基因疗法或开启糖尿病治疗新篇章

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基因疗法或开启糖尿病治疗新篇章( h" ]. ~; n" F" i# _% c
来源:中国科学报 / 作者:袁一雪 / 2017-05-05$ l9 {8 C7 F* u# ?1 k
如果这种将特异的酶嫁接到基因治疗载体，并且注射方式一旦成功，获益的将不仅仅是糖尿病患者。因为 EPA/DHA 在不少代谢类疾病中都能起到作用。$ k. u" R1 {3 N' d* o
糖尿病，这个令世人挠头的慢性病。不仅因为其并发症令人防不胜防，还因为它自身复杂的发病机制也是困扰国内外科学家们的难题。
+ p$ {# B2 S) }. @, t- ^近日，最新一期美国《临床研究杂志》为糖尿病治疗带来了一丝新的曙光。, U* y/ `" G# D3 _% ~: k% n
该期刊在线发表了由广东工业大学生物医药研究院的两位国家“千人计划”专家赵子建教授以及李芳红教授领军的科研团队，在治疗糖尿病和自身免疫疾病技术上的重大突破——通过运用基因治疗技术，在Ⅰ型糖尿病动物模型体内实现胰岛再生，同时阻止自身免疫系统对胰岛的攻击。
$ U! d2 K) K4 O; A! V6 K4 L来自深海鱼油的启发1 W& d9 z+ j' n9 r1 A) h; o2 W: ]* K8 n
Ⅰ型糖尿病，在我国一亿多糖尿病病人中虽然只有 30 万~50 万，但无法令人忽视的是，绝大多数Ⅰ型糖尿病患者的发病期都在青少年时期。
& d- Z- {- }3 q3 {5 ~3 s, q虽说学术界的统一看法是，不论Ⅰ型还是Ⅱ型糖尿病都与遗传和环境因素密不可分，或者说都是因为自身基因出现了问题才患糖尿病。但Ⅰ型糖尿病的发病更偏重遗传和环境因素相互作用，触发特异性自身免疫性反应，进而破坏了胰岛β细胞所致。' T7 E# P1 g5 ~  {( J* `5 e' {
据了解，胰岛β细胞是胰岛细胞的一种，属于内分泌细胞，可以分泌胰岛素，与胰岛α细胞分泌的胰高血糖素共同起到调节血糖的作用。而一旦胰岛β细胞受损后，它就会极大地扰乱了胰岛素的正常合成与分泌。这种情况下，当血糖增加时，胰岛素分泌不足，导致血液中的糖分无法及时进入细胞储存起来，而是滞留在血液中，就会导致血糖升高。
( h: W1 z& Z6 |* n9 E. v; q“所以，一旦患上Ⅰ型糖尿病就只能终身依赖每天胰岛素注射，并要经常监控血糖。”赵子建表示。
- t: H) @: g1 c2 \* h" P: z( J针对Ⅰ型糖尿病成因，各国的科学家们一直探寻治愈它的方法。赵子建领导的这项新研究的灵感就源自多项早期国际流行病学的研究成果。& Q3 r9 |; g  O! G" F2 f" f
上世纪 70 年代，丹麦科学家通过研究发现，生活在格陵兰北部的因纽特人患心血管疾病比率非常低的原因，是由于因纽特人的膳食以鱼类、海豹和鲸脂为主，这些食品富含ω- 3 脂肪酸。现在市场上销售的大多数鱼油补充剂都富含两种ω- 3 脂肪酸、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA），这两种物质都像阿司匹林那样对血液有稀释效果，从而降低发生血栓的可能性。此外，ω- 3 脂肪酸还可以减少炎症，在预防动脉粥样硬化中有一定的作用，同时降低代谢类疾病的发生。. ~% T1 k9 h/ }6 m
上世纪 90 年代中后期，挪威、美国分别进行了两个独立的 10 年期流行病学研究，这项研究针对刚脱离母乳喂养的婴幼儿，每天给他们补充 1~1.5 克液体鱼油，10 年后，研究人员发现这些孩子Ⅰ型糖尿病的发病率显著降低。美国的研究更具有代表性，因为他们的研究对象圈定了有Ⅰ型糖尿病家族史的婴儿。
; O: V& Q8 R9 s. {1 C3 e2 a此外，2015 年，美国艾奥瓦州退伍军人医疗中心的研究人员证明，此前研究者发现的富含ω- 3 脂肪酸的饮食可有效改善Ⅰ型和Ⅱ型糖尿病大鼠的糖尿病神经病变的结果存在，并且揭示了具体的分子机制。而且，研究者指出，尽管饮食中鱼油并不能降低血糖至正常水平，但其可以通过改善神经信号的传递和感知来改善神经健康。
: i' @( {0 L- z) K( t+ m5 p不过，若想缓解糖尿病并发症以及高血糖的症状，只通过服用鱼油并不理想。因为研究人员发现，如果想利用营养手段补充鱼油，逆转自身免疫和糖尿病发展进程，需要的剂量可能要大幅度超出目前临床许可的剂量，“大约需要目前临床上推荐的近 5~10 倍的量”。赵子建补充说。
# [! }9 |% d8 V5 Y鉴于此，赵子建带领研究团队开始在基因中寻找突破口，并且通过基因治疗手段在体内表达一种特异的酶，使得身体内能够产生大量鱼油中的有效成分：EPA 和 DHA。4 n9 @8 @( D" _! a+ f
扭转糖尿病的基因开关, ^4 h9 l! s9 k/ x( y
而要想通过基因治疗手段获得这种特异的酶，就需要先从低等生物身上提取表达这种酶的基因片段，然后将其嫁接到基因治疗的病毒载体里；再通过注射的方式，将基因载体注入人体内，开启生物反应器，让酶在细胞内表达生物的活性。由于最终的酶催化产物是 EPA 和 DHA，恰恰这两种脂肪酸可以全身扩散，进而产生治疗功效。( b% N6 q9 B' U; f
“我们的目标是对已经发病的和早期进入发病进程的病人都进行干预。”赵子建告诉《中国科学报》记者，经过注射治疗的病患，如果已经患有Ⅰ型糖尿病，患者则可以摆脱胰岛素的注射，而有遗传史但尚未出现症状的隐形患者，则可以降低糖尿病症状的出现几率。4 b. E' c7 L& Z8 @8 A2 B( @0 m, L8 W) {
不过，这种注射方式控制糖尿病的时间到底有多长，还需要临床效果决定。赵子建表示：“我们不预期需要很多次注射，而且有多种临床适应症可以适用。”因为相关的基因治疗载体可以将这个酶表达在肝脏或肌肉内，并且通过产生 EPA/DHA 脂肪酸产物发生功效，在体内自由扩散。“所以具体计量需要临床观察中定。”2 P, C/ r# S: v1 V# i2 ?0 W
仍需等待临床数据的证实
) E$ G% P5 D1 s6 i4 [如果这种将特异的酶嫁接到基因治疗载体，并且注射方式一旦成功，获益的将不仅仅是糖尿病患者。因为 EPA/DHA 在不少代谢类疾病中都能起到作用。
) I: }' c+ R. G. Q比如，美国罗切斯特大学医学中心的科学家发现深海鱼油中的ω- 3 脂肪酸，可用于治疗哮喘。这是因为它能减少 IgE 生成，而 IgE 是引起轻度哮喘患者出现过敏反应和哮喘症状的抗体。0 a$ K1 O( j& T8 l) p, h' Z
而且，针对不少疾病的源头——肥胖，鱼油中的多不饱和脂肪酸，在体内能刺激交感神经活动，释放神经递质去甲肾上腺素。在去甲肾上腺素的影响下，一部分储存脂肪的白色脂肪细胞会转化为米色细胞，有助于分解体内脂肪。甚至针对阿尔茨海默氏症，长期服用高剂量的深海鱼油也有一定的抵抗和缓解作用。赵子建表示，目前，团队在猪、鼠身上都做了试验，这些试验模型都能抵抗肥胖，而且能很好地抵抗慢性炎症，还能抵抗肿瘤的发生。“所以该产品可以适用多种临床适应症。”1 ?9 s, Q- W: p2 Z) T
不过，只是通过鱼油保健品对于一些疾病的正面作用，并没有得到全部研究的证实，甚至一些研究还得出了相悖的结论。所以，此次对于糖尿病的基因疗法具体作用到底怎样，在赵子建看来，还需要等待临床数据的证实。' a# P3 |& O! K. F2 c+ x. p