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從傳統方藥到基因療法:人類征服糖尿病的歷史回顧與未來展望

糖尿病既是一種古老的疾病,也是一種「年輕」的疾病。說它古老,是因為有文獻記載的病史可追溯至兩千多年前;說它年輕,則是因為人類對它的真正認識直到近代才開始。如今,糖尿病如洪水猛獸般向人類逼近,嚴重威脅著我們的健康與壽命。在與糖尿病抗爭的漫長歷程中,人類先後經歷了四個重要階段。

過去:一部征服糖尿病的史詩

一、傳統經驗應用階段(18世紀以前)

18世紀以前,由於科學技術落後,人類對糖尿病病因與病理的認識相當膚淺,治療手段也較為單一。人們主要依據自身的文化傳統與治療經驗,以當地的植物、動物及礦物作為藥材治病。由於無法從解剖學和生理學角度認識糖尿病,這一階段的治療效果普遍不佳。

值得一提的是,中國古代醫學家對糖尿病已有初步認識並積累了一定的治療經驗。東漢醫家張仲景所著《金匱要略》中便有關於本病的早期描述,並制定了六味地黃丸、五苓散、人參白虎湯等方劑。這些方藥經過長期臨床實踐驗證,確有一定療效,至今仍被廣泛應用。

二、化學藥物興起階段(18世紀以後)

18世紀後,隨著西方工業革命的興起以及醫學實驗技術的進步,人類對生命活動的本質有了更深入的認識,並從解剖與生理層面發現了胰島素與糖尿病之間的密切關係。同時,化學工業的崛起也為化學藥物治療糖尿病創造了前提與條件。

這一階段誕生了兩大類口服降糖藥物:第一類是磺脲類降糖藥,其主要機理是刺激並促進胰島β細胞分泌胰島素;第二類是雙胍類降糖藥,主要作用包括抑制肝糖原合成、增加肌肉內葡萄糖的無氧酵解、促進周圍組織對葡萄糖的利用,以及抑制糖異生等。化學藥物的問世開啟了藥物治療糖尿病的新紀元,為廣大2型糖尿病患者帶來福音。

三、胰島素使用階段(20世紀20年代)

20世紀20年代,加拿大多倫多大學醫學院的班廷等人首次從狗的胰腺中成功提取胰島素,並將其注射到一隻因摘除胰腺而罹患糖尿病的狗體內,該狗的血糖很快恢復至正常水平。1922年1月11日,班廷為14歲的患者湯普森注射了第一針胰島素,湯普森也因此成為世界上第一位依靠胰島素存活下來的糖尿病患者。

胰島素的發現堪稱20世紀醫學史上的重大突破,是人類征服糖尿病的嶄新里程碑。在此之前,糖尿病(尤其是1型糖尿病)仍是不治之症,患者往往在飽受極度飢渴折磨之後,死於營養不良或嚴重的併發症。

四、綜合技術發展階段(20世紀70年代至今)

20世紀70年代以來,隨著科學技術的飛速發展,人類對糖尿病的認識更加深刻,治療手段也日益豐富。在藥物方面,降糖藥已增至五大類:雙胍類、磺脲類、α-糖苷酶抑制劑、胰島素受體激動劑以及非磺脲類促胰島素分泌劑。藥物選擇的多樣化,使臨床醫生能夠制定更個體化的治療方案,整體提升了糖尿病的治療水平。

在給藥途徑上,胰島素泵的出現大幅提高了胰島素治療的效果;在檢測技術上,72小時動態血糖監測儀的發明與應用,讓醫生能夠更詳細、準確地掌握患者病情變化,從而有的放矢地根據不同病人、不同階段的血糖情況調整治療方案,以提高療效。「72小時動態血糖監測+胰島素泵」的聯合應用,代表了目前先進國家治療糖尿病的最高水平。

未來:征服糖尿病的春天即將到來

王教授指出,糖尿病防治之所以征途漫漫,根本原因在於人類尚未完全弄清其病因。現代醫學認為,糖尿病的發生與人體免疫功能減退、病毒感染、細胞基因突變等因素密切相關。但無論成因為何,其病理基礎都離不開胰島功能減退或衰竭、胰島素分泌絕對或相對不足,以及胰島素抵抗等問題,進而導致肝糖原和肌糖原無法順利合成,引起糖、脂肪、蛋白質及水電解質代謝紊亂。因此,治療糖尿病的關鍵在於恢復胰島β細胞的分泌功能與胰島素受體的敏感性——這正是目前世界醫學界尚待攻克的一大難題。

不過,自20世紀90年代以來,糖尿病的治療與研究取得了重大進展,多項前沿探索碩果纍纍。以下幾項仍處於試驗階段的科研成果,為人類最終戰勝糖尿病帶來了新的希望。

1. 糖尿病疫苗

英國倫敦大學國王學院的科學家已在老鼠身上成功試驗1型糖尿病疫苗,並進入人體試驗階段。據報道,該疫苗包含人體胰島β細胞的基因片段,其中一種特殊蛋白質能夠阻斷機體破壞胰島β細胞;其有效成分一旦進入血液,便可促使人體產生保護型細胞,阻止白細胞攻擊胰島β細胞。這種疫苗兼具預防與治療雙重功效:有糖尿病家族史者可注射疫苗預防發病,已患病者也可藉此控制病情進展。若試驗成功,1型糖尿病患者將擺脫每天注射胰島素的煩惱。

2. 幹細胞移植

幹細胞是指尚未分化的原始細胞,存在於早期胚胎、骨髓、臍帶及胎盤中。科學家可將胎盤或胚胎中的幹細胞經特殊處理,培養成肌肉、骨骼、神經等人體組織器官,用於治療腫瘤、糖尿病、脊髓損傷等多種疾病。

以色列研究人員已成功將人類胚胎幹細胞轉化為能夠製造胰島素的細胞。具體做法是:從受精數日的人類胚胎中萃取幹細胞,在培養皿中轉化增殖,獲得具有分泌胰島素能力的「胰島幹細胞」,再將其移植到糖尿病患者體內,使之生成健康的胰島β細胞,從而分泌胰島素,達到治療糖尿病的目的。

3. 長效胰島素的開發

胰島素是治療糖尿病的重要藥物,但傳統胰島素藥效維持時間短,長期使用還可能產生胰島素抗體等不良反應。為克服長效胰島素結晶懸液在使用過程中的諸多不足,一種新型長效胰島素已開始進入臨床。這種胰島素進入人體後可與白蛋白結合,延長其生物活性;隨後在血液及靶組織中再次與白蛋白結合,進一步延長藥物作用時間。它的優點包括:不易經腎臟流失、不產生抗體、不會被人體免疫系統視為異物,即使睡前使用較大劑量,也不易引發夜間低血糖及「黎明現象」。這種長效胰島素的推廣應用,將掀開胰島素發展史上新的革命篇章。

4. 胰高糖素樣多肽-1(GLP-1)

GLP-1是人體在攝食過程中釋放的一種天然激素。它通過與β細胞表面的特殊受體結合,促進胰島β細胞分泌胰島素,能顯著降低空腹及餐後血糖;同時還具有減慢胃排空、控制食欲的作用,可幫助肥胖的糖尿病患者減輕體重。這意味著,人類在外源性補充胰島素之外,找到了一條借助人體自身調節機制控制糖尿病的根本途制控制糖尿病的根本途徑。美國《臨床研究雜誌》(JCI)不僅刊登了這項研究成果,還予以高度評價,稱之為糖尿病研究的重大突破。目前,該成果已在歐洲部分國家開展臨床試驗,若能順利推廣,有望成為治療2型糖尿病的新辦法。

5. 基因療法

基因醫學是人類醫學的一個嶄新領域,也是迄今為止最先進的糖尿病治療方法之一。其基本思路是:用特殊的穿刺針取出患者少量肌肉細胞,在無菌條件下將組織粉碎、分離成單個細胞,置於特定培養液中培養;待細胞繁殖到一定程度後,運用生物化學方法將人的胰島素基因「組裝」進肌肉細胞內;再經一段時間培養,這些細胞便具備了分泌胰島素的功能;最後根據患者的所需劑量,向其體內注入適量已具備分泌胰島素功能的肌肉細胞。這種療法痛苦小、療效高,可顯著減少糖尿病併發症,提高患者的生活品質。目前該療法尚處於臨床試驗階段,相信一旦成熟推廣,必將為無數糖尿病患者帶來新的希望。

結語

王教授最後表示,人類的文明史就是一部不斷與疾病鬥爭的歷史。隨著科技的進步與發展,人類對糖尿病的認識必將更加深入,治療手段也將更加豐富多元。我們有理由相信,在不久的將來,人類終將憑藉科學的利器,徹底戰勝「糖魔」。

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