综述：低免疫干细胞与胰岛：糖尿病治疗的炒作还是真正突破？

本综述系统探讨了低免疫原性胰岛细胞疗法在糖尿病治疗中的前沿进展。文章详细分析了通过基因编辑（如敲除HLA基因、过表达CD47/PD-L1等免疫调节因子）改造干细胞（hPSCs）或尸体胰岛，以创建“通用型”移植物，旨在规避免疫排斥并减少对免疫抑制剂的依赖。同时讨论了相关策略的潜在风险（如肿瘤形成、病毒感染）及解决方案（如安全开关“自杀基因”），并对未来临床转化面临的挑战与方向进行了展望。

　　

引言

糖尿病（DM）是一种以高血糖为特征的慢性代谢性疾病，全球患者人数持续攀升，预计到2045年将达7.832亿。其主要类型包括因自身免疫导致胰岛素绝对缺乏的1型糖尿病（T1D）、以胰岛素抵抗为主的2型糖尿病（T2D）以及单基因糖尿病（MD）。当前常规治疗仅能控制症状，无法逆转β细胞缺失这一根本问题。细胞疗法，特别是移植胰岛素生成细胞，为糖尿病（尤其是T1D）提供了根治新希望。然而，移植后的免疫排斥和供体短缺是两大核心障碍。

免疫识别、排斥与调控的机制

移植物存活的最大挑战来自于宿主的免疫系统。其中，人类白细胞抗原（HLA）系统是关键。HLA I类分子（HLA-A, -B, -C）在所有有核细胞表面表达，被CD8⁺ T细胞识别，从而引发细胞毒性攻击。而HLA II类分子（HLA-DR, -DP, -DQ）通常仅由专职抗原呈递细胞（APCs）表达，可激活CD4⁺ T辅助细胞，进而放大免疫反应。此外，完全缺失HLA I类分子又会触发自然杀伤（NK）细胞的攻击。

有趣的是，人体内某些部位（如眼睛、胎盘）天然具有“免疫豁免”特性。这些部位的细胞通过下调HLA表达、分泌免疫抑制细胞因子（如IL-10, TGF-β）或表达表面调控因子（如FasL, PD-L1）来逃避免疫监视，为设计低免疫原性细胞提供了灵感。

克服免疫排斥：保护移植胰岛的策略

细胞来源：干细胞与尸体供体

获取胰岛素生成细胞主要有两大来源：尸体 donor 的胰岛和干细胞（SC）衍生的胰岛。尸体胰岛移植已有临床应用，但受限于供体匮乏和终生免疫抑制的需求。人多能干细胞（hPSCs，包括胚胎干细胞hESCs和诱导多能干细胞iPSCs）则能分化为胰岛素生成细胞（SC-islets），具有无限扩增的潜力，是更可持续的细胞来源。

干细胞衍生胰岛的承诺与挑战

多项研究已成功将hPSCs在体外诱导为成熟、有功能的β细胞，并在糖尿病模型中有效改善血糖控制。例如，Vertex Pharmaceuticals开发的干细胞衍生胰岛产品（Zimislecel）在临床试验中使T1D患者实现了胰岛素独立。但该疗法目前仍需配合免疫抑制剂，这带来了感染、恶性肿瘤等风险。

自体疗法的适用性与局限性

使用患者自身的iPSCs衍生胰岛进行自体移植是避免免疫排斥的一种策略。中国团队已有成功案例，一名T2D患者和一名T1D患者在接受自体iPSC衍生胰岛移植后病情显著改善。然而，该策略对T1D患者可能无效（因自身免疫攻击依然存在），且个体化定制成本高昂、难以规模化。

HLA干细胞库：覆盖人群的捷径

另一个策略是建立来自HLA纯合子供体的iPSC细胞库。只需少量细胞系就能覆盖大量人群。日本、韩国、美国等国均已启动此类项目。日本利用27个细胞系（来自7名供体）覆盖了约40%的人口，并已用于十余项临床试验。私营公司（如Fujifilm Cellular Dynamics, CATALENT）也提供了符合GMP标准的临床级iPSC系。

封装技术

将胰岛包裹在生物相容性材料中，物理隔绝免疫攻击，同时允许营养和胰岛素交换，是另一种保护策略。ViaCyte公司的VC-01/02设备以及Vertex的VX-264都采用了此策略。但该技术仍面临设备生物相容性、纤维化包裹以及移植部位血管化不足等挑战。

促进局部免疫耐受

间充质干细胞（MSCs）因其固有的低免疫原性和免疫调节功能而被探索用于共移植，以营造局部免疫抑制微环境。更有趣的策略是工程化改造细胞本身，使其过表达免疫调节分子。例如，让hPSCs过表达PD-L1和CTLA4-Ig，或分泌抗炎因子IL-10、TGF-β，可以抑制局部T细胞反应。甚至有研究将hPSCs与CAR-Tregs（靶向移植细胞的调节性T细胞）联合使用，实现了局部的、强大的免疫保护。

基因工程打造通用型低免疫原性胰岛

最根本的策略是通过基因编辑直接改造细胞，使其从源头上“隐身”。核心思路是：1. 规避T细胞识别： 通过敲除B2M（β₂微球蛋白）基因消除经典的HLA I类分子表达；或敲除CIITA（II类反式激活因子）基因消除HLA II类分子表达。2. 安抚NK细胞： 在消除HLA I类的同时，选择性保留低多态性的HLA-C，或过表达非经典HLA分子（HLA-G, HLA-E），或过表达“别吃我”信号CD47，以抑制NK细胞的活化。3. 过表达免疫调节因子： 额外引入PD-L1、FasL、CCL21等分子，主动抑制免疫反应。

研究证明，这种多重工程化的“低免疫”hPSCs及其衍生的胰岛细胞、心肌细胞等，在体外能有效抵抗免疫细胞的攻击，在免疫缺陷小鼠或人源化小鼠模型中也能长期存活。

安全策略：最小化移植风险

基因编辑和干细胞移植本身存在风险。1. 致瘤性： 残留的未分化干细胞或分化过程中获得的基因突变可能导致肿瘤形成。2. 免疫逃逸的负面影响： 若移植细胞被病毒感染或癌变，其低免疫原性将使其逃避机体免疫清除，后果严重。

为解决这些问题，研究人员引入了“安全开关”（suicide genes）。最经典的是单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）基因，移植后若发生不良事件，给予药物更昔洛韦（GCV）即可特异性杀死移植细胞。其他如RapaCasp9系统也能实现按需诱导凋亡。

验证与挑战

在进入临床前，需要通过一系列体外共培养实验（与PBMCs、NK细胞等）和体内动物模型（如人源化小鼠、非人灵长类动物）来充分验证低免疫原性细胞的安全性和有效性。然而，动物模型不能完全模拟人体免疫系统，其长期安全性仍需更大规模的临床试验来验证。

此外，移植部位的选择也至关重要。肝脏（门静脉移植）是传统部位，但会引发即时血液介导的炎症反应（IBMIR）并暴露于肠道毒素。皮下、肌肉、肾包膜、眼内、脂肪组织等异位站点正在被探索，它们各有优劣，理想的站点应具备易操作、易监测、血管丰富、局部免疫豁免等特点。

未来展望

低免疫原性胰岛领域进展迅猛，但仍有许多工作要做。需要探索更多免疫调控靶点（如B7-H3、CD155），优化基因编辑策略以减少脱靶效应和所需编辑数量，并开发更优的移植方案。最近，Sana Biotechnology公布了其基于尸体 donor 的低免疫胰岛（UP421）的初步临床数据，显示移植后患者体内可检测到C肽，且移植物存活长达6个月，为这一领域注入了强劲信心。尽管前途光明，但从概念验证到成为糖尿病患者的标准疗法，仍需科学界和医学界持续的努力与创新。