“休息〞胰島素治療使得高糖毒性消退免疫機制持續(xù)給予抗原刺激，使得T細胞經(jīng)歷幾輪增殖和應答后進入低功能期，從而產(chǎn)生外周適應性的免疫耐受非抗原特異的三級預防研究抗CD3單克隆抗體teplizumab(hOKT3γ1,Ala-Ala)otelixizumab(ChAglyCD3,TRX518,TRX4)抗CD20單克隆抗體：rituximabIL-1β受體拮抗劑：anakinra卡介苗抗胸腺細胞球蛋白CTLA4-Ig〔細胞毒性T淋巴細胞蛋白4與免疫球蛋白的融合蛋白〕DiaPep277〔與熱休克蛋白60相關的合成多肽〕抗CD3抗體的臨床試驗抗CD3抗體的臨床試驗抗CD3+抗體的臨床效果ClinicalImmunology(2021)149,268–278抗CD3抗體的臨床試驗不同研究的結果差異較大研究人群的人口學特征，代謝和免疫學特點與治療的效果有關抗原特異的三級預防研究重組人GAD65疫苗〔GAD為根底的明礬混懸藥物〕對保護殘存胰島β細胞功能可能有一定作用，但是研究結果不一致NBI-6024〔胰島素B鏈9-23氨基酸的疫苗〕不能維持或改善殘存胰島β功能胰島素原DNA疫苗BHT-3021〔表達胰島素原的質?！骋葝u素原DNA疫苗BHT-3021研究假設：胰島素原是1型糖尿病的主要自身抗原之一。表達胰島素原的質?？蓽p少胰島素原特異的T細胞，誘導針對胰島素原的免疫耐受，減輕胰島自身免疫反響，保存胰島功能。80名T1DM>18y病程<5ySciTranslMed5,191ra82(2021)胰島素原DNA疫苗BHT-3021提高C肽水平SciTranslMed5,191ra82(2021)聯(lián)合治療新診斷1型糖尿病多年前已經(jīng)發(fā)生針對多種胰島自身抗原的免疫反響。單一治療效果欠佳，聯(lián)合治療可能使得免疫抑制的效果更為顯著和持久重組人IL-2聯(lián)合雷帕霉素：無效，且臨床指標惡化麥考酚酯聯(lián)合IL-2受體單克隆抗體：無效，且激活EB病毒值得研究的聯(lián)合治療：BCG聯(lián)合重組人GAD65疫苗或胰島素原DNA疫苗抗原特異和非特異的預防手段的臨床獲益、免疫學改變以及平安性比較抗原特異性治療的有效率更高抗原特異性治療的平安性更高ClinicalandExperimentalImmunology,172:186–202什么是理想的治療？誘導外周免疫耐受，調(diào)節(jié)整體免疫系統(tǒng)平衡，進而到達治療或逆轉1型糖尿病的目的臍血多能干細胞免疫教育〔stemcelleducator〕治療1型糖尿病臍血多能干細胞〔cordblood-derivedmultipotentstemcells〕，是臍血中的干細胞，不同于傳統(tǒng)的造血干細胞和間充質干細胞。其生物學特征為：分子表型特征：CD45是其關鍵分子標志分子免疫學特征：免疫原性很低：表達非常低水平的HLA-I，而HLA-II陰性。治療時無需進行HLA配型，沒有排斥反響