2型糖尿病(T2D)是一种慢性的、渐进的代谢障碍,目前影响全球超过5.37亿成年人,随着人口老化和肥胖率的上升,这一疾病继续增加。 几十年来,T2D的护理标准一直以改变生活方式、口服药物、以及β细胞功能下降时的胰岛素疗法为中心。 尽管采取了这些干预措施,但很大一部分人未能实现或保持最佳的甘油靶子(hemoglobin A1C < 7.0 % ) , 使他们易受微血管和宏观血管并发症的影响,如复体病、肾上腺病、神经病和心血管疾病。 自我管理每天的负担 — — 指棒血糖检查、卡布计、胰岛素剂量计算以及避免低血症所需的持续警惕 — — 往往导致治疗疲劳、守不良和不良结果。

糖尿病技术的最新进步开始挑战这一模式。 持续的葡萄糖监测器、胰岛素泵以及最近的自动化胰岛素输送系统(通常称为闭环或人工胰腺系统)改变了对一型糖尿病患者的护理。 现在,越来越多的证据表明,这些相同的闭环技术可能对2型糖尿病患者,特别是需要强化胰岛素疗法的患者提供有意义的好处。 文章探讨了闭环系统的机械、它们在T2D管理中的不断扩大的作用、其使用背后的证据以及将其纳入常规临床护理的实际考虑。

什么是闭环系统?

闭环系统是一个集成技术平台,将连续的葡萄糖监测器(CGM)与胰岛素泵和可以自动进行胰岛素输送的控制算法相接。 该系统不断接收CGM的实时间糖读取,使用预测算法处理数据,并将精确的胰岛素输入率传达给泵 — — 这一切都不需要用户的人工干预。 其基本目标是通过模仿健康胰岛素的生理学反馈循环,将葡萄糖含量保持在目标范围内(典型的70-180 mg/dL ) 。

这些系统通常按自动化程度分类. A hybrid闭环系统自动调整玄武胰岛素的提供,但可能仍需要用户宣布膳食或进行人工校正. A 完全闭环(或自动)系统自主管理玄武和硼胰岛素,无需用户输入供餐或活动. 目前大多数商用的AID系统都是混合闭环设计,不过对完全自动化解决方案的研究正在迅速推进.

任何闭环系统的关键组件包括:

  • 连续的葡萄糖监测器 —— 一种次植入的传感器,每1到5分钟测量一次间质葡萄糖。 现代的CGM,例如Dexcom G7,Abbott FreeStyle Libre 3和Medtronic Guardian 4, 提供了工厂校正精度, MAD值低于10%。
  • 胰岛素泵——一种穿戴能通过放入皮肤下的小罐头来提供快活性胰岛素(如胰岛素Lispro,aspart,或glulisine)的可穿戴设备. 常见的泵有:Tandem t:slim X2,Metronic miniMed 780G和Omnipod 5.
  • 控制算法——解释CGM数据和引导泵动作的系统的软件大脑. 算法从简单的以阈值为基础的悬浮函数(低葡萄糖悬浮)到复杂的成比例-内向-衍生(PID)或模型预测控制(MPC)算法,可以预想出葡萄糖趋势并先发制人地调整出货.

T1D中第一个获准家用闭环系统是2017年的Medtronic MiniMed 670G. 此后,多个系统获得了监管许可,结果始终显示在时间范围内有所改进(TIR,70-180 mg/dL),低血糖减少,平均葡萄糖和A1C减少等. T1D的成功自然导致研究人员和临床医生问:在2型糖尿病中能否实现类似的效益?

应用于类型 2 糖尿病

为什么考虑关闭循环 T2D?

乍一看,闭环系统对于大多数患有T2D的人来说似乎没有必要,因为许多人可以用口服药剂、GLP-1受体激动剂或一日一日的玄武素来达到可接受的甘油控制。 然而,长期患有T2D的患者(通常患有高胰岛素缺乏症、高胰岛素需要或复杂同位素条件的患者)面临着与T1D类似的挑战。 这些挑战包括:糖外出异常、频繁高血糖、有问题的缺血症(特别是在使用磺酰素或胰岛素时)和强化自我管理的精神负担。

此外,许多服用多日注射胰岛素的T2D(MDI)患者继续经历低最佳的甘油控制。 GRADE研究和其他试验表明,在5-10年的疾病之后,许多患者需要复杂的胰岛素治疗方案,其中包含玄武和棱柱成分 — — 也就是那些可能从自动化中受益的人口。 闭环系统有可能减少计算胰岛素剂量的认知负荷,改善一夜间糖分稳定性,并最大限度地降低严重低血糖的风险,特别是在老年或低血糖意识受损者。

扩展临床证据

直到最近,T2D中闭环使用的证据仅限于小型可行性研究,然而,标志性随机化的受控试验现在已经在不同的T2D人群中表现出了效果. 例如,在 第2型糖尿病中闭环自闭环试验中发表的 Lancet数字健康[ (2022) 将40个成人用胰岛素处理的T2D随机化成闭环或标准的MDI疗法,在8周内,闭环臂中的人实现了显著更高的时间距离(76%对60%),而低血压没有增加. 随后进行的多百分跨研究发现,72名参与者在出血解上得了T2D和末期肾病,闭环疗法改进了15个百分点并降低了血压可变性,没有引起更多的不良事件.

在对使用Tandem t:slim X2控制-IQ技术的T2D人群数据进行现实世界分析时,研究人员观察到A1C的平均下降率为1.0%,严重低血糖事件的频率下降。 这些结果表明,闭环系统可以安全有效地部署在最需要的T2D人群中——那些胰岛素剂量高,葡萄糖控制高或体积大等人群中.

需要指出的是,使用闭环的T2D患者的绝对人数相对于T1D仍然很小,但正在进行的研究正在扩大资格标准。 国家糖尿病和消化和肾病研究所资助了几次大规模试验,包括NIH-Funded ALMANAAC研究[,该研究正在调查包括少数民族和少数民族以及卫生知识水平低的各类成年人的闭环结果。

封闭式循环系统的好处

闭环疗法对2型糖尿病的潜在好处超出了甘油量度,下文是临床试验和现实世界使用中观察到的最一致的好处摘要。

改进了甘油控制并缩短了时间

时间跨度(TIR,70-180 mg/dL)已经作为糖尿病结果的验证代位终点出现,与A1C和长期复杂风险相关。 闭环系统与常规的计量吸入器或泵疗法相比,不断提高10-20个百分点。 这一改善在一夜之间最为明显,因为该系统能够自主地应对黎明现象,并防止高血糖和夜行性低血糖。 随着国际公路货运的改善,患者还通常看到平均葡萄糖和A1C的减少幅度为0.5-15.5%。

减少伪麦病

闭环性循环最令人信服的安全好处或许是降低低血糖。 在T2D中,严重的低血糖往往得不到足够的重视,但发病率很高,包括衰竭、骨折、心血管事件和老年认知下降。 闭环性循环算法可以预测即将发生的低血糖并减少或中止胰岛素的分泌,而葡萄糖下降低于70毫克/德氏度。 许多系统还包括混合特征,如葡萄糖超过阈值时自动矫正栓塞,进一步稳定了出血性。 公布的数据显示,与标准护理相比,闭环性循环疗法的分泌率(一级和二级)下降了50-70%。

减少日常管理负担

在许多接受强化胰岛素疗法的T2D患者中,每天检查血糖4-6次、计算胰岛素与碳水化合物的比率、调整活性、压力和疾病等需要是压倒一切的。 闭环系统将胰岛素分娩最需要的方面自动化。 用户主要在饮食或锻炼时与系统互动,甚至这些互动在较新的全闭环原型中也是可选的。 对使用闭环的T2D患者的调查显示,满意率很高,糖尿病困扰减少,睡眠质量提高 — — 这些因素对长期坚持性有强烈的预测。

改善长期健康成果的潜力

通过改善甘油控制并减少甘油可变性——这是糖尿病并发症的独立风险因素——闭环系统有可能长期降低微血管和宏观血管事件的发生率。 尽管还没有随机试验在闭环上跟踪T2D患者达10年以上,但从糖尿病控制与并发症试验和联合王国预测性糖尿病研究(UKPDS)的推断支持这样一种观点,即持续改善国际公路货运和A1C的并发症会减少;健康经济分析也开始模拟成本效益;健康经济学研究所的2023年模拟研究[建议,假定设备成本随时间推移下降,在每QALY5万美元的意愿与工资的门槛下,闭环治疗胰岛素-要求T2D的成本效益将降低。

挑战和考虑

尽管取得了这些令人乐观的结果,但二型糖尿病的闭环系统在广泛采用时面临着若干障碍。 临床医生和卫生系统必须仔细权衡这些障碍与潜在好处。

费用和无障碍

高棉保险公司(必须每7至14天更换一次),胰岛素泵(5 000至8,000美元)和可消费用品的高昂前期和持续费用仍然是个主要障碍。 在美国,医疗保险公司和许多商业保险商为T1D提供封闭的环路系统,但为T2D提供保险并不统一。 即使覆盖,自付的合付费也可能是巨大的 — — 高棉保险公司和泵的年成本可能超过高减压计划的患者每年5,000美元。 全球准入甚至更加有限;大多数中低收入国家缺乏支持这些技术的基础设施和偿还机制。

需要用户培训和支持

闭路系统不是“设置和遗忘”装置,它们需要数字化识字和糖尿病算术的基线水平。用户必须能够插入CGM传感器、改变泵注入装置、理解警报和警报,并在系统出现错误时作出适当反应。 T2D人口的早期试射辍学率高于T1D,部分原因是穿戴了两种装置和学习曲线的负担。 专用糖尿病教育和24/7技术支持对于成功实施至关重要。 对于认知障碍或社会支持有限的病人来说,系统的复杂性可能大于其好处。

技术限制和装置准确性

虽然CGM的精度有了显著的提高,但目前所有核准的传感器在间质葡萄糖和血葡萄糖之间都存在5至15分钟的滞后时间。 这一滞后可能导致在快速葡萄糖变化期间算法过正,导致葡萄糖水平呈斜向变化。 此外,商业系统中所使用的控制算法为T1D生理学调制,在T2D患者中可能无法最佳表现,他们具有明显的胰岛素抗药性,内生胰岛素生产,或者由于SGLT2抑制剂或GLP-1受体激动剂等药物而改变葡萄糖代谢。 有些系统尚未在T2D组中正式验证,尽管监管批准开始扩大迹象。

个别的可变性

并非所有T2D患者都对闭环疗法做出同等反应。 残留β细胞功能、胰岛素抗药性水平、坚持一致的餐后日程、胃病的存在等因素都可能对结果产生重大影响。 临床试验的热后分析表明,那些基线血糖变性最高、低血糖发病率最高的患者得到的好处最大。 对于简单的治疗方案控制良好的糖尿病患者来说,闭环可能比成本和复杂性略有改善。

与同时期治疗机构合并

类似地,许多患有T2D的人也服用了非胰岛素糖原抑制剂,包括甲状腺素、硫化活素、硫化硫、硫化硫,以及日益流行的GLP-1受体激动剂和SGLT2抑制剂。 类似地,GLP-1抑制剂推迟了胃空和钝后游览,可能需要调整算法的食用血栓。 未来的闭环系统可能需要加入多激素的分泌(添加出尿分泌或聚氨酸),从而更好地适应T2D复杂的病理。

未来方向

闭环技术在2型糖尿病的轨迹正在朝着更方便的可及性,更聪明的算法,以及更广泛的与数字健康生态系统的融合发展.

负担得起的和简化的设备

制造商正在研究低成本的补丁泵设计和一次性的CGM传感器,以减少金融障碍。由NIH资助的开放胰岛素项目[和其他开放源码举措旨在开发DIY闭环平台,从现成组件组装,有可能将成本降低到每年几百美元。这些努力可以使资源低的患者的准入民主化。同时,管理机构正在简化与已经批准的T1D产品基本相似的装置的批准途径,从而加快T2D特定产品的市场进入。

人工智能和预测分析

下一代闭环系统正在吸收学习克糖模式、餐点、日常运动和应激反应的机器学习模型。 这些适应性算法可以提前30-60分钟预测克糖出行并主动调整胰岛素的提供。 一些研究小组正在开发不需要碳水化合物计数或餐点通知的“自驾”系统 — — 这对于发现克糖计数负担的病人来说是一个特别吸引人的特点。 消费者可穿戴(如智能表、活动跟踪器)也正在探索将物理活动数据纳入闭环反馈回环之中。

多激素系统

对T2D患者来说,单激素(仅胰岛素)闭环可能不足以控制后期高血糖,特别是如果患者仍然产生出显著的内生胰岛素。 双激素系统既能提供胰岛素和克卢卡贡素 — — 或胰岛素和克卢克林特(一种减缓胃空的亚米林模拟物) — — 正在早期临床测试中,这种系统可以通过抗平衡胰岛素效应和降低碳水合物诱发克卢克糖的分泌量来提供更生理学上的克卢克素调节。

扩大指标和准则

2024年,美国糖尿病协会(ADA)糖尿病医疗标准新增了一节,专门论述2型糖尿病中自动胰岛素分娩的使用,建议将其作为治疗尽管治疗最优但仍未达到甘化症目标的受胰岛素治疗的成年人的一种治疗方案。 同样,[《关于时间在范围上的共识》现在包括了一个声明,即应当考虑为选定的有T2D型患者提供闭环。 由于更多的卫生系统采用基于价值的护理模式,减少昂贵并发症的经济刺激措施可能会促使最有可能受益的T2D患者子集群扩大闭环疗法的覆盖面。

闭环系统是糖尿病治疗方面的一大进步。 尽管与一型糖尿病相比,二型糖尿病的使用仍处于早期阶段,但改进技术的趋同、令人信服的临床证据以及越来越多的人认识到胰岛素治疗的T2D患者的需求尚未得到满足,这表明自动胰岛素的提供将成为糖尿病管理军备馆中日益重要的工具。 临床医生应该开始熟悉这些系统的基本情况,在患者中确定潜在的候选人,并参与有关权衡的共享决策。 随着持续的创新和倡导,闭环系统有可能切实地改善数百万患有二型糖尿病的人的生活。

外部参考链接:]