1型糖尿病(T1DM)是一种自身免疫性疾病,其主要特征是胰腺β细胞被破坏,导致绝对胰岛素缺乏。此病主要影响儿童和青少年,给患者及其护理人员带来巨大挑战。
儿童T1DM的管理需多方面策略,涵盖医疗、技术、心理及社会等层面,旨在维持血糖控制、预防并发症并提升生活质量。
过去几十年,儿童T1DM治疗取得显著成果。胰岛素疗法、血糖监测及技术辅助设备的创新极大改善了年轻患者的生活。连续血糖监测(CGM)系统、胰岛素泵和人工胰腺系统革新了糖尿病护理,新药物疗法及免疫疗法、再生医学研究也为未来带来希望。
疾病机制
自身免疫攻击:T1DM 是免疫系统错误攻击和破坏胰腺中产生胰岛素的 β 细胞所致,进而导致胰岛素绝对缺乏。缺乏胰岛素会使葡萄糖在血液中积累,引发高血糖症,慢性高血糖可导致心血管疾病、肾病、神经病变和视网膜病等严重并发症。
发病因素:T1DM 发病机制涉及遗传、环境和免疫因素的复杂相互作用。遗传易感性起重要作用,某些人类白细胞抗原(HLA)基因型会增加风险;环境因素如病毒感染和饮食因素可能触发遗传易感个体的自身免疫过程。免疫反应包括先天和获得性免疫,自身抗体靶向 β 细胞抗原,T 细胞尤其是自身反应性 CD8+T 细胞在 β 细胞破坏中起核心作用。
发病率与症状
发病率差异:T1DM 是儿童常见慢性疾病之一,不同地区发病率不同。全球范围内发病率呈上升趋势,年增长率约为 3%-5%,归因于环境暴露、生活方式和诊断实践变化等因素。斯堪的纳维亚国家患病率最高,东亚最低。在美国,儿童和青少年患病率约为 125 万,每年约诊断 20 万新病例。
发病症状与诊断:儿童 T1DM 发病可能迅速且剧烈,症状在几周到几个月内出现,常见症状包括多尿、多饮、多食、无意体重减轻、疲劳无力和视力模糊。部分儿童可能出现糖尿病酮症酸中毒(DKA),这是严重且危及生命的疾病,需立即就医住院治疗。T1DM 诊断通过显示高血糖的血液测试确认,包括空腹血糖、随机血糖、糖化血红蛋白(HbA1c)及口服葡萄糖耐量试验等指标,同时进行自身抗体检测和低水平 C 肽检测以辅助诊断。
传统管理方法
胰岛素治疗:
种类与作用:胰岛素治疗是 T1DM 治疗基础,根据起效、峰值和作用持续时间分类。主要类型有速效胰岛素、短效胰岛素、中效胰岛素和长效胰岛素。用于控制餐后血糖波动和提供基础胰岛素覆盖。
给药方式:可通过每日多次注射(MDI)或使用胰岛素泵的持续皮下胰岛素输注(CSII)。MDI 需频繁血糖监测和碳水化合物计数调整剂量;CSII 通过导管持续输送胰岛素,更精确且灵活,减少注射次数。
饮食和锻炼:
饮食管理:均衡饮食是关键,碳水化合物计数有助于调整胰岛素剂量。营养管理重点是实现碳水化合物、蛋白质和脂肪均衡摄入,规律饮食维持稳定血糖水平。
锻炼益处与注意事项:身体活动可改善心血管健康和胰岛素敏感性,但需仔细规划以避免低血糖。运动前、中、后监测血糖至关重要。
管理挑战:儿童 T1DM 管理面临胰岛素需求多变、血糖波动、坚持严格要求的挑战,还会导致患者和照顾者情绪紧张、焦虑和倦怠,需提供心理支持和咨询。
技术进展
CGM:
系统组成与优势:CGM 系统由传感器、发射器和接收器 / 显示设备组成,提供实时血糖读数和趋势,更好控制血糖,降低低血糖和高血糖风险。
益处与局限性:提供详细实时信息,允许更精确胰岛素剂量和更好血糖控制,提醒低血糖,减少手指针刺试验,但成本高、需校准、可能存在测量差异且传感器可能引起不适。
胰岛素泵:
类型与作用:有系留泵和贴片泵两种,通过提供连续基础胰岛素和可调节追加剂量,更精确输送胰岛素,接近生理分泌,提供灵活性,降低低血糖风险,提高生活质量。
挑战:成本高、需定期维护、可能出现技术问题且需要医疗保健提供者全面培训和支持。
人工胰腺系统:
组成与原理:结合 CGM、胰岛素泵和控制算法,模拟人体自然葡萄糖调节,自动调整胰岛素输送,减少手动调节需求,增强血糖控制。
临床试验结果:改善血糖控制和患者生活质量,增加范围内时间,降低 HbA1c 水平和低血糖发生率,一些系统已获批准,未来发展集中在提高准确性、整合其他激素和利用数字工具。
药理学进展
新胰岛素制剂:超速效胰岛素起效更快、持续时间更短,接近天然胰岛素反应;长效胰岛素提供稳定延长覆盖,降低低血糖风险。
辅助疗法:SGLT - 2 抑制剂和 GLP - 1 受体激动剂提供额外血糖控制益处、体重减轻和潜在心血管肾脏保护。
正在研究的药物:同时靶向 GLP - 1 和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽受体的双重激动剂、胰岛素 - IgG 融合蛋白、封装技术保护的 β 细胞疗法等正在研究中。
心理和社会方面
影响与挑战:T1DM 影响儿童及其家庭生活,带来情绪和心理挑战,如恐惧、焦虑、悲伤、抑郁、倦怠和社交孤立。
心理支持的重要性:心理支持和咨询有助于管理情感挑战,提供应对策略,提高治疗依从性,家庭咨询可增强沟通,营造支持性环境。
免疫疗法、β 细胞再生和干细胞疗法的进展
免疫疗法:
抗 CD3 单克隆抗体:替利珠单抗等抗 CD3 单克隆抗体靶向 T 细胞上的 CD3 分子,调节免疫反应并保护 β 细胞功能。临床试验表明,此类抗体可以延迟高危个体的 T1DM 发病,并保留新诊断患者的残余 β 细胞功能。其作用机制是通过调节 T 细胞的活性,减少对 β 细胞的攻击,从而为 β 细胞的恢复和功能维持创造条件。
抗白细胞介素 - 2(IL - 2)受体抗体:巴利昔单抗和其他抗 IL - 2 受体抗体通过抑制 T 细胞增殖,减少对 β 细胞的自身免疫攻击。这些药物正与其他免疫疗法联合使用,以增强其疗效。例如,与抗 CD3 单克隆抗体联合使用,可能产生协同效应,更有效地保护 β 细胞。
抗原特异性疗法:旨在诱导对特定 β 细胞抗原(如胰岛素或 GAD65)的免疫耐受,从而防止自身免疫破坏。策略包括肽疫苗、DNA 疫苗和基于纳米颗粒的递送系统。肽疫苗通过向患者体内引入特定的 β 细胞抗原肽段,诱导免疫系统产生免疫耐受;DNA 疫苗则是将编码 β 细胞抗原的 DNA 导入患者体内,刺激免疫系统产生耐受;基于纳米颗粒的递送系统可以更有效地将抗原递送到免疫系统中,提高免疫耐受的诱导效果。
β 细胞再生:
干细胞疗法:研究人员正在探索使用多能干细胞产生功能性 β 细胞。多能干细胞,如胚胎干细胞(ESCs)和诱导多能干细胞(iPSCs),具有分化为各种细胞类型的潜力。通过特定的分化协议,可以将这些干细胞转化为产生胰岛素的 β 细胞。重大进展包括开发高效的分化协议,有效地将多能干细胞转化为功能性 β 细胞,以及保护移植的 β 细胞免受免疫攻击的封装技术。临床试验目前正在评估这些封装的干细胞衍生的 β 细胞在 T1DM 患者中的安全性和有效性。
刺激现有 β 细胞增殖:生长因子,如 β- 促生长素,在动物模型中显示出促进 β 细胞复制的潜力。通过使用这些生长因子,可以刺激患者体内现有的 β 细胞增殖,从而增加 β 细胞的数量,恢复身体产生胰岛素的能力。此外,研究人员还在探索其他方法来刺激 β 细胞增殖,如调节特定的信号通路或使用小分子化合物。
转分化:包括将其他细胞类型,如 α 细胞或导管细胞,重新编程为产生胰岛素的 β 细胞。CRISPR 相关蛋白 9(CRISPR - Cas9)等基因编辑技术正被用于诱导转分化和恢复 β 细胞功能。基因编辑技术可以精确地修改细胞的基因组,使其表达胰岛素相关基因,从而实现转分化。这种方法为 β 细胞再生提供了新的途径,有望在未来成为治疗 T1DM 的有效手段。
干细胞疗法:
多能干细胞的应用:多能干细胞,如胚胎干细胞和诱导多能干细胞,可以分化为产生胰岛素的 β 细胞,为 T1DM 治疗提供了有希望的途径。研究人员正在不断改进分化协议,以提高 β 细胞的产量和功能。同时,封装技术的发展可以保护移植的 β 细胞免受免疫攻击,同时允许营养和胰岛素交换,提高移植的成功率。
间充质干细胞的潜力:间充质干细胞由于其免疫调节特性和促进组织修复的能力,在治疗 T1DM 中具有潜力。它们可以分泌抗炎细胞因子和生长因子,减少自身免疫攻击,支持 β 细胞存活。研究人员还在探索将间充质干细胞与其他再生疗法(如 β 细胞移植或免疫疗法)相结合,以提高治疗效果。
基因研究和精确医学
基因研究:全基因组关联研究和单细胞基因组学揭示 T1DM 机制,确定潜在治疗靶点。
精准医疗:根据个体基因构成、疾病表型和治疗反应定制治疗方案,发现生物标志物指导个性化治疗,开发靶向疗法增强疗效并减少副作用。
发展中的创新技术
智能胰岛素笔:改善胰岛素给药,提供剂量跟踪、提醒和数据共享等功能,与移动应用和数字平台同步。
植入式葡萄糖传感器:提供长期 CGM 解决方案,减少传感器更换需求,如 ever sense E3 CGM。
先进闭环系统:结合多种激素和先进算法,更有效地自动化胰岛素输送,预防低血糖,优化血糖控制。
潜在的未来突破
全自动人工胰腺系统:实现葡萄糖调节完全自动化,人工智能驱动算法增强性能,与可穿戴设备集成。
β 细胞替代疗法:干细胞衍生的 β 细胞和胰岛移植恢复内源性胰岛素生产,封装技术提供潜在治疗方法,胰岛移植技术进步提高成功率和长期效果。
创新给药方法:开发口服胰岛素制剂和可吸入胰岛素装置,提高治疗疗效和便利性。
结论
儿童 T1DM 管理在技术创新、新药物疗法和疾病理解深入的推动下取得显著进展。
CGM 系统、胰岛素泵和人工胰腺系统等带来更好血糖控制和生活质量,新胰岛素配方和辅助疗法提供更多治疗工具,心理和社会方面管理同样重要。
免疫疗法、β 细胞再生和干细胞疗法研究为未来突破带来希望。