早期預防
千金難買早知道:
更新於 2023 年 07 月 01 日
撇開尷尬的人類宿命,不論什麼時代,疾病的預防一直都是非常重要的課題,I-糖自不例外。但如果你尋找有關 I-糖長期有效的預防措施為何?那麼你得到的回答可能與「無可奉告」差別不大。為什麼歷經數十載孜孜矻矻的研究,而結論總是那麼讓人遺憾,這有一大部分要歸因於我們對 I-糖的促發因素 - 包括遺傳、環境及免疫 - 所知有限的緣故;另一方面,現有對於「單一因素」的研究方式也不利於探討 I-糖這種極其複雜的「異質性的疾病(heterogeneous disease)」。
雖然 HLA class II 等位基因的研究告訴我們,即便在斯堪地那維亞半島這一區域,有高達 90% 以上的 I-糖罹病者具有 HLA-DR3、DR3-DQ2 或 HLA-DR4、DR4-DQ8 的單倍體基因特性,另有 30% 則同時具有這兩種單倍體,稱為 DR3/4 雜合子(heterozygotes),但 85%~90% 的新發患者並沒有 I-糖的家族史,因此《預防性篩查》勢必要涵蓋數量龐大的普通人群,讓預防性的干預策略變得昂貴且具挑戰性。
在誘導 I-糖發病的不同反應途徑上,其作用最終都是導致 β-細胞遭受破壞,很顯然我們還無法將所有路徑一一釐清。目前最高的醫療目標應該會放在《高危險群》的篩檢及預防性治療上,以期保留最多可用的 β-細胞,但疾病的成因包含遺傳基因、感染、飲食及體液等多面向的交相作用,綜上所述,使得《高危預測》、《高危篩查》及《早期預防性治療》這一點點心願都是奢求。
由於目前仍缺乏有效的預防性治療,加上篩檢的結果可能留下恐慌,因此預防性篩查在現階段仍屬於研究探討而已。
醫療擬定的預防策略:
初級預防:目標是年幼的罹病高危險群,預防引發對抗胰小島自體抗原的自體免疫反應發生。
次級預防:目標是已經產生至少 2 種自體抗體,不論 β-細胞有無功能失調,設法阻止該自體免疫反應演進成有症狀的疾病。
三級預防:呈現症狀性疾病後,把焦點放在延長蜜月期(延長 β-細胞功能)、減少疾病的併發症。
現有少數預防性治療的實驗:
1. 一項針對確診百天內為 I-糖病患的第 2 期試驗中顯示:靜脈注射低劑量的『抗胸腺細胞球蛋白(anti-thymocyte globulin:ATG)』連續 2 天,分別為 0.5 mg/kg 與 2 mg/kg (共 2.5 mg/kg),與對照組相比,在至少 2 年內,其 C-peptide 的 AUC 顯著地增加,且 HbA1c 明顯地降低,同時以「流式細胞術(Flow Cytometry)」的分析亦證實 CD4(T helper):CD8(T cytotoxic) 的比值降低,且 Treg:Tconv 的比值增加,注射低劑量的 ATG 改變了免疫細胞的組成,並提昇了免疫的耐受性(Diabetes 2019 Jun; 68(6): 1267-1276)。低劑量 ATG 或許有可能成為高危險群的預防措施,與其它多種「單株抗體」,如:Teplizumab、Rituximab、Golimumab、Abatacept 所嘗試的雷同,這類治療一時之間都不會立即成為破解大魔王的神兵利器。
2. 基於自體抗原(如:自身胰島素)的口服耐受性免疫療法,在動物實驗中證實能恢復對自體抗原的免疫耐受,並且之後達到預防、延遲或逆轉 I-糖的作用。但人類的免疫機制較一般動物要複雜的多,且動物實驗常常偏重療效而忽略其安全性的相關研究,相同的治療方式(包括口服或鼻腔內給予)在人體內是否可行仍待更嚴謹的評估(Chin Med J. 2021 Jan 5;134(1):44–46.)。其它能誘發自體抗體的多種抗原(如:谷氨酸脫羧酶 (GAD-Alum)、或谷氨酸脫羧酶+維生素 D3),在安全性無慮下的人體實驗也在進行中。
新分期的臨床意義:
更新於 2023 年 07 月 01 日
I-糖從無臨床症狀到臨床確診是一種隨著時間推移的連續性病程。至今仍未有準確預測可能罹病的方法,但已知體內的自體免疫抗體越多,則罹患 I-糖的風險越高;而且越早產生 I-糖相關抗體,患 I-糖的風險就越大,如:9 個月大時具有兩種抗體的個體在兩年內罹患 I-糖的風險為 50%;然而,5 歲時產生兩種抗體者,兩年內罹患這種疾病的風險不到 10%。同樣,疾病發生的時間越早,發生 I-糖相關併發症的風險也越高。
不論兒童或成人,越早識別出可能病患,就能幫助其保留越多 β-細胞功能。通過針對 I-糖自體免疫抗體的篩查,新的分類法期待能《識別》及《量化》發生症狀性 I-糖的風險,還可以將疾病劃分為明確的階段,並且可以相當準確地預測及預防有症狀疾病的進展。
新分期依據臨床症狀、血糖值、糖尿病的實驗室標記及糖尿病的病理標記(自體免疫抗體)來分類,分述如下:
I-糖有關的自體免疫抗體:
對應不同的抗原,胰小島細胞自體抗體(Islet cell autoantibodies;ICA)的產生包括:
1. 谷氨酸脫羧酶 65 自體抗體(Glutamic acid decarboxylase 65 autoantibody;GAD65A)
2. 胰島素瘤抗原 2 自體抗體(Insulinoma antigen 2 autoantibody;IA-2A)
3. 鋅轉運蛋白 8 自體抗體(Zinc transporter 8 autoantibody;ZnT8-A)
4. 胰島素自體抗體(Insulin autoantibody;IAA) - 成人較少出現,不推薦,且外來胰島素治療超過 2 星期者也不適用
5. 胰小島細胞質抗體(islet-cell cytoplasmic autoantibody;ICA)- β-細胞只是胰小島的一種細胞而已。在極少的病例中,ICA 在其它抗體陰性時仍可檢測到
註一:大多數病患體內具有多種抗體。同時出現此前四種自體抗體,則新罹病 I-糖及「潛伏性成人自體免疫糖尿病(Latent autoimmune diabetes in adults;LADA)的檢出率高達 98%;猛爆型 I-糖(fulminant T1D)的自體抗體則為陰性。
註二:GADA 的專一性較差,在其它自體免疫疾病亦會出現,年長發病者出現的成份較高,所以對於成人 T1D 及 LADA的敏感性較高。而 IAA、IA-2A 及 ZnT8-A 在年輕發病者出現的成份較高。
註三:針對 I-糖病患的後代或其兄、弟、姐、妹在 5 年內罹病的高危篩查,不分年齡層,性價比最高的自體免疫抗體篩檢或許是 IA-2A 和 ZnT8-A。這兩種抗體是胰臟的 β-細胞明顯遭受破壞較後期(確診前期)的代理「生物標記物(biomarkers)」。
註四:隨著病程延長,自體抗體的陽性率逐漸降低;年齡越小的患者,陽性率越高。過去的診斷依據只專注自體抗體的陽性率,但已有研究顯示,抗體的濃度、親和力及類別也是關鍵的因素,如:I-糖者 GADA 和 IA-2A 兩項均會出現雙峰分佈(bimodal distribution)的濃度型態,而 LADA 者只有 GADA 單項出現雙峰分佈型態;年紀較輕者,IA-2A 的濃度較高,年紀越大者,GADA 的濃度較高。諸如此類新型的研究方向,其臨床意含或應用均有待進一步確認。
I-糖新分期及臨床意義:
上圖:I-糖自然史的三個分期,由左向右:有基因傾向者,其胰小島自無法區分的正常狀態,隨著時間經過,胰小島內的 β-細胞漸漸地、及至嚴重地遭受破壞,其病理機制是程式化的 β-細胞凋亡(apoptosis)
第一期:有自體免疫抗體 +/血糖正常/症狀前。出現兩種或兩種以上胰島自身抗體,但血糖正常。在出生時進行遺傳風險篩查並達到此階段的兒童,5 年和 10 年內出現症狀性疾病的風險分別約為 44% 和 70%,終生風險接近 100%。
第二期:有自體免疫抗體 +/血糖異常/症狀前。具有兩種或多種胰島自身抗體,但發展為葡萄糖不耐症或血糖異常。此階段出現症狀性疾病在 2 年及 5 年內的風險分別約為 50% 和 75%,終生風險接近 100%。
第三期:有自體免疫抗體 +/血糖異常/已有症狀。典型臨床症狀和體徵,包括:多尿、煩渴、體重減輕、疲勞、糖尿病酮症酸中毒(DKA)等。隨著時間經過,自體免疫抗體也可能漸漸消失。
I-糖的緩解療法(Disease Modifying Therapies;DMTs)其主要目標是讓病人保留最多的 β-細胞功能,了解 β-細胞的功能轉變或弱化的時點成為介入性治療的最重要依據。新的分類法除了提供了該有的相關的資訊外,同時也能促進更多的《臨床試驗的設計》和《治療方法的開發》,以預防及治療症狀性疾病。
上圖:根據相稱的混合模型(其中以年齡作為連續變量),診斷 I-糖前後 C-胜肽平均下降率(虛線為確診點,不同顏色代表不同年齡層,橫軸的單位為月)。
由於第二期約在 6 個月後會轉進為第三期的風險相當高。研究顯示:在進展至第三期疾病的自體抗體陽性個體中,無論進展時間是否較短或 >5 年,C-胜肽對「口服葡萄糖耐受性試驗(Oral Glucose Tolerance Test,OGTT)」與「雜粕耐受性試驗(Mixed Meal Tolerance Test;MMTT)」的反應均呈現穩定但受損的模式,兩者之間也沒有太大區別。進一步分析顯示:雖然年齡會影響 C-胜肽下降的數量和速率,但所有年齡層在整個診斷期間內 C-胜肽的變化均具有相同的模式,其特徵為臨床診斷 6 個月前,C-胜肽沒有顯著地變化,確診前、後 6 個月內為重要的窗口期(如上圖),在此期間 β 細胞的功能經歷了快速下跌的變化。學者估計,在確診當下,大部分人殘留的胰小島仍有高達 ≧ 50% 的能力,這比以前的認知要高許多。保留越多的胰島素生成細胞,不僅讓日後的血糖管理更容易,且急慢性的併發症也會較少發生,因而能進一步改善生活品質,基於這些理由,確診前 6~12 個月會是一個有效介入性治療的重要窗口。(Diabetes Care 2020;43:1836–1842)
I-糖病患的一等及二等親屬罹患相同疾病的風險分別是普通人群的 15 倍及 2 倍,是高危篩查及早期介入性預防治療的主要對象,希望能在第一期或第二期時就阻止該疾病的進程。目前篩查的策略根據年齡而定,如下:
1. 不分年齡,均檢查 GADA
2. 如 GADA 陰性:A) 年齡小於 10 歲者:加查 IAA 和 ZnT8-A;B) 年齡大於 10 歲者:加查 IA-2A 和 ZnT8-A;C) 成人:加查 IA-2A、ZnT8-A 和/或 ICA
已知的臨床運用:
之前,已有研究顯示 teplizumab 可以延長最近診斷為 I-糖的受試者的胰島素分泌時間。新近,一項針對這些高危親屬(參與者中 >70% 的年齡 <18 歲)的研究中發現,與接受安慰劑的受試者相比,在隨機接受為期 14 天 teplizumab 治療者,研究期間將被診斷為 I-糖的風險降低了 59%。接受 teplizumab 治療者在接受治療後平均 48.4 個月才出現 I-糖,而服用安慰劑者在開始研究後 24.4 個月就被診斷出患有 I-糖,該藥物本質上使受試者平均多了兩年無糖尿病。(N Engl J Med 2019; 381:603-613)
截至目前為止,Teplizumab(anti-CD3 monoclonal antibody)的免疫治療(immunotherapy)已經獲得美國 FDA 批准,僅適合於 ≧ 8 歲的第二期病患,用於保留更多 β-細胞的功能併遲滯第三期的發生,但兩週療程的費用接近 20 萬美元。其餘,如:Rituximab、Golimumab、Abatacept、Etanercept 及 Alefacept 雖可保留更多 β-細胞的功能,但無助於延遲第一期 I-糖病患的進一步發展。而抗胸腺細胞球蛋白(anti-thymocyte globulin:ATG)的治療仍在 TrialNet 第二期的實驗途中。這些介入性治療還需要考慮的是其副作用,常見者如:頭痛、皮疹及淋巴球細胞減少症等等。
硫氧還蛋白-相互作用蛋白(thioredoxin-interacting protein;TXNIP)是胰腺 β-細胞功能異常和死亡的關鍵因素之一,是人類胰島細胞暴露於高水平葡萄糖時上調最多的基因。當 TXNIP 過度表時達會誘導 β-細胞凋亡,並參與糖毒性誘導的 β-細胞死亡,而阻斷 L-型鈣通道不僅能引發細胞內遊離鈣減少,同時也能抑製細胞內 TXNIP 的轉錄,降低其表現,從而有利於保存胰島 β-細胞。依據這種可能性,針對兒童及青少年、體重 ≧ 30 公斤、新診斷為 I-糖(第三期)的小型 RCT 實驗:每日一次口服《 L-型鈣離子阻斷劑 verapamil》組,在診斷後 52 週時仍部分保留了雜粕耐受性試驗刺激後的 C-胜肽分泌,這是 β-細胞功能的衡量指標(JAMA. 2023 Mar 28;329(12):990-999)。