人工胰腺的研究新进展人胰腺的研究新进展.docVIP

人工胰腺的研究新进展 人工胰腺的研发背景和历史沿革 业已证实，强化血糖控制可延缓糖尿病患者微血管并发症的发生和进展。胰岛素强化治疗是1型糖尿病（T1DM）患者的标准治疗方案，也是部分2型糖尿病 （T2DM）患者的治疗选择。随着生物工程技术的发展，目前已有多种新型胰岛素制剂问世。然而，对于许多需要胰岛素强化治疗的糖尿病患者而言，其糖化血红 蛋白（HbA1c）水平仍难以达标，并且胰岛素强化治疗可使低血糖风险显著增高，从而增加患者脑死亡风险。因此，多次胰岛素注射的传统强化治疗方案存在明 显的缺陷。 随着电子科技的发展，人工胰腺（artificial pancreas）装置日趋走向成熟，有望成为强化血糖控制的新方案。人工胰腺是指采用电子机械的方法来替代胰腺内分泌的功能。鉴于胰岛是胰腺内分泌部 分，因此这种人工脏器的正确命名应该是人工胰岛更为确切，但目前国际上仍普遍沿用“人工胰腺”这样的传统名称。根据胰岛的生理学，便可预知人工胰腺的概 念，那就是人工替代胰腺内分泌功能从而把血糖控制在生理范围以内的装置。人工胰腺由3个基本部分组成：①连续血糖测定装置：血糖变化的传感器；②胰岛素需 要量计算装置：根据血糖测定值计算出适当胰岛素输注量的计算机系统；③根据计算机指令进行输注的装置：胰岛素（或其他激素）的贮存器和输注泵。 动态血糖监测系统（continuous glucose monitoring system，CGMS）已有多种产品获准在临床上使用，其通过检测组织间液的葡萄糖水平来代表血糖水平。虽然与真正血糖水平之间存在一定的差异，并且具 有一定的检测迟滞，但是单独应用CGMS已被证实可改善血糖控制，并且减少低血糖风险。持续皮下胰岛素输注（continuous subcutaneous insulin infusion，CSII）又称为胰岛素泵，使用可携带的电子机械微泵系统模拟正常人的生理性胰岛素分泌模式进行胰岛素输注，从而达到使糖尿病患者血糖 水平控制在接近正常水平的目的，该技术目前已在临床上广泛使用。 人工胰腺的概念及相关研究始于1970年左右，但长期未能取得突破。CGMS与CSII组成的“双C组合”是人工胰腺的前提条件。双C组合就是“开环” （open loop）系统，CGMS与CSII之间缺少了一个环节，不能实现胰岛素输注速率的自动调节。控制算法（control algorithm）的诞生和完善使人工胰腺成为可能。具有控制算法功能的装置可接收CGMS回报的血糖监测数据，据此计算并实时自动调节胰岛素的输注速 率。CGMS、控制算法装置及CSII共同组成了“闭环”（closed loop）胰岛素输注系统，此即所谓的人工胰腺。 人工胰腺的不同模式及其研究进展 1、暂停胰岛素输注模式（suspended insulindelivery） 最简单的闭环胰岛素输注模式是在检测到血糖低于某一阈值时暂停基础胰岛素输注一段时间，此即低血糖暂停模式（low-glucose suspend）或基于阈值的胰岛素泵中断模式（threshold-based insulin pump interruption）。这种模式是最容易实现对于低血糖状态进行纠正的操作模式，并且很少增加闭环系统的额外计算负担。该模式虽然不能防止低血糖发 生，但可限制低血糖的持续时间和严重程度。严重低血糖大多数出现在夜间，患者通常无法及时苏醒以应对低血糖，持续时间较长的低血糖可导致癫痫发作。因此， 该模式有助于预防严重低血糖事件及其所致的癫痫发作。 Buckingham等以40例T1DM患者作为研究对象，均使用新型胰岛素泵进行治疗。14例患者关闭暂停胰岛素输注模式，逐渐增加基础胰岛素输注量以 诱发低血糖，其中93%的患者出现夜间低血糖。26例患者启动暂停胰岛素输注模式，逐渐增加基础胰岛素输注量以诱发低血糖，当系统检测到血糖＜3.3 mmol/L时，胰岛素暂停输注，可使75%的患者避免发生夜间低血糖，使夜间低血糖事件总数减少84%，同时未见血糖反跳。美敦力公司生产的一款带有低 血糖暂停模式的传感器增强型胰岛素泵（Paradigm VEO）已获准在多个国家上市，其可显著减少低血糖，尤其是夜间低血糖，并且不增加酮症和高血糖的风险。 最近公布的一项多中心、随机双盲对照临床试验共入组247例有夜间低血糖记录的T1DM患者，将其随机分为带有阈值暂停功能或没有该功能（对照）的传感器 增强型胰岛素泵两组，进行为期3个月的治疗，暂停胰岛素输注的阈值设定为3.9mmol/L，暂停输注时间为2小时。结果显示，两组HbA1c的变化相 似，阈值暂停组夜间低血糖的曲线下面积平均值较对照组降低37.5%，夜