免疫型糖尿病课件

1、自身免疫糖尿病的治疗生物医学工程S132220001胡诗帆S132220008王红灿什么是糖尿病？ 糖尿病（ Diabetes Mellitus ,DM）是由多种病因引起以慢性高血糖为特征的代谢性疾病，由于胰岛素分泌或作用的缺陷，或两者同时存在，引起糖、蛋白、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱。久病可引起多系统损害，病情严重或应激时可发生急性代谢紊乱。lobal PrGojections for the Diabetes Epidemic: 20032025(millions)25.039.759%10.419.788%38.244.216%1.11.7 59%13.626.998%World2

2、003 = 189 million2025 = 324 million增加 7281.8156.1 91%北美中美南美非洲欧洲亚州18.235.997%中东大洋洲在我国患病人群中，以II型糖尿病为主，占93.7%，I型仅占5.6%。环境因素遗传因素免疫紊乱HLA基因-DR3和DR4病毒感染（柯萨奇）某些食物、化学制剂胰岛B细胞免疫性损害GAD、ICA、IAA等（+）1型糖尿病胰岛B细胞进行性广泛破坏达90%以上至完全丧失I 型 糖 尿 病 1997年美国糖尿病协会(ADA)关于糖尿病的诊断和分类指出，I型糖尿病主要是由自身免疫所致，血清中存在的胰岛自身抗体，如谷氨酸脱梭酶抗体(GADA)、胰岛

3、细胞抗体(ICA)等是其免疫异常的标志。 免疫介导的胰岛B细胞破坏导致了胰岛素缺乏，但不同个体B细胞破坏的速度差异较大。部分患者发病后由于仍有相当数量的B细胞存在，可在较长时间中不依赖胰岛素，故又称为缓慢进展的1型糖尿病或成人迟发自身免疫性糖尿病(LADA)。 自身免疫性糖尿病胰岛B细胞破坏主要与两方面相关，一方面是体液免疫，主要是抗体形成。另一个方面是细胞免疫，包括巨噬细胞，树突状细胞，CD4+T细胞和CD8+T细胞。当免疫失去平衡后就会有免疫性疾病或肿瘤的发生。自身免疫病发病三要素 注:与2型糖尿病患者比较，*P0.01;与LADA患者比较，#P0.01;与1型糖尿病患者比较，P0.05

4、.P0.01;百分率，括号内为95%可信区间。胰岛功能变化一、抗原特异性免疫治疗的靶点胰岛特异性抗原 目前能识别的T1DM相关自身抗原包括胰岛素及其前体蛋白即胰岛素原、胰岛素B链、谷氨酸脱羧酶65(GAD65)、胰岛特异性葡萄糖石。磷酸酶催化亚基相关蛋白、锌转运体8蛋白和热休克蛋白(HSP)。这些自身抗原都是在胸腺内进行转录。健康机体通过胸腺的阴性选择清除针对这些胰岛抗原的效应T细胞，维持对自身的免疫耐受。T1DM相关自身抗原胰岛素GAD65IGRP 由585个氨基酸组成的多肽，是B细胞抗原中首先被T细胞识别的抗原肽，在幼年NOD鼠和T1DM高危人群体内可以检测到针对GAD65的T细胞介导的免

5、疫反应；反义GAD65基因转导NOD鼠体内B细胞的GAD65表达被特异性抑制，可以完全预防T1DM发病和抑制致糖尿病性T细胞的增殖。使用GAD65或其部分肽表位预处理糖尿病前期NOD鼠可以有效延迟T1DM发生。 胰岛特异性葡萄糖-6-磷酸酶催化亚基相关蛋白，这是一类重要的自身抗原，可介导对胰岛的破坏作用。IGRP是一种镶嵌于内质网的多次跨膜糖蛋白，仅存在于胰岛B细胞中，故可以作为特异性攻击的靶点。 非肥胖糖尿病小鼠(NOD)模型中仅胰岛素特异性表达于胰岛B细胞，在疾病进展早期就可以发现高亲和力胰岛素抗体，针对该抗原的免疫损伤可以导致T1DM的发生。HSP60 HSP既可以作为启动炎症应答的危险

6、信号，也可诱导调节性T细胞(Tregs)发挥作用以减轻炎症反应的强度。 HSP60是胰岛B细胞的自身抗原之一，对T1DM的自身免疫病有调节作用。 1、 动物实验发现使用口服、鼻吸和非口服途径胰岛素可以激活免疫耐受并预防糖尿病。但在临床研究中，多中心随机、对照、双盲研究发现口服胰岛素不能改变新诊断的T1DM患者的糖尿病进程，鼻吸胰岛素也不能延缓残存胰岛B细胞功能的衰退，口服胰岛素和小剂量胰岛素注射均不能预防糖尿病高危人群糖尿病的发生。研究发现鼻吸胰岛素可诱导针对胰岛素的免疫耐受，为糖尿病高危人群的初级预防提供理论依据。目前，口服和鼻吸胰岛素的后续研究正在进行，以进一步确定T1DM预防的最佳剂量、

7、时间和目标人群。小样本研究显示鼻喷胰岛素或皮下注射胰岛素改变肽配体(NBl-6024)，对胰岛B细胞功能有一定保护作用；但后续试验则显示鼻喷胰岛素也不能阻止或延迟1型糖尿病的发生由此引发的几个治疗策略抗原特异性调节性T细胞（Treg） 抗体的检测对临床诊断非常重要，从细胞免疫来说，近年来的研究热点的是Treg细胞。 Treg细胞在正常生理条件下的主要功能包括免疫无能性和免疫抑制性。免疫无能性是指接受抗原刺激后，其既不增殖也不分泌IL-2等细胞因子。免疫抑制性是通过细胞间接触与细胞因子作用，在体内和体外起到抑制CD4+、CD8+T细胞和NK、NKT细胞、B细胞和APE的激活、增殖和效应作用。 T

8、reg具有多种高效的抗原特异性的免疫抑制机制，诱导针对特定器官或者抗原的特异性免疫抑制，维持免疫系统自身稳定，避免全身性免疫抑制引起的副作用。 所以，Treg细胞对于维持免疫系统起到重要作用。 Treg有很多不同的亚型，包括Tr1、Th3、CD4+CD25- FOXP3+Tregs及CD4+CD25+FOXP3+Treg。其中，天然CD4+CD25+FOXP3+Treg是诱导外周耐受的主要机制。Treg细胞 CD4+CD25+ Foxp3+ Treg除表达CD4分子和CD25分子外，其特征性标志为Foxp3+。Foxp3又称叉头状翅膀状螺旋转录因子，在调控调节性T细胞的发育中起重要作用，且对其

9、发育和功能是必要的。Scurfy小鼠的淋巴细胞增殖病和Foxp3基因敲除小鼠引起的疾病与人类的X染色体连锁的自身免疫性变态反应失调综合征(XLAAD)疾病非常相似，且Foxp3-小鼠不显示CD4+CD25+ Foxp3+ Treg活性。因此， Foxp3+是CD4+CD25+ Foxp3+ Treg发育的一个重要调控元件。 前期研究结果显示炎症因子信号可以导致Treg细胞免疫抑制功能的失活。Stub1 介导的FOXP3降解导致炎症微环境下Treg细胞免疫抑制功能的失活抗原特异性Treg的优势 对于预防和治疗T1DM，最理想的方式是重建自身免疫耐受。Gershon于35年前就提出使用Treg治疗

10、自身免疫病。与多克隆Treg相比，自身抗原特异性Treg细胞治疗T1DM具有定向性、特异性和有效性。而且，Treg的高度特异性使其影响免疫系统和宿主免疫的风险较小，因此更安全。 二、抗原剂量、给药频率和佐剂 研究表明过高的抗原剂量和给药频率不能诱导最优的免疫调节和耐受。在小鼠口服胰岛素模型中，当给药频率为每周两次时，仅仅0.2-2.0 mg的胰岛素剂量有效；与之类似，针对成人迟发性自身免疫糖尿病(LADA)患者的抗原剂量摸索研究结果表明皮下注射20g GAD-alum可以保护胰岛素分泌，更高或更低的剂量对于预防糖尿病发病没有明显效果。 针对DiaPep277的研究表明0.2 mg及1.0 mg

11、的抗原肽能有效的保护胰岛功能，更高或更低的剂量效果欠佳。动物研究结果显示，合适的抗原剂量可以诱导Treg增殖而过高的抗原剂量可能会导致Treg清除。所以只有精确的抗原剂量才能有效保证治疗效果。如何将动物模型中有效的抗原剂量准确转换到临床研究也很重要，目前没有有效的转化公式存在。 大量动物研究结果显示，重复给予抗原才能有效预防疾病发生，使用可靠的佐剂如铝或不完全弗氏佐剂(IFA)可以延长抗原的作用时间。如需要重复给予GAD65，给予一次GAD-alum足以获得相同效果。因此，选择合适的佐剂可能是抗原特异性免疫治疗和T1DM长期免疫耐受的关键因素之一。四、抗原特异性治疗的困境(1)可能会加速胰岛B细胞的破坏和T1DM的进展。部分临床研究未获得预期的免疫保护作用，极少数研究发现抗原特异性治疗会加速疾