剑桥大学的科学家们已经成功地试验了一种供2型糖尿病患者使用的人造胰腺。该设备由剑桥大学开发的算法提供支持,与标准治疗相比,患者处于血糖目标范围内的时间增加了一倍,而经历高血糖水平的时间减少了一半。
据估计,全球约有4.15亿人患有2型糖尿病,每年全球卫生支出约为7600亿美元。根据英国糖尿病协会的数据,仅在英国,就有超过490万人患有糖尿病,其中90%患有2型糖尿病,据估计,NHS每年为此花费100亿英镑。
2型糖尿病会导致血糖水平过高。通常,血糖水平由胰岛素的释放控制,但在2型糖尿病中,胰岛素的产生受到干扰。随着时间的推移,这会导致严重的问题,包括眼睛、肾脏和神经损伤以及心脏病。
这种疾病通常通过生活方式的改变——例如改善饮食和更多运动——以及药物治疗来控制,以保持低血糖水平。
新型人工胰腺
剑桥大学Wellcome-MRC代谢科学研究所的研究人员开发了一种人工胰腺,以帮助维持健康的血糖水平。该设备将现成的葡萄糖监测仪和胰岛素泵与该团队开发的名为CamAPSHX的应用程序结合在一起。该应用程序由一种算法运行,该算法可预测将葡萄糖水平维持在目标范围内需要多少胰岛素。
研究人员此前已经表明,通过类似算法运行的人工胰腺对1型糖尿病患者(从成人到幼儿)均有效。他们还成功地在需要肾透析的2型糖尿病患者身上试用了该设备。
今天,在《自然医学》杂志上,该团队报告了该设备在更广泛的2型糖尿病患者(不需要肾透析)人群中的首次试验。
与用于1型糖尿病的人造胰腺不同,这个新版本是一个完全闭环系统——而1型糖尿病患者需要告诉他们的人造胰腺他们即将进食以允许调整胰岛素,例如,这个版本他们可以让设备完全自动运行。
研究人员从Addenbrooke医院的Wolfson糖尿病和内分泌诊所、剑桥大学医院NHS信托基金会的一部分以及当地的GP手术组招募了26名患者。
患者被随机分配到两组中的一组——第一组将试用人工胰腺八周,然后转为每天注射多次胰岛素的标准疗法;第二组先采用这种对照疗法,八周后改用人工胰腺。
该团队使用了几种方法来评估人工胰腺的有效性。第一个是患者血糖水平处于3.9至10.0毫摩尔/升目标范围内的时间比例。平均而言,使用人工胰腺的患者有三分之二(66%)的时间处于目标范围内——是对照组(32%)的两倍。
第二个指标是葡萄糖水平高于10.0毫摩尔/升的时间比例。随着时间的推移,高血糖水平会增加潜在严重并发症的风险。接受对照治疗的患者有三分之二(67%)的时间处于高血糖状态——使用人工胰腺时,这一比例减半至33%。
平均血糖水平下降——从接受对照疗法时的12.6毫摩尔/升降至使用人工胰腺时的9.2毫摩尔/升。
该应用程序还降低了一种称为糖化血红蛋白或HbA1c的分子的水平。糖化血红蛋白是在血红蛋白(红细胞内的一种蛋白质,将氧气输送到全身)与血液中的葡萄糖结合并“糖化”时形成的。
通过测量HbA1c,临床医生能够全面了解一个人在几周或几个月内的平均血糖水平。对于糖尿病患者,HbA1c越高,发生糖尿病相关并发症的风险就越大。对照治疗后,平均HbA1c水平为8.7%,而使用人工胰腺后为7.3%。
在研究期间,没有患者出现危险的低血糖水平(低血糖)。一名患者在使用人工胰腺时因泵插管部位出现脓肿而入院。
剑桥大学Wellcome-MRC代谢科学研究所的CharlotteBoughton博士共同领导了这项研究,他说:“许多2型糖尿病患者使用目前可用的治疗方法难以控制血糖水平,例如胰岛素注射。人造胰腺可以提供一种安全有效的方法来帮助他们,而且该技术使用简单,可以在家中安全地实施。”
同样来自Wellcome-MRC代谢科学研究所的AideenDaly博士说:“广泛使用胰岛素治疗的障碍之一是担心严重‘低血糖’的风险——危险的低血糖水平。但我们发现,在我们的试验中,没有患者经历过这些,而且患者血糖水平低于目标水平的时间很少。”
参与者的反馈表明,参与者很高兴让系统自动控制他们的血糖水平,十分之九(89%)的人报告说他们花费更少的时间来管理他们的糖尿病。
用户强调消除注射或指尖测试的需要,以及增加对管理血糖的信心是主要好处。缺点包括对低血糖风险的焦虑增加,研究人员表示,这可能反映出对葡萄糖水平的认识和监测增加,以及佩戴设备的实际烦恼。
该团队现在计划开展一项更大规模的多中心研究,以巩固他们的发现,并已提交该设备以供监管部门批准,以便将其商业化用于2型糖尿病门诊患者。