Въведение

Диабетното управление е претърпяло драматична трансформация през последните две десетилетия, като се е движило далеч отвъд ерата на фиксираните дози инсулин и проверка на глюкозата с пръстов стик. Две от най-обсъжданите съвременни терапии са островна клетъчна трансплантация и изкуствени системи на панкреаса. Докато и двете имат за цел да възстановят или автоматизират глюкозната регулация, те представляват фундаментално различни философиии: едната се стреми да замени изгубената инсулинопроизводство тъкан, а другата да пресъздаде функцията си с технология. За пациентите, които ги разглеждат, разбирайки какво води всяка от тях, които се класират и как те сравняват в реалния свят резултатите е от съществено значение. Тази статия осигурява задълбочено сравнение, за да помогне за изясняване на избора, компромисите и къде се ръководи настоящото изследване.

Разбиране на трансплантацията на клетки в островни клетки

Исландската клетъчна трансплантация е клетъчна терапия за диабет тип 1. Тя включва изолиране на островни островчета Langerhans ... . клъстерите на клетки, съдържащи бета клетки, които произвеждат инсулин . . от панкреаса на починал донор и ги влива в получателя . След като трансплантирани, островните се настани в черния дроб и започне секретиране на инсулин в отговор на нивата на кръвната глюкоза, частично възстановяване на тялото .

Процедура и допустимост

Самата процедура се извършва под местна анестезия или лека седация. Катетърът се вкарва в порталната вена през черния дроб, а островният препарат се влива в продължение на около 30 минути. Самата процедура е по-малко инвазивна от цялата трансплантация на панкреаса, но все още изисква болничен престой и внимателен мониторинг. В много страни, островната трансплантация е запазена за пациенти с диабет тип 1, които изпитват тежки хипогликемични епизоди (хипогликемия неподготвена), или които имат изключителна глюкозна вариабилност, която не може да се управлява с конвенционална инсулинова терапия или дори най-добрата налична технология. Кандидатите не трябва да имат големи органни заболявания и да са готови да се ангажират с доживотно имуносупресивно лечение, за да се предотврати отхвърляне.

Ползи и ограничения

Голямата полза от успешната островна трансплантация е възстановяването на ендогенната инсулинова секреция. Много получатели постигат инсулинова независимост за период или поне значително намаляване на екзогенните инсулинови нужди. В проучванията за забележителност около 50-70% от пациентите остават без инсулин една година след трансплантацията, въпреки че този процент намалява с течение на времето. По-важното е, че дори частичната функция на присадката може да елиминира тежката хипогликемия и значително да подобри гликемичната стабилност.

Въпреки това, лечението идва със значителни недостатъци. Необходимостта от имуносупресия е най- значителна. Лекарства като такролимус и сиролимус имат странични ефекти, включително нефротоксичност, хипертония, инфекции и повишен риск от някои ракови заболявания. Недостатъкът на донорски органи е още една трудна граница: само малка част от пациентите с диабет тип 1 могат да получат островна трансплантация поради ограничената наличност на панкреаси на донори. Освен това, издръжливостта на присадката е променлива. Повечето пациенти в крайна сметка трябва да възобновят инсулиновата терапия, тъй като трансплантираните изолети се провалят в продължение на години поради продължаваща имунна атака, токсичност на калциневрин инхибитора или изтощение.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Разбиране на изкуствения панкреас

Изкуственият панкреас го наричаме хибридна система за затворен цикъл (HCL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Видове системи

Понастоящем наличните системи са хибридни затворени-примки, което означава, че автоматизират базалната доставка на инсулин, но все още изискват от потребителя да обяви ястия и доставят болус ръчно. Най-напредналите системи, като Medtronic MiniMed 780G, Trebard t:slim X2 с контрол-IQ, и Omnipod 5, са показали отлични резултати в клинични изпитвания и реалния свят.

Ползи и ограничения

Основното предимство на изкуствен панкреас е автоматизацията. Чрез коригиране на доставката на инсулин на всеки 5 минути, тези системи поддържат глюкоза в таргетната гама (70.180 mg/dL) за много по-дълго от стандартната терапия помпа или инжекция. В основни проучвания, време в обхват се подобрява от ~60% със сензорно-усилена помпени терапия до ~70-75% с хибридна затворена-примка. Хипоглицеемия, особено за една нощ, е драстично намалена. Потребителите съобщават по-малко умствено натоварване, по-добър сън и по-голяма свобода да живеят без постоянна глюкозна математика.

Все пак, изкуственият панкреас не е лек. Тя все още изисква взаимодействие с потребителя готварски патрони, смяна на инфузионни комплекти и CGM сензори на всеки няколко дни, и обявяване на храна. Технически въпроси като оклузия, сензорни грешки, или грешки на мястото на инфузия могат да прекъснат терапията. Устройствата са скъпи: първоначалните разходи могат да надхвърлят $5,000 за помпата, с текущи доставки, струващи стотици долари на месец, въпреки че осигурителното покритие е подобрено. Освен това, потребителят трябва да остане бдителен; системата не може да се справи с всички ситуации, като продължително упражняване, заболяване или големи, високо съдържание на мазнини ястия. Въпреки своята изтънченост, изкуственият панкреас е несъвършен аналог на биологичния орган и изисква мотивиран, обучен пациент.

Сравнение на главата с главата

За да решим кой подход е , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ефикасност при гликемичен контрол

Трансплантацията на островни клетки може да доведе до почти нормални нива на глюкозата без необходимост от пръстови пръчици или ръчно коригиране на инсулина в най- добрите случаи. Хемоглобин A1c може да спадне под 6, 5% при инсулин- зависимите получатели. CGM време в обхват може да се приближи 95% или по- високо, докато присадката е функционална. Въпреки това, това ниво на контрол обикновено е преходно. Повече от 5 години, повече от половината от получателите изискват поне малко инсулин отново, и A1c се повишава.

В изкуствен панкреас предлага по-скромно, но трайно подобрение. Потребителите последователно поддържат нива на A1c около 7.0%, с време в рамките на 70-80%. Тези печалби се поддържат, докато устройството се използва, и алгоритъмът на системата . продължава да се подобрява със софтуер актуализации. В проучвания от главата до главата директно сравняване на хибрид затворен цикъл на стандартна грижа, затворен цикъл винаги печели за гликемичен контрол и намаляване на хипогликемията.

Отговор: За краткосрочен, почти физиологичен контрол, Islet трансплантация печели. За устойчиво, надеждно подобрение с минимални усилия на потребителя, изкуственият панкреас е по-последователен.

Безопасност и нежелани събития

Трансплантацията на остров носи непосредствени процедурни рискове: кървене, тромбоза на порталните вени, жлъчни наранявания и инфекция. Дългосрочните рискове до голяма степен се управляват от имуносупресия: бъбречно увреждане, опортюнистични инфекции, злокачествени заболявания и метаболитни нежелани реакции като дислипидемия и непоносимост към глюкоза (иронично). Тежката хипогликемия на практика се елиминира, докато присадката функционира, но рискът се връща, ако присадката се провали.

Основните рискове са свързани с устройството: инфекции на мястото на инфузия, неизправности в помпата, неточности на сензора, водещи до неправилно инжектиране на инсулин, и потенциал за диабетна кетоацидоза, ако доставката на инсулин спре незабелязано. Тежката хипогликемия е силно намалена, но не се елиминира; системата все още може да достави твърде много инсулин, ако потребителят коригира прекалено висока глюкоза или ако сензорът надценява глюкозата. Въпреки това, съвременните алгоритми включват прогнозиране на нискоглюкозно спиране и хибридни характеристики, които правят тежки събития изключително редки.

Отговор: Изкуственият панкреас е по-безопасен за повечето пациенти, особено за тези, които не се нуждаят спешно от трансплантация. Трансплантация носи по-високи непосредствени и хронични рискове.

Качество на живот

Тези, които постигат инсулинова независимост често съобщават чувство на нормалност, свобода от постоянния товар на диабета управление по време на периода на функцията на пика присадката. Обаче, психологическата тежест на имуносупресията, необходимостта от чести посещения в клиниката и вероятността от загуба на присадка може да тежи силно. Някои получатели изпитват безпокойство от отхвърляне и разочарование, тъй като инсулиновите нужди се връщат.

Изкуственият панкреас не освобождава напълно пациент от диабет, но значително намалява ежедневния товар. Потребителите съобщават по-малко притеснения за хипогликемия, по-добър сън и по-голяма гъвкавост в храносмилателната и физическата активност. Необходимостта да взаимодействат с устройството няколко пъти на ден остава, а някои потребители намират алармите и поддръжката за разочароващи.

Отговор: За повечето пациенти изкуственият панкреас осигурява по-благоприятно и устойчиво подобряване на качеството на живот. Трансплантацията предлага епизодно облекчение с по-емоционална сложност.

Достъпност и разходи

Трансплантация на остров се предлага само в шепа специализирани центрове в световен мащаб. По-малко от 2000 процедури са били извършени в световен мащаб. Процедурата не е обхваната от всички застрахователни планове и може да струва $100,000 или повече, плюс текущите разходи за имуносупресивни лекарства и мониторинг.

Изкуствените панкреасни системи са достъпни в много страни и в Съединените щати все повече са обхванати от частна застраховка и Медикаре (за инсулин-запитващ диабет). Предходните разходи могат да бъдат няколко хиляди долара, а месечните доставки са няколкостотин. Докато все още скъпо, бариерата за влизане е по-ниска, отколкото за трансплантация.

Отговор: Изкуственият панкреас е изключително по-достъпен. Трансплантация е запазена за малко малцинство.

Candidacy: Кой е приемлив?

Кандидатите за трансплантация на остров трябва да имат тежка, повтаряща се хипогликемия или крайна гликемична лабилност въпреки оптимизираната медицинска терапия, да бъдат на възраст 18 .65, имат добра органна функция, и да бъдат психологически подготвени за имуносупресия. Много са изключени поради бъбречно заболяване, затлъстяване, или сърдечно-съдови проблеми. Изкуственият панкреас, от контраст, може да се използва от всеки пациент с диабет тип 1 (и в някои случаи, инсулин-повтарящ диабет тип 2), който е готов да научи системата. Има възрастови ограничения: някои системи са одобрени за възрастни и деца над 6 или 7 години, но с подходящо обучение, дори по-малките деца могат да ги използват ефективно.

Отговор: Изкуственият панкреас има по-широка допустима популация.

Последните постижения и бъдещи насоки

И двете полета напредват бързо и бъдещето може да донесе възможности, които да замъглят линиите между биологичната замяна и технологичната автоматизация.

Трансплантация на остров: Следващи подходи за генериране

Изследователите работят върху алтернативни източници на инсулин-производителни клетки за преодоляване на донора не. Ствол-издадени елет, генерирани от индуцирани плурипотентни стволови клетки (iCPS) или ембрионални стволови клетки, са показали обещание в ранните човешки проучвания. Компании като ViaCyte (сега част от Vertex Pharmaceuticals) са имплантирани капсуловани стволови клетки, получени от стволови клетки, които могат да произвеждат инсулин без имуносупресия гон. . . мембрана предпазва клетките от имунната система. Ранните резултати показват измерим C-пептид в получателите, но независимост инсулин все още не е постигната. Друг подход включва ген редактиране да се създаде . . .

Изкуствени панкреас: към напълно затворени системи

Следващото поколение алгоритми се движат към напълно автоматизирано хранене управление. Двухормоните системи (инсулин + глюкагон) показват по-добра профилактика на хипогликемията в изследователските настройки, въпреки че добавената сложност на втори хормон е забавила търговското приемане. Обучението на машини и AI са интегрирани, за да научат индивидуални потребителски модели горкомерни системи . Например, прогнозират времето на хранене или упражнения и коригират базалните стойности проактивно. iLet Bionic Pancreas, разработен от Бета Bionics, вече е на пазара и изисква минимален вход на потребителя, само трябва потребителят да заяви дали дадено хранене е малко, средно или голямо. Бъдещите системи могат да се интегрират с интелигентни инсулинови писалки, износващи сензори за стрес и активност, и дори данни от непрекъснати кетонни монитори, за да се предотврати диабетна кетоацидоза.

.Крайната цел е напълно автономна система, която не изисква намеса на потребителите. Все още не сме стигнали до нея, но траекторията е ясна. . . . д-р Борис Ковачев, директор на UVA Center for Diabetic Technology

Комбиниране на двете: био-изкуствени панкреас?

Някои изследователи изследват хибридни решения готварски, използвайки устройство, което съдържа живи островни клетки (или донор или стволови клетки) със защитна мембрана и малка помпа или глюкозен сензор, за да се подобри функцията. Това готварско-артифициран панкреас . Може да комбинира най-доброто от двата свята: естественото глюкоза сензиране и инсулинова секреция от клетките, с технологичен интерфейс за управление на кислорода, доставка на хранителни вещества, и имунната защита. Тези системи все още са предклинични, но представляват завладяващо сближаване на клетъчната терапия и биомедицинско инженерство.

Да вземем решение: фактори, които трябва да разгледаме

Решението включва внимателна оценка на клиничната история на индивида, толерантността към риска, начина на живот и целите.

  • Сериозната хипогликемия: Пациенти с нарушена чувствителност към хипогликемия или анамнеза за тежки събития са основните кандидати за островна трансплантация. За други, изкуственият панкреас осигурява отлична защита.
  • Уволнение да се подложи на операция и имуносупресия: Трансплантация е основен ангажимент с доживотни лекарства и мониторинг. Изкуственият панкреас не изисква операция и не се имуносупресия.
  • Освен това, за да се постигне независимост от инсулина: Ако пълната свобода от екзогенния инсулин е най-важният приоритет (дори и временна), трансплантацията може да бъде привлекателна.
  • Достъп и надеждност:[ Ако пациентът живее близо до център за трансплантация и отговаря на изискванията, трансплантацията е опция.
  • Психологична готовност:[ Някои пациенти се чувстват неудобно да имат устройство, прикрепено към тялото им; други са неудобни при приемането на имуносупресивни лекарства.

Доставчиците на здравни грижи следва да улесняват съвместното вземане на решения чрез представяне на доказателствата, като насочват пациентите към специализирани центрове за оценка на трансплантациите, когато е целесъобразно, и гарантират, че разбират дългосрочните последици от всеки път.

Заключение

Трансплантация предлага потенциал за близко-физиологична регулация и временна независимост на инсулина, но на цената на голяма имуносупресия и ограничена наличност. Изкуственият панкреас осигурява траен, автоматизиран контрол, който намалява хипогликемията и подобрява качеството на живот за широка популация пациенти, без необходимостта от доживотна имунна репресия. Нито пък истинският лек, както и двете имат активни области на изследвания, които могат да доведат до дори по-добри възможности в следващите години. Засега най-добрият избор зависи от уникалната медицинска ситуация и ценности на индивида. Консултирането с диабетен специалист, опитен и в двете са от съществено значение за вземане на добре информирано решение.

За по-нататъшно четене вижте Американската асоциация за небрежен диабет Стандарти за медицинска помощ по диабет, JDNF . ресурси за изкуствен панкреас и островна трансплантация[, както и клинични насоки от Национален институт по диабет и разяждане и бъбречни заболявания.