科學家開發出可幫助2型糖尿病患者維持健康血糖水平的人工胰腺
劍橋大學的科學家們已經成功試用了一種供2型糖尿病患者使用的人工胰腺。該設備由劍橋大學開發的算法驅動,與標準治療方案相比,患者處於葡萄糖目標範圍內的時間增加了一倍,並且將經歷高血糖水平的時間減半。
據估計,全世界約有4.15億人患有2型糖尿病,每年全球衛生支出約為7600億美元。據英國糖尿病協會稱,僅在英國就有490多萬人患有糖尿病,其中90%是2型糖尿病,據估計,這將使英國國家醫療服務系統每年損失100億英鎊。
“許多2型糖尿病患者使用目前可用的治療方法如注射胰島素都很難控制他們的血糖水平。人工胰腺可以提供一種安全和有效的方法來幫助他們,而且該技術使用簡單,可以在家里安全實施。”夏洛特-伯頓博士表示。
2型糖尿病導致葡萄糖- 血糖的水平過高。通常情況下,血糖水平由胰島素的釋放來控制,但在2型糖尿病中,胰島素的分泌被破壞了。隨著時間的推移,這可能導致嚴重的問題,包括眼睛、腎臟和神經損傷以及心臟疾病。
這種疾病通常通過改變生活方式–例如改善飲食和增加運動–和藥物治療相結合來控制,目的是保持低血糖水平。
劍橋大學Wellcome-MRC代謝科學研究所的研究人員已經開發出一種人工胰腺,可以幫助維持健康的葡萄糖水平。該設備將現成的葡萄糖監測器和胰島素泵與該團隊開發的一個名為CamAPS HX的應用程序相結合。這個應用程序由一個算法運行,該算法預測需要多少胰島素來維持葡萄糖水平在目標範圍內。
研究人員此前已經表明,由類似算法運行的人工胰腺對1型糖尿病患者(從成人到非常年輕的兒童)是有效的。他們還在需要腎臟透析的2型糖尿病患者身上成功試用了該設備。
今天(2023年1月11日),在《自然醫學》雜誌上,該團隊報告了該設備在更廣泛的2型糖尿病患者(不需要腎透析)身上的首次試驗。與用於1型糖尿病的人工胰腺不同,這個新版本是一個完全閉環的系統–而1型糖尿病患者需要告訴他們的人工胰腺他們即將進食,以便調整胰島素,例如,使用這個版本,他們可以讓設備完全自動運作。
研究人員從劍橋大學附屬醫院阿登布魯克醫院的沃爾夫森糖尿病和內分泌診所(隸屬於劍橋大學附屬醫院NHS基金會信託基金)和當地的全科醫生手術室招募了26名患者。患者被隨機分配到兩組中的一組–第一組將試用人工胰腺8週,然後改用每天多次注射胰島素的標準療法;第二組將先採取這種控制療法,8週後再改用人工胰腺。
該小組使用了幾種措施來評估人工胰腺的工作效果。首先是患者的血糖水平在3.9至10.0mmol/L的目標範圍內的時間比例。平均來說,使用人工胰腺的病人有三分之二(66%)的時間在目標範圍內,是使用對照組的兩倍(32%)。
第二個衡量標準是葡萄糖水平超過10.0mmol/L的時間比例。隨著時間的推移,高血糖水平會提高潛在的嚴重並發症的風險。接受對照治療的患者有三分之二(67%)的時間處於高血糖水平,而使用人工胰腺時,這一比例減半為33%。平均葡萄糖水平下降–從採取控制療法時的12.6mmol/L下降到使用人工胰腺時的9.2mmol/L。
該應用程序還降低了一種被稱為糖化血紅蛋白或HbA1c的分子水平。糖化血紅蛋白是紅細胞內攜帶氧氣到全身的一種蛋白質,當血紅蛋白與血液中的葡萄糖結合,成為”糖化”時,就會出現糖化血紅蛋白。通過測量HbA1c,臨床醫生能夠全面了解一個人在幾週或幾個月內的平均血糖水平。對於糖尿病患者來說,HbA1c越高,患糖尿病相關並發症的風險就越大。在控制治療後,平均HbA1c水平為8.7%,而在使用人工胰腺後則為7.3%。
在研究期間,沒有病人出現危險的低血糖水平(低血糖),但有一名患者在使用人工胰腺時因腹痛而入院。