科学家重新审视瘦素:或成1型糖尿病治疗中胰岛素的替代选择
一项新分析指出,大脑在糖尿病酮症酸中毒(DKA)的触发中起关键作用,而脂肪细胞分泌的瘦素可能通过作用于大脑来使1型糖尿病的血糖恢复正常。研究团队计划寻求FDA批准开展临床试验,以评估瘦素是否能够在1型糖尿病患者中安全地替代每日胰岛素注射的部分作用。
越来越多的研究表明,大脑在糖尿病酮症酸中毒中起着核心作用,这为以全新方式治疗1型糖尿病打开了可能性。发表在《The Journal of Clinical Investigation》上的一项新分析更深入地审视了瘦素如何作用于大脑,以及为何这一通路最终可能塑造新的治疗策略。
10多年前,科学家对1型糖尿病一种危及生命的并发症有了意外发现。他们发现,即使在没有胰岛素存在的情况下,也可以使用激素瘦素逆转糖尿病酮症酸中毒(DKA)。
糖尿病酮症酸中毒是与1型糖尿病相关的最危险急症之一。当机体无法产生胰岛素时,就无法按通常方式利用糖来获取能量。相反,机体会转向燃烧脂肪,这可能使血液中的糖(glucose)和酮酸升至致命水平。DKA发生于机体无法产生胰岛素并开始改以分解脂肪供能之时。随着脂肪代谢,血流中的糖(glucose)和酮酸水平升高。若不治疗,这种堆积可危及生命。传统上,医生依赖胰岛素治疗来纠正该状况。
这份新报告认为,胰岛素缺乏只是故事的一部分。该分析汇集了多年的研究,包括自2011年以来在UW Medicine开展的研究,结论指出:当胰岛素水平降得过低时,大脑在触发DKA方面起着核心作用。
华盛顿大学医学院代谢、内分泌与营养学部(Division of Metabolism, Endocrinology and Nutrition)的一位医学教授表示,当胰腺停止产生胰岛素时,“大脑会收到身体燃料耗尽的信号,即便事实上并非如此。这个信息部分是通过血液中瘦素这一激素的低水平来传递的。”
Leptin(瘦素)是一种由脂肪细胞产生的激素,有助于调节食欲和体重。它释放进入血液后,会到达大脑,尤其是一个称为hypothalamus(下丘脑)的区域。该区域控制饥饿感与能量平衡。
当瘦素水平下降时,大脑会像机体燃料即将耗尽一样作出反应。它会激活神经通路,增加包括葡萄糖和酮体在内的能量来源的生成。在胰岛素很少或没有胰岛素的人群中,这种反应可能加重高血糖并加速DKA。
科学家在2011年揭示了这种关联。他们将瘦素直接注射到患有1型糖尿病的大鼠和小鼠的大脑中。起初看不出明显变化。然而在4天后,尽管仍存在严重且持续的胰岛素缺乏,这些动物的血糖和酮体水平却恢复正常。
一位研究人员说:“我认为最令人惊讶的是,血糖不仅降下来了,而且还保持在较低水平。”“如果你试图让它们升高,它们又会降下来;如果你试图让它们降低,它们又会回升。”
这些结果提示,在某些条件下,即使没有胰岛素,大脑也能将血糖维持在正常范围。
当这些发现最初被报道时,许多糖尿病研究者并不确定该如何解读。“我们如今对2011年首次报道时在科学界很大程度上被忽视的这一发现,有了更好的理解,”一位研究人员说。
研究人员目前计划寻求FDA批准,启动临床试验,以确定瘦素是否能够在1型糖尿病患者中安全地将血糖水平恢复正常。
如果人体研究证实早期结果,针对大脑的治疗可能成为管理1型糖尿病的新策略。华盛顿大学医学院的一位糖尿病治疗与教学讲席教授、代谢内分泌与营养学教授将其称为“我职业生涯中最令人振奋的发现之一”。
使用瘦素来控制血糖,可能为患者带来新的选择。一位自幼患有1型糖尿病的教授说:“不要误会我,104年前胰岛素的发现是上个世纪最伟大的发现之一。但这个——这就是下一步。这可能是一种更好的方式。”
对患者及其家庭而言,管理胰岛素是一项每日挑战。另一位研究人员补充说:“我认为,如果能够在不需要每日胰岛素注射和血糖监测的情况下治疗1型糖尿病,患者会认为那是有史以来最棒的事情。”
研究人员表示,如果能让大脑确信机体燃料供应充足,或使驱动葡萄糖与酮体生成的特定神经元沉默,可能就能阻断导致严重高血糖和DKA的连锁反应。