date:2011-09-15 00:00:00
胰島移植是一種新的糖尿病治療方法，胰島移植成功的關鍵在于從供體中分離出純度高、數量多、活力強的胰島細胞。胰島分離技術經歷了純手工分離、半自動分離、全自動控制分離的過程。通過對胰島細胞分離過程的溫度、時間、灌注壓力的準確控制和胰島細胞純化技術的不斷改進，胰島細胞分離效果將會更好，胰島移植的成功率也將更高。
1.前言
糖尿病發病率在世界范圍內呈明顯上升趨勢，世界衛生組織公布的數據顯示：目前全世界逾2.2億人患有糖尿病，預計到2030年全世界糖尿病患者將達到3.66億。中國糖尿病流行病學調查結果表明：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，它發病率高、并發癥較多，其致死率僅次于癌癥及心血管疾病，已被世界衛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癥的發生，胰腺移植手術風險大、并發癥多，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.胰島移植的發展
2000年，加拿大Edmonton Alberta University的James Shapiro領導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糖尿病的微血管病變。這使胰島移植成為治療糖尿病的發展趨勢。
3.胰島細胞分離對胰島移植的影響
從供體中分離出純度高、數量多、活力強的胰島細胞是進行胰島細胞移植的先決條件。在Edmonton胰島細胞移植控制組的患者平均需要移植857318個胰島，從胰島細胞的數量上也就是說，每例患者需要移植至少2個胰腺的胰島細胞，所以移植的胰島細胞的數量和質量都是成功的關鍵。
4.胰島細胞分離技術的研究與發展
早在1892年，Minkowski和Von Merin對動物進行胰腺移植實驗。實驗結果顯示：經全胰切除手術后將部分胰腺組織植于皮下（不與消化系統相連）的實驗犬雖然仍會出現糖尿病，但其死亡率低于單純全胰腺切除的對照組。雖然沒有進行胰島細胞分離，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胞，胰島細胞中包括胰島素分泌細胞。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、胰島細胞分離全部采用人工控制，分離過程技術性強，需要較長的熟練過程，對胰島的破壞性較大。
上世紀70年代，Ficoll從外分泌腺成功分離人胰島細胞。1986年，圣路易斯研究組的Ricordi發展半自動酶解和胰腺收集的方法，在消化室內采用循環蠕動泵對供體胰腺進行循環灌注，并用雙硫腙染色監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，同時減少了機械損傷及污染的機會。而在胰島分離劑的選用上，因為用Euro-Ficoll梯度進行胰島純化過程，胰島及腺外分泌組織的穩定性改善，使二者較好地分開，而且能較好地恢復胰島的活力，使胰島細胞移植成為可能。
1996年，Shapiro提出了一種改良型靜止消化技術，并將其與標準化組織切碎消化技術進行了嚴格的雙盲比較，結果顯示膽總管內膠原酶注射靜止法胰島產量高出切碎法47.5%，且胰島功能保留方面亦優于切碎法。
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細胞分離儀的應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進行必要的修整；胰腺的灌注裝置見圖1，將合適管徑的聚乙烯管，經胰腺乳頭部的主胰管或橫斷胰腺上的主胰管插入，并結扎固定于胰管上。經主胰管插管灌注復合膠原酶溶液，充分灌注胰腺。復合膠原酶灌注完畢，再進行消化，消化裝置見圖2，將胰腺剪切成5-6塊，放入消化罐中，于37℃下機械震蕩消化，并在消化一定時間后抽取樣品進行監測，當檢測到樣品中游離胰島數量超過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，浙江大學醫學院附屬第一醫院的馮靖祎、胡亮對胰島干細胞分離過程的溫度控制進行了深入的研究，研制了采用單片機控制、半導體變溫的胰島細胞分離全程溫度控制系統。該系統通過對胰島干細胞分離過程的溫度的準確控制，提高了胰島細胞分離的數量和質量。
目前，美國Biorep 公司推出的生物流體灌注設備和胰島分離機，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備在胰島分離過程的廣泛應用推動了胰島細胞分離技術的發展，進而推動了胰島細胞移植的發展。
5.展望
總之，成人胰島細胞移植作為治療糖尿病的一種新方法，已經展現出廣闊的臨床應用前景及巨大的社會與經濟效益。隨著胰島細胞分離純化技術的進一步改善，從供體中分離出胰島細胞將會數量更多、活性更高、質量更好，胰島細胞移植的成功率也將得到進一步提升，進而使胰島細胞移植術更廣泛地應用于糖尿病治療。
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