Трансплантация стволовых клеток в борьбе с сахарным диабетом 1-го типа: новые возможности и перспективы

Сахарный диабет (СД) 1‑го типа — одно из наиболее распространенных и опасных аутоиммунных заболеваний. Для его лечения используется пожизненная инсулинотерапия, но оптимальный гликемический контроль достигается менее чем у трети российских больных, что ведет к прогрессированию осложнений, ранней инвалидизации и смертности. О новых подходах к решению этой проблемы рассказывает кандидат медицинских наук Мария Евгеньевна Черная, ассистент кафедры факультетской терапии им. акад. Г.Ф. Ланга, младший научный сотрудник научно-клинического центра эндокринологии ФГБОУ ВО «ПСПбГМУ им. Павлова» Минздрава России.

— СД 1‑го типа сегодня стал наиболее распространенной аутоиммунной патологией среди детей, что связано со значительным ростом заболеваемости, особенно в последнее десятилетие. По данным Международной федерации диабета (IDF) за 2021 год, СД 1‑го типа был диагностирован в мире более чем у 1,2 млн человек младше 20 лет. Рост числа пациентов обусловлен увеличением продолжительности жизни и снижением смертности населения Земли. Быстро растущее бремя заболевания связано с трудностями в поддержании целевых показателей гликемии и ранней инвалидизацией пациентов из-за тяжелых осложнений. При недостаточном контроле гликемии поражаются сосуды, в том числе сердца и почек. Возможно развитие ургентных осложнений: диабетического кетоацидоза (ДКА) и гипогликемических состояний.

Течение СД 1‑го типа ведет к ранней потере трудоспособности и снижению качества жизни. В 2022 году средний возраст гибели пациентов с данным диагнозом в России составил 53 года. Манифестация СД 1‑го типа происходит в результате хронического аутоиммунного повреждения β-клеток поджелудочной железы (ПЖ), которое приводит к их гибели и абсолютной инсулиновой недостаточности.

— Но ведь совершенствуется и стандартный метод лечения СД 1‑го типа — инсулинотерапия…

— Несмотря на появление все более совершенных современных препаратов и увеличение доли пациентов, применяющих помповую инсулинотерапию, в 2017–2022 гг., по данным Федерального регистра СД 1‑го типа, оптимальных показателей гликемического контроля достигали лишь 29 % пациентов. Мы возлагаем большие надежды на новые препараты инсулина. Одни из них начинают действовать сразу после инъекции, благодаря чему не нужно выжидать время до начала приема пищи, что очень удобно для детей. Другие относятся к длительно действующим препаратам продленного инсулина, которые можно вводить ежедневно, но не в фиксированное время. Современные инсулины позволяют сделать колебания глюкозы более стабильными. Все чаще используются инсулиновые помпы и непрерывный мониторинг глюкозы. Тем не менее существенного улучшения гликемического контроля мы так и не наблюдаем. Контроль СД 1‑го типа — это работа еще и над психологическим состоянием пациента. В период выгорания от болезни больные просто не в состоянии следить за множеством факторов, влияющих на уровень сахара в крови, и управлять ими.

— Тогда чем обусловлена недостаточная эффективность инсулинотерапии?

— Прежде всего высокой лабильностью гликемии в условиях дисрегуляции углеводного обмена и отсутствием эндогенной секреции инсулина. Когда собственная секреция инсулина отсутствует, очень трудно самостоятельно оценить необходимую дозу сейчас и в ближайшие часы с учетом физических нагрузок и влияния стресса, гормонального статуса и т.д. По сути, пациент с СД 1‑го типа должен сам регулировать свой углеводный обмен, из чего вытекает, с одной стороны, высокая частота ошибок в расчете дозы, с другой стороны — необходимость применения помповой терапии у ряда пациентов. В то же время больные эмоционально выгорают из-за необходимости постоянно что-то рассчитывать, учитывать, делать уколы, на этом фоне они могут реже измерять уровень глюкозы в крови и реже вводить инсулин.

В связи с недостаточной эффективностью инсулинотерапии у ряда пациентов ведется поиск принципиально иных подходов к профилактике и лечению СД 1‑го типа. Это, в частности, методики, направленные на предупреждение аутоиммунного повреждения β-клеток, сохранение их жинеспособности и секреторной активности. Взять хотя бы трансплантацию островковых клеток ПЖ, которая может привести к существенному улучшению гликемического контроля, уменьшить риск макро- и микрососудистых осложнений и улучшить качество жизни. Однако пациенты после такой операции нуждаются в пожизненной иммуносупрессии для предотвращения отторжения трансплантата. Учитывая побочные эффекты иммуносупрессии, пересадка островковых клеток рекомендована только пациентам, у которых уже есть показания к трансплантации почки (поскольку им в любом случае потребуется иммуносупрессивная терапия).

Также трансплантация островковых клеток может быть показана в ситуациях, когда ожидаемая польза от строгого гликемического контроля превышает риски пожизненной иммуносупрессии, а именно — при жизнеугрожающем течении СД 1‑го типа с частыми эпизодами ДКА или тяжелых гипогликемий. Для терапии взрослых пациентов с СД 1‑го типа с частыми гипогликемиями в анамнезе Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) в 2023 году одобрило к применению препарат аллогенного трансплантата β-клеток, полученного из ПЖ доноров после смерти. Это первый в мире препарат для клеточной терапии СД 1‑го типа. По результатам исследований его эффективности, из 30 пациентов у десяти была достигнута инсулинонезависимость (ИН) более чем на пять лет, у одиннадцати — от одного года до пяти лет, у четверых — менее одного года и у пяти ИН не наблюдалось. На данном этапе опыт скорее научный, чем клинический: о применении данного метода лечения в ближайшем будущем говорить не приходится. Главный недостаток трансплантаций — обязательное использование иммуносупрессивных препаратов, в качестве которых назначаются глюкокортикостероидные гормоны, ухудшающие течение СД 1‑го типа.

— Какие еще новые методы лечения существуют?

— С момента определения гиперактивации аутоиммунитета как ключевого звена развития СД 1‑го типа были исследованы различные стратегии задержки или прекращения разрушения β-клеток и сохранения их оставшегося пула для увеличения продолжительности периода сохранной инсулиносекреторной функции ПЖ. В последние 20 лет активно исследуется возможность применения моноклональных антител (МАТ) для профилактики или замедления развития СД 1‑го типа. Эффективность МАТ варьирует, что не позволяет однозначно оценить возможность их применения в клинической практике. Так, исследование профилактики прогрессирования СД 1‑го типа с использованием отеликсизумаба (МАТ к T-клеточному рецептору CD3) у пациентов с манифестировавшим менее 4 месяцев назад СД 1‑го типа продемонстрировало незначительное замедление снижения уровня С-пептида и некоторое уменьшение суточной потребности в инсулине. У 5 % пациентов были отмечены периоды ИН.

Изучались и другие воздействия на механизмы развития СД 1‑го типа с применением иммуномодулирующих подходов. Так, использование алефацепта (белок слияния LFA3-IgG1, связывающий CD2‑рецепторы Т-клеток памяти) и абатацепта (белок слияния CTLA‑4-IgG1, связывающий молекулы CD80 и CD86 на поверхности антигенпрезентирующих клеток) способствовало замедлению скорости снижения уровня С-пептида и уменьшению потребности в инсулине. Но ни один из пациентов не достиг полной ИН.

Также были попытки лечения ритуксимабом (МАТ к трансмембранному антигену CD20 B-лимфоцитов) пациентов с недавно диагностированным СД 1‑го типа. Несмотря на хороший профиль безопасности и способность замедлять снижение уровня С-пептида, существенной разницы в потребности в экзогенном инсулине по сравнению с плацебо не обнаружилось. Напомню, что С-пептид — это фрагмент проинсулина, в результате отщепления которого образуется активный инсулин. Уровень С-пептида служит показателем выработки инсулина и используется для диагностики СД, оценки его прогноза и контроля за лечением.

— Результаты есть, но хотелось бы лучшего…

— Действительно, медикаментозное предупреждение разрушения β-клеток у пациентов с недавно манифестировавшим СД 1‑го типа за счет воздействия на клетки иммунной системы пока недостаточно эффективно. Удается достичь лишь более медленного снижения уровня С-пептида и небольшого сокращения суточных доз экзогенного инсулина. Таким образом, фармакологическая иммуномодуляция с помощью МАТ не оказала существенного влияния на течение СД 1‑го типа. Правда, за одним исключением. В ноябре 2022 г. FDA одобрило к применению у взрослых и детей старше 8 лет теплизумаб (Tzield, Тизилд) для замедления развития клинической стадии СД 1‑го типа. Его эффективность была подтверждена для ближайших родственников пациентов с СД 1‑го типа, у которых обнаруживалось не менее двух типов специфичных аутоантител и имелись ранние расстройства углеводного обмена: нарушенная гликемия натощак или толерантность к глюкозе.

На момент включения в исследование у пациентов была сохранена собственная секреция инсулина и, следовательно, отсутствовала манифестация заболевания, а значит, участники входили в группу риска развития СД 1‑го типа. За 8 лет наблюдения у 50 % получавших теплизумаб и лишь у 22 % получавших плацебо не произошло манифестации СД 1‑го типа. Среднее время до развития болезни было на 32,5 месяца больше в группе пациентов на лечении теплизумабом по сравнению с плацебо. Получается, что теплизумаб отодвинул (хотя и не у всех пациентов и на не очень долгий срок) разрушение β-клеток в результате аутоиммунной атаки.

— А как насчет перспектив трансплантации не островковых, а стволовых клеток (СК)?

— Благодаря ряду преимуществ (доступность доноров, минимальная потребность в иммуносупрессии) трансплантация СК считается перспективным методом терапии больных СД 1‑го типа. С одной стороны, СК могут индуцировать иммунологическую реконституцию организма (перестройку иммунной системы), с другой — стать источником для восстановления пула β-клеток. Чаще всего используются следующие разновидности СК: гемопоэтические (ГСК), индуцированные плюрипотентные (ИПСК) и мезенхимальные (МСК). Причем предпочтение отдается аутологичной трансплантации (ауто-ТГСК), где донор является одновременно и реципиентом, нежели аллогенной, где донор и реципиент различны. Это связано риском отторжения аллогенного трансплантата и необходимостью пожизненной иммуносупрессии.

Несмотря на различные источники СК и развитие клеточных технологий, клиническое использование данного метода все еще крайне ограничено. Проблемы терапии СД на основе МСК и ИПСК связаны с неполным созреванием β-клеток in vitro, их подверженностью иммунным реакциям и риском образования тератом. Тем не менее первые успехи уже есть. В исследовании M. Izadi с соавт. (2022) было доказано, что аутологичная трансплантация МСК безопасна и эффективна, особенно у пациентов с недавно диагностированным СД 1‑го типа и частыми эпизодами гипогликемии. Правда, канцерогенность таких клеток в долгосрочной перспективе не исключена полностью, что вызывает опасения по поводу их клинического использования.

Некоторые эксперты считают, что наиболее обнадеживающие результаты в клеточной терапии СД 1‑го типа получены в отношении ауто-ТГСК. Высокодозная иммуносупрессивная терапия с ауто-ТГСК уже стала эффективным методом лечения некоторых тяжелых аутоиммунных заболеваний. Чаще всего он используется у пациентов с рассеянным склерозом, системной склеродермией, болезнью Крона, системной красной волчанкой, также некоторый опыт накоплен и при лечении больных СД 1‑го типа.

В результате ТГСК снижается агрессия иммунной системы против собственных β-клеток. Они перестают разрушаться, что обеспечивает сохранение эндокринной функции ПЖ и позволяет достичь полной независимости от инсулинотерапии на неопределенный период, то есть развивается ремиссия СД 1‑го типа. Применение ТГСК может оказаться экономически более выгодным по сравнению с длительной инсулинотерапией, использованием средств контроля гликемии и лечением тяжелых осложнений СД 1‑го типа. Сначала у пациента берут образец крови, из которого выделяют СК. Затем проводят химиотерапию, в результате которой погибают клетки, отвечающие за иммунитет. Далее человеку пересаживают его собственные СК, и иммунитет постепенно восстанавливается, но антитела к собственным тканям зачастую перестают вырабатываться.

— Как выглядит процедура трансплантаций ГСК?

— С помощью гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ) в сочетании с циклофосфамидом стимулируют выход СК из костного мозга в периферический кровоток. Затем эти клетки забирают из периферической крови и криоконсервируют трансплантат в жидком азоте с добавлением криопротектора. После этого в течение 4–7 дней пациент получает высокодозную иммуносупрессивную терапию циклофосфамидом и антитимоцитарным глобулином для удаления аутореактивных Т- и В-лимфоцитов.

Сразу после размораживания трансплантата его вводят больному через центральный венозный катетер. В среднем процедура занимает до получаса. Цель переливания аутологичных ГСК состоит в быстром восстановлении пула наивных иммунокомпетентных клеток и сокращении периода цитопении. После этого проводится второй сеанс иммунотерапии для дополнительного удаления Т-лимфоцитов, содержащихся в трансплантате.

Далее начинается период цитопении, характеризующийся низким уровнем клеток крови. Больных изолируют в палаты с воздушными фильтрами, где они получают антибактериальную, противовирусную и антимикотическую профилактику, а при необходимости — гемотрансфузионную поддержку. Восстановление гемопоэза — заключительный этап достижения устойчивого кроветворения и референтных значений содержания клеток в периферической крови.

— Как работает этот метод лечения?

— Напомню, что СД 1‑го типа является органоспецифическим аутоиммунным заболеванием с преимущественным вкладом в его развитие нарушений клеточного иммунитета. Под действием триггерных факторов окружающей среды, например инфекций, нарушается регуляция иммунной системы, в результате чего у части пациентов реализуется генетическая предрасположенность к аутоиммунным заболеваниям. При СД 1‑го типа развивается селективная аутоиммунная деструкция β-клеток цитотоксическими Т-лимфоцитами с прогрессирующей потерей островковых клеток и недостаточностью секреции инсулина. Высокодозная иммуносупрессивная терапия с последующей ТГСК опосредует перезагрузку иммунной системы, что ведет к предотвращению прогрессирования СД 1‑го типа. Метод рассчитан прежде всего на снижение или полное подавление аутоагрессии при устранении большей части аутореактивных клонов Т- и В-лимфоцитов в результате иммуносупрессивной терапии.

— Но ведь затем активность иммунной системы должна восстановиться? Иначе человек просто погибнет!

— Восстановление иммунной толерантности после ТГСК происходит благодаря популяции наивных лимфоцитов, которые пациент получил при введении аутотрансплантата. Применение данного метода обоснованно и потенциально эффективно прилечении СД 1‑го типа. А наилучший клинический прогноз наблюдается при ТГСК у пациентов с достаточным количеством сохранных β-клеток.

Возможные инфекционные, аллергические и токсические осложнения раннего периода после ТГСК известны, их выявляют при помощи активного скрининга и назначают лечение. Приемлемая безопасность ТГСК продемонстрирована во многих клинических испытаниях. Летальность составляет менее 1 %. По поводу возникающих осложнений, как уже говорилось выше, пациенты получают антибактериальную и противогрибковую терапию и в период цитопении находятся в стерильных палатах.

По данным ряда европейских организаций врачей, которые изучают результаты ТГСК и лечения аутоиммунных заболеваний, число трансплантаций при аутоиммунных расстройствах с каждым годом увеличивается. Сегодня уже выполнено более трех тысяч ауто-ТГСК при различных аутоиммунных патологиях. В России этот метод применяется с середины 1990‑х.

Пациентам же с СД 1‑го типа ГСК впервые пересадили в Бразилии в 2007 году. Были продемонстрированы обнадеживающие результаты, подтвержденные впоследствии во всем мире. Всего было выполнено 12 работ при участии 283 пациентов с СД 1‑го типа. Исследования подтвердили, что ТГСК служит перспективным и эффективным терапевтическим подходом для достижения временной ИН и улучшения гликемического контроля при СД 1‑го типа.

— Что такое «временная инсулинонезависимость»?

— Во всех до единого исследованиях был зафиксирован период ремиссии СД 1‑го типа, определяемый как полная ИН на определенный срок — самый большой составил 8,3 года для отдельного пациента. Наибольшее среднее время независимости от инсулина для всех участников одного исследования равнялось 70 месяцам, минимальное — пяти. Значимо снижались необходимые дозы экзогенного инсулина у пациентов, не достигших полной ИН, и у вернувшихся к инъекциям после прекращения ремиссии. В результате ТГСК было зафиксировано снижение показателя HbA1c до уровня менее 7 % минимум на 6 месяцев, нарастание уровня С-пептида и уменьшение уровня антител к глутаматдекарбоксилазе (GAD) — основному антигену бета-клеток ПЖ, которые присутствуют у большинства пациентов с инсулинозависимым СД 1‑го типа. Появление в плазме крови таких антител подтверждает аутоиммунный механизм деструкции островкового аппарата ПЖ с повышенным риском и других аутоиммунных расстройств.

Из всех 283 участников исследований погиб лишь один в связи с сепсисом от синегнойной палочки. Пневмонии были зафиксированы у пяти (1,8 %), другие инфекционные осложнения — у семи человек (2,5 %). Чем моложе оказывались участники исследования, тем лучше были результаты, и тем хуже они были, чем дольше пациенты страдали СД до момента ТГСК. В большинстве работ в качестве первичной конечной точки и критерия эффективности ТГСК был выбран период ИН, но снижение дозы инсулина, уменьшение уровня HbA1c, лучший гликемический контроль наблюдались и после окончания данного периода.

Наиболее важным предиктором успешной ТГСК оказался исходно высокий уровень С-пептида в крови. А вот ДКА в анамнезе как маркер выраженного секреторного дефицита стал главным предиктором неудачи. Высокая аутореактивность цитотоксических Т-лимфоцитов и высокий уровень фактора некроза опухоли-α (ФНО-α) до ТГСК ассоциировались с меньшей продолжительностью ремиссии.

— Насколько эффективно ТГСК предупреждают сосудистые осложнения СД?

— По этому параметру ТГСК сравнимы со строгим контролем гликемии, достигнутым многократными инъекциями инсулина, которые также имеют определенные риски и являются серьезным бременем для пациентов. Сегодня ключевой проблемой прогресса ТГСК в борьбе с СД 1‑го типа стал поиск наиболее точных критериев отбора пациентов для повышения эффективности терапии и предупреждения возможных осложнений. Безусловно, для ряда больных данный метод лечения будет скорее опасным, чем эффективным, но у некоторых пациентов в самом начале СД 1‑го типа ТГСК могут иметь определенную эффективность в комбинации с другими видами лечения, что позволит сделать важный шаг к персонализированной терапии данного заболевания.

                                                                                                                                                                                  Александр Рылов, к.м.н.