三十多年“披荆斩棘”终获突破,这位父亲能为糖尿病带来治愈性疗法吗?

2021-10-25 10:37:13 药明康德

▎药明康德内容团队编辑

今年 ,胰岛素的发现为治疗1型糖尿病患者带来了革命性的变化。然而它不能治愈糖尿病,每天多次检测血糖并且注射胰岛素将伴随患者的一生,给他们的生活带来沉重的负担。上周Vertex公司在潜在治愈糖尿病方面获得 ,接受其源于干细胞的胰岛细胞治疗的首位患者,在接受治疗后90天后,不但恢复胰岛素生产,并且将每天胰岛素用量减少91%!这一突破背后,离不开道格-梅尔顿(Doug Melton)教授的研究,过去30多年里,对儿子和女儿的爱支持着他“披荆斩棘”,为开发治愈糖尿病的疗法奉献一生。

▲道格-梅尔顿教授(图片来源:HHMI)

“你是个科学家,我们需要找到治愈疗法!”

1991年11月4日,是道格永远无法忘记的一天。那天,心急如焚的他和妻子盖尔(Gail)带着6个月大的儿子山姆(Sam)来到波士顿儿童医院。他呕吐个不停,而且不肯喝奶,送到医院的时候已经处于半昏迷的状态。

可是急诊室的医生无法找到山姆发病的原因,一度认为他无法挺过那个晚上,直到一名护士发现山姆尿里面的糖分非常高,这意味着他患有糖尿病。这个诊断让医生和道格都非常意外,年仅6个月,山姆是波士顿儿童医院历史上发现的最年幼的糖尿病患者

图片来源:123RF

山姆的诊断改变了道格和盖尔的人生。照顾糖尿病婴儿是一个7天24小时的工作,每天盖尔要给他注射三针胰岛素,而且需要定时在他的脚后跟扎针取血,监控他的血糖水平。盖尔不得不放弃学业,全心照顾山姆,用道格的话来说,她成为了山姆的胰脏。

目睹妻子和儿子的挣扎,道格彻夜难眠,“我一直想,不行,不能这样一直下去。”他说,可是他能做什么呢?这时他的妻子盖尔说,“你是个科学家,我们需要找到治愈疗法!

科学探索的道路并不是一条坦途

在山姆确诊患上糖尿病时,道格已经在哈佛大学拥有了自己的实验室,研究的主要方向是爪蟾的胚胎发育。他决定把自己实验室的研究方向转为寻找治愈糖尿病的方法。

1型糖尿病产生的原因是人体的免疫系统攻击产生胰岛素的β胰岛细胞,导致胰岛细胞的死亡。注射胰岛素虽然可以控制血糖,但是只是缓解了胰岛素不足带来的症状,并没有解决1型糖尿病的根本原因。在道格看来,弥补β胰岛细胞的缺失是治愈1型糖尿病的根本。“大自然已经设计了一种检测血糖并且释放胰岛素的细胞,这是天然的解决方案。”他说。

▲干细胞生成的胰岛细胞(图片来源:Doug Melton实验室官网)

1998年,科学家们首次分离出了人类胚胎干细胞(hESC),这些细胞具有分化成为多种人体细胞的潜力,将hESC分化成为产生胰岛素的β胰岛细胞也成了道格实验室的主攻方向之一。然而,他在hESC方面的研究开始没多久,因为对hESC来源的伦理学争议,支持hESC研究的国家基金大幅度缩减。

面对这一困境,道格和哈佛大学联合创建了哈佛干细胞研究所(Harvard Stem Cell Institute),利用私募基金,致力于针对干细胞的科学、伦理、政策等方面的研究。道格也将自己实验室开发的17款新胚胎干细胞系分享给其它研究人员使用。

图片来源:123RF

另一方面,道格也在探索促进β胰岛细胞增殖的机制。2013年,他的研究团队在小鼠的实验中发现一种肝脏中生成的激素似乎能够促进β胰岛细胞的繁殖。如果这个发现能够在人体中得到验证,意味着患者可能只需要每年注射一次这种激素就可以维持血糖水平,而不用每天接受胰岛素注射。

然而他和其它研究人员随后3年的进一步努力却无法重复最初研究的结果。在2016年,道格宣布撤回2013年发表的科学论文。在撤回论文时他表示,虽然这令人失望,但是与其它研究人员一起,合作解决彼此研究之间的分歧,共同推动领域的进步,恰恰是科学研究威力的体现。“科学发展的历史已经显示,这不是一条直达目标的坦途。”他说。

为找到治愈疗法奉献一生

2002年,山姆身上发生的梦魇在道格家再度降临。虽然没有1型糖尿病的家族史,道格14岁的女儿艾玛(Emma)也被诊断出患有1型糖尿病。

“艾玛的患病曾让我抱怨生活的不公,”道格说,“不过最终它更加增强了我将职业生涯奉献给寻找这种疾病治愈疗法的决心。”

▲道格、盖尔、女儿艾玛和儿子山姆(图片来源:Harvard Crimson官网)

2014年,道格的研究团队在《细胞》杂志上发表科学论文,分享了将人类胚胎干细胞在体外成功分化成为产生胰岛素的β胰岛细胞的整个流程。同时,他联合创建了生物技术公司Semma Therapeutics,专注于将这一突破性研究转化成为治愈1型糖尿病的疗法。

提到公司的名字,Semma的联合创始人兼首席执行官Robert Millman先生说道:“因为道格把他的所有研究工作聚焦于他的儿子和女儿,Sam和Emma,所以这个公司的名字应该是Semma(Sam和Emma的组合)。

在2019年,Semma公司的研究团队在使用干细胞制造β胰岛细胞上再度获得突破,使用新的分化程序,研究人员让干细胞分化出的细胞里,。新的生产工艺让大规模生产β胰岛细胞成为可能。Vertex公司同年宣布斥资9.5亿美元 。

上周,在道格决定专注于开发1型糖尿病治愈疗法三十多年后,他的研究带来的胰岛细胞疗法终于在人体临床试验中获得了 ,为给1型糖尿病患者带来治愈性疗法迈出了重要的一步。

图片来源:123RF

下一步,研究人员将继续探索让移植到患者体内的β胰岛细胞不受免疫细胞攻击的方法。“如果能够让免疫细胞不再攻击这些移植到患者体内的β胰岛细胞。那么我们就真正找到了一种治愈糖尿病的方法。”虽然道格对这一领域的进展速度并不满意,但是他对治愈1型糖尿病的未来充满希望,“迄今为止,我的所有研究都证明,1型糖尿病是可以治愈的,在达到这一目的前我不会停止。”

回想起当初改变自己人生的决定,道格说道:“作为一个科学家,我曾经专注于基础研究,很少考虑疾病的事。山姆的患病让我重新考虑生命中哪些是最重要的,让我更加珍惜那些我们习以为常,但是却很容易失去的东西。

参考资料:

[1] Visionaries: One Harvard Scientist's Quest To Find A Cure For His Kids. Retrieved October 22, 2021, fromhttps://www.wbur.org/news/2013/03/26/doug-melton-stem-cells-visionaries

[2] The Quest To Cure Diabetes: From Insulin To The Body's Own Cells. Retrieved October 22, 2021, from https://www.wbur.org/news/2019/06/27/future-innovation-diabetes-drugs

[3] Maartens. (2016). An interview with Doug Melton. Development, https://doi.org/10.1242/dev.146365

[4] Stem-Cell Breakthrough in Treatment of Diabetes. Retrieved October 22, 2021, from https://www.harvardmagazine.com/2014/10/melton-creates-beta-cells

[5] Once-promising diabetes ‘breakthrough’ comes unglued with a major retraction. Retrieved October 24, 2021, from https://www.statnews.com/2016/12/27/diabetes-breakthrough-retracted/

[6] The Harvard Crimson. Retrieved October 24, 2021, from https://www.thecrimson.com/image/2010/4/7/house-master-melton-eliot/

[7] God and Science. Retrieved October 24, 2021, from https://www.washingtonpost.com/archive/lifestyle/magazine/2000/10/15/god-and-science/3a030cad-2529-40d4-992c-e88f14f22149/

[8] What You Need to Know About Semma Therapeutics. Retrieved October 24, 2021, from https://www.biospace.com/article/what-you-need-to-know-about-semma-therapeutics-699308/

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