植入胰岛细胞，有可能治疗很多糖尿病例。之所以不能得到广泛运用，是因为还存在着一个重大障碍，即免疫系统对植入物的排异作用，使得手术缺乏安全感。现在，看来此障碍正在消去。
患糖尿病的通常是儿童和成年人。约在75年以前，一得了这种病，那就注定要丢命了。家属和医生无助地看着结实的年轻人，在诊疗期内（几个星期或几个月）逐渐地瘦弱下去，最后死亡。到了20世纪初，研究人员才弄清楚，是一束名叫郎格罕岛的胰细胞出了毛病。在正常情况下，岛分泌出胰岛素，使得其它细胞能从血液中取得葡萄糖做能量。而一类糖尿病（即胰岛素依赖性糖尿病）患者的胰岛素的生产却停止下来。一方面，从食物来的葡萄糖聚集在血液中；另一方面，其它组织对葡萄糖又非常需要。二类糖尿病（即非胰岛素依赖性糖尿病）患者病情较轻些，这是因为胰岛素至少还继续生产少许。
20年代初，当从动物身上抽取的胰岛素经证明能挽救生命时，一类糖尿病医治的希望就大大提高了。从那以后的几十年，很多的病人保证每天注射胰岛素作为治疗。但是，说来可悲，他们错了。很多病人到头来都出现与糖尿病有关的毁灭性的机能障碍的可能，如：微血管慢慢受到破坏，严重时会致盲或肾衰竭，或者两者兼有；大些的血管粥样硬化而过早地变窄；神经也会破裂，导致四肢麻木和疼痛。这些长期并发症的起因现已探明，是血液里葡萄糖过多，从而使得接触到多余的糖的组织发生变化。很明显，一类糖尿病患者为了活命而注射的胰岛素，并不能精确地模拟正常状态的胰感知血液中葡萄糖含量的本领，使胰产生出刚好能维持身体健康所需的胰岛素。
所以，保证长期健康的关键，就是要找到一种治疗法，使病人从患病开始，任何时候，其葡萄糖含量都保持在正常值的上下限之间。理想的疗法就是植入岛。因为有功能的岛能恢复胰岛素的正常产生，而且，从理论上讲，植入一次即可。植入后，原有的岛还要存活很多年，并携带前体细胞用来补充死亡细胞。
植入成功，还能避免与糖尿病有牵连的急性病。这些病除了包括胰岛素反应（系注入的胰岛素使葡萄糖含量降低太快而产生的发抖、精神混乱和一时性黑蒙）外，还有血中葡萄糖积累太多而引起的昏迷。这种植入疗法，从构思上看很简单，但实践起来还有困难。不过这种有潜力的疗法，不出5年，很多病人都会用上，打那以后的几年内，就会变成一种常规疗法。
笔者于25年前在华盛顿大学的实验室作了这方面的起步研究，到现在移植研究仍在紧张地进行。开始，我们研究的重点不是治疗法，不过是想弄个明白，作为胰岛素制造者的岛的P细胞分泌出激素的方法是什么，岛的其它细胞制造出调节胰岛素的数量的激素。
试用于病人
1986年，我们开始用分离出的岛细胞试着治疗糖尿病患者。最终目的是要把它们移植入新近诊断出有此病的患者体内，但我们没有马上就这样作。考虑受体会出现排异反应，我们先给患者注射免疫抑制药，但这类药有危险的副作用（其中有促成感染、致癌、损坏肾脏）。带来的风险很大，大到在其它方面都健康的人没有理由要用它。因此，我们选出曾经接受过肾移植，因而已是被迫注射免疫抑制药以保全新肾的一类糖尿病患者，作为我们实践的标的。
夏尔浦和我作出决定，把岛细胞放入从肝门静脉伸出的血管网络里，部分原因是此系统易于接受。我们只是在脐附近切开个小口，然后通过一个管子把岛细胞送到静脉，让它再进入门静脉。这些岛细胞-在门静脉的分支细小血管落户，就能和血液直接接触，血就让它随时感知血液里葡萄糖含量。同时，还接受源源不断的营养。能做到这两点，就没有必要让岛细胞回到胰里去了。
实践的结果鼓舞着我们。植入400，000个岛细胞的病人，尽管这些岛细胞制造的胰岛素数量不够，注射还不能停止，但植入的岛细胞还是发挥着作用。一到我们把数量增到800，000时，病人至少有一个时间没再注射了。我们的发现以后在别的实验室得到证实。我们还得悉，岛细胞也可冷冻保存，因此可设冷藏库以备后用。
从1990年起，全世界有145人接受了岛细胞移植。植入物取自人类。但在大多数病人中不能完全控制血糖量，有的经过了3年或者还不到3年就失去此活动能力。我们怀疑，是植入的数量太少，不能满足个人所需，以致有些病例，植入的岛细胞控制血糖量一阵子后，就不行了，因为负担太重，尽了最大努力之后给搞得精疲力竭了。排异反应和手术过程中一些因素，可能也负部分责任。
尽管有这些不完善之处，很多医生正考虑着，在一类病人接受肾移植时，照惯例给予新的岛细胞。他们是这样设想的：即使病人不得不仍然注射胰岛素，能够制造胰岛素的岛细胞的出现，就能有助于使血糖含量经常保持在正常值的范围内。再者，移植岛细胞比换掉全部或部分胰（在患者接受新肾时，为使外来的肾不接触到过多的葡萄糖，以进行保护而采取的措施）简单得多，所花的钱也比器官移植少。把岛细胞放进门静脉时，只作局部麻醉即可 · 只花几千美元，而移植胰，要搞大手术，非得花上10万美元不行。
消除免疫排异
对接受过免疫抑制药物的病人所作的调查，一发觉植入的岛细胞发挥了作用，研究人员又加大力度，想出防止排异的安全方法。有两个基本的方法我们曾在动物身上搞过。
一个以洛斯可尔B · 杰克逊记忆实验室的乔治 · D-施奈尔在1957年提出，以后经证明是正确的。他说，器官受到排斥，不是由该器官的基本构成部分引起，而是由随该器官而来的白血细胞引起。因此，在移植岛细胞之前，就应把这个有过失的“搭车者”消灭掉。
但乔治 · D · 施奈尔（George D. Snell）的有洞察力的设想却受到了人们的冷落。到了1975年，澳大利亚约翰冠廷医科大学的凯文 · 拉夫特（J. Lafferty）才重新提出。他做了个实验，把一种老鼠的甲状腺移植到另一种老鼠上。他发现，在移植前，把供体的甲状腺在有很多氧存在的条件下予以培养。他就能防止排异。他得出的结论是，植入物上的细胞，只有搭车者被氧破坏了。他还对“为什么搭车者白细胞能诱发排异，而接受到移植的组织却不能”提出了一个说得通的解释。他认为，受体上的白细胞，即杀伤性T淋巴细胞才是排异的作用者。他提出，这些细胞一定是接收到两个信号才离开原位去攻击别的细胞的。在T淋巴细胞认出供体细胞表面上有第一类组织相容性抗原蛋白，即我们通常说的组织成型蛋白时，它就收到第一个信号了。也可能是外来细胞释放出某些小蛋白，即细胞激活素，并作用T淋巴细胞时，后者就收到第二个信号丁。
推测起来，搭车者白细胞携带有适当的抗原，也分泌出必要的细胞激活素。可是，植入物的其它细胞，如胰岛制造激素的细胞，产生出第一个信号把表面上的抗原显示出来，而没有发出第二个信号（没有释放出细胞激活素）。一旦搭车者细胞使T淋巴细胞活跃起来，后者就要攻击具有被认出抗原的植入体的任何细胞。即使该细胞本身不能产生第二个信号时，也是如此。但若T淋巴细胞只接收到第一个信号时，对那些具有被认出抗原的细胞，它就不予攻击了。
使我们感到失望的，拉夫特用氧破坏甲状腺上搭车者白细胞的方法不能在岛细胞上发挥作用，氧把制造激素的细胞破坏了。经过反复尝试，到了1979年，我和我的同事约瑟夫 · M · 戴维（Joseph M. Davie）发明了一个只伤害搭车者的培养技术。当我们把1500个经过加工处理的某种老鼠的岛细胞放到另一种老鼠的门静脉里，并只注射一回抑制免疫系统的化合物时，排异完全防止了。还需要提到的，同样的基本的操作方法，也可防止不同种属之间，如野鼠和家鼠之间，岛细胞移植时的排异。以后，在我们的实验室和其它实验室也研究出很多的破坏搭车者白细胞的方法。
遗憾的是，上述操作法重要的部分对啮齿动物有效，但不能照搬用于人类。用于啮齿动物时，供移植用的细胞只有1500个。为了避免出现淋巴结和别的污染，研究人员少不了对候选的细胞进行挑选。用于人类时，所需细胞多达几十万个，精选是不行的。好在我们在1993年的研究中找到解决的办法。
宾夕法尼亚大学阿尔 · 纳吉（All Naji）及其同事在1990年作的研究报导给我们的实验以启发。他们那个小组论证出，把一种老鼠的岛移植到另一种老鼠的胸腺上，岛就诱发出耐受性，就是以后把岛放到身体内任何地方，也是如此。
我和同事产生极大兴趣，于是决定弄明白，把少量的经过培养的野鼠岛细胞植进家鼠的别的组织里，接着移植很多未经培养的野鼠的岛细胞，会不会不产生排异现象。果然如此，经培养的野鼠岛细胞植入到家鼠肝的门静脉，再补上一针注射抗体后，那些移植到同样位置未经培养的岛细胞，都被接纳了。
这是个发现，我们希望下一次在狗身上去试试。同时，它也激发起我们的乐观情绪。人类的糖尿病患者也可预先免疫（用相对少而精心选择的岛细胞），一到形成耐受性后，再使细胞平衡。
使岛细胞免受破坏
消除搭车者激活免疫力的作用的各种各样的方法，肯定使人受鼓舞，而且也许有一天会和岛细胞移植离，也能诱发它产生大量岛。但这只是使用胎儿组织的前期研究而已，总会有一天，医生们能够移植制造胰岛素的细胞的。这种细胞可从P细胞肿瘤上取得，而P细胞肿瘤在实验培养皿是能无限制产生新细胞的。此种肿瘤细胞系列目前已经出现，不过已失去了调节其分泌出的胰岛素数量以与葡萄糖相应的能力，至于恢复这种能力，并保证在体内不致大量生长肿瘤的方法，目前正在探索中。 ·
为解决近期迫切的需要，用猪的岛代替人的岛是合乎逻辑的了。一方面是因为容易取得，另一方面是它产生出的胰岛素几乎和人体自有的相同。再者，预测到猪岛会派上用场的人们（我们在内）正在研究能从大量胰分离出岛细胞的方法。如果能把岛细胞封装着不让免疫系统看见，那么跨越动物种属的移植就不会引起在一般情况下预见到的排异现象了。一两年内，在病人身上不作免疫抑制而作猪岛细胞的封装移植就会开始。
细胞的封装移植对治疗其他病，尤其是治疗为那种细胞所分泌的激素类的物质消失了的病有所帮助。所用细胞可以是健康的但与功能有障碍者同类。也可以是类型完全不同的，但却是利用遗传工程要它们制造出我们要选用的分子。比如血友病就是缺少能产生凝血因子的细胞，如果植入这类细胞，肯定会受益。帕金森氏病人如果植入了制造神经介质多巴胺的细胞，也肯定会得到益处。我们知道，很多病人注射了多巴胺就改善了肌肉协调。我们对用实验方法使其染上帕金森氏病的动物作过研究，当把内装有分泌多巴胺的细胞的空心纤维置入大脑的病区时，也得到类似的好处。
随着岛细胞的封装技术研究进展的，还有与以前大不相同的放置系统。如全部人造胰，这是个微型化的机械系统，它能不断监测血糖含量，并相应而恰到好处地释放人体所需数量的胰岛素。还有—个难啃的硬骨头，就是要设计传感器。它要小，同时要耐用而精确，这也是岛细胞移植路上的拦路虎，如果这里谈的两个方面都获得成功，那么就有可能在糖尿病开始时就完满地控制着血糖量，从而防止了到如今仍在摧残很多人生命的并发症的发生。
[Scientific American，1995年7月］