임신성 당뇨병 병력이 있는 환자의 베타 세포 시각화

임신성 당뇨병 인슐린은 췌장 베타 세포에서 생성되며 최적의 포도당 항상성에 필요합니다. 건강한 개인의 경우 베타 세포의 질량과 기능이 변화하여 신체의 인슐린 요구량 변화에 적응합니다. 예를 들어 적응성 베타 세포 증식, 비대 및 기능 항진은 임신과 같이 대사 요구가 증가한 상황에서 발생합니다.

설치류에서 임신 말기에 베타 세포 질량이 2-3배 증가하는 것이 관찰됩니다. 분만 시에는 베타 세포 기능과 베타 세포 덩어리가 정상 수준으로 돌아옵니다. 설치류보다 적은 정도이지만 인간에서도 베타 세포 덩어리가 임신 중에 증가하고 산후 단계에서 정상으로 돌아갈 수 있다는 연구 결과가 있습니다.

임신 중 베타 세포의 확장이나 기능 장애로 인해 보상이 충분하지 않으면 임신성 당뇨병(GDM)이 발생합니다.

GDM은 백인 여성 임신의 2-5%를 복잡하게 만들고 임신 중 발병 또는 첫 진단과 함께 포도당 불내성을 특징으로 합니다. GDM은 아이와 어머니 모두에게 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 소아에 대한 위험에는 비만, 고혈압, 이상지질혈증, 포도당 불내성 및 제2형 당뇨병(T2D)과 같은 장기적인 건강 결과뿐만 아니라 태아 거구증이 포함됩니다. 산모의 위험에는 산모의 이환율 증가와 함께 제왕절개 확률 증가가 포함됩니다.

GDM이 있는 여성의 경우 포도당 항상성은 분만 직후 정상 수준으로 돌아갑니다. 그러나 단발성 당뇨병 임신을 가진 여성은 임신성 당뇨병 병력이 없는 여성에 비해 인슐린 감수성과 베타 세포 보상이 더 빨리 악화됩니다. 따라서 이 여성들은 향후 T2D 발병 위험이 7배 증가합니다. 또한 GDM 병력이 있는 여성은 향후 임신 시 GDM이 발생할 위험이 10배 증가합니다.

GDM 및 T2D 네덜란드의 T2D 유병률은 600.000-800.000입니다. 그리고 매년 ~70,000명의 새로운 환자가 진단됩니다. T2D 환자는 심혈관 질환 발병 위험이 2-4배 증가합니다. 이러한 합병증은 T2D 환자의 삶의 질과 기대 수명을 심각하게 저하시킵니다. 이 질병의 부담은 환자들에게만 영향을 미치는 것이 아니라 우리 사회에도 영향을 미칩니다. 네덜란드에서 2005년에 당뇨병과 관련된 건강 관리 비용은 8억 1,400만 유로에 달했으며, 무직으로 인한 간접 비용은 알려지지 않았지만 상당할 것으로 생각됩니다.

T2D는 주로 인슐린 분비 결함과 말초 인슐린 저항성을 특징으로 합니다. 그것은 명백해지기 전에 수년에서 수십년에 걸쳐 만성적으로 발전합니다. 질병 진행 초기에 췌장 베타 세포는 거의 정상에 가까운 포도당 수준을 유지하기 위해 인슐린 분비를 증가시킴으로써 초기 인슐린 저항성에 반응합니다. 시간이 지남에 따라 베타 세포 덩어리가 점차 감소하여 인슐린 분비가 감소하여 고혈당증을 유발합니다. 베타 세포 부전은 유전적 소인, 잘못된 식이 조절, 포도당 독성 및 지방 독성, 간 지방증 및 치료 자체와 같은 여러 요인에 따라 달라집니다.

질병의 발달 과정에서 신진대사, 호르몬 신호 및 체성분의 많은 이차적 변화가 발생하는데, 이는 처음에 병태생리학적 과정을 시작한 것과 구별하기 어렵습니다. 따라서 T2D의 초기 병인은 아직 완전히 이해되지 않았습니다. T2D 발달의 위험 요소는 GDM의 위험 요소와 겹칩니다. 이러한 일반적인 위험 요소는 질병의 중복 원인을 시사합니다.

GDM 환자에서 포도당 항상성은 증가된 대사 요구 조건 하에서 유지될 수 없습니다. 이 사실은 향후 T2D 발병 위험 증가와 함께 이러한 환자의 베타 세포 기능 장애에 대한 특정 소인을 시사합니다.

T2D의 베타 세포 덩어리 T2D의 초기 병인에서 말초 인슐린 저항성의 잘 알려진 역할 외에도 베타 세포 덩어리의 중요성을 시사하는 증거도 있습니다. 다양한 집단에서 T2D 환자의 부검 재료에 대해 수행된 연구는 상당히 감소된 베타 세포 질량을 보여줍니다. 이러한 감소는 이들 환자에서 가속화된 베타 세포 사멸로 설명될 수 있습니다. 그러나 베타 세포 덩어리의 유전적 차이도 역할을 할 수 있습니다. 분획 베타 세포 영역의 큰 변화는 출생 전 및 출생 후 성장 기간에 개인 간에 나타났습니다. 또한 Brom et al. 개인마다 베타 세포 질량에 큰 차이가 있음을 시사합니다. 이 연구에서 베타 세포 질량은 111In-exendin-4 SPECT/CT를 통해 건강한 피험자와 제1형 당뇨병 환자에서 비침습적으로 측정되었습니다. 이 당뇨병 환자의 베타 세포 질량은 건강한 대상자보다 현저히 낮은 것으로 나타났지만 두 그룹 모두에서 베타 세포 질량의 넓은 범위가 발견되었습니다. 이러한 결과는 당뇨병 환자와 비당뇨병 환자의 부검에서 얻은 췌장에서 광범위한 베타 세포 덩어리가 발견된 초기 연구와 일치합니다.

따라서 베타 세포 덩어리의 초기 적자는 T2D 발달에 중요한 역할을 할 수 있습니다. GDM 병력이 있는 환자는 T2D 발병 위험이 상당히 증가합니다. 임신 중 건강한 여성에게서 베타 세포 덩어리의 증가가 발견되었지만 GDM 환자가 베타 세포 덩어리에 결핍이 있는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다. GDM 병력이 있는 여성의 베타 세포 덩어리에 대해 알려진 바는 거의 없지만, 이 여성은 임신 후 몇 년 동안 점진적으로 악화되는 베타 세포 기능의 만성 결함이 있고 T2D로의 높은 진행 위험을 매개한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 이러한 베타 세포 기능의 악화는 빠르면 분만 후 첫 해에 시작되고, 부분적으로는 간 인슐린 저항성에 의해 유발되며, 초기에 정상 내당능이 있는 상태에서 발생하고, 비정상 내당능이 발생하기 전에 발생합니다. 따라서, GDM의 최근 병력이 있는 여성은 고혈당증(및 그에 따른 당독성)의 잠재적 교란 효과 없이 베타 세포 기능 장애가 있는 환자 집단을 나타냅니다.

따라서 GDM 병력이 있는 여성의 베타 세포 덩어리 평가는 T2D 발달에서 베타 세포 덩어리의 역할을 이해하는 데 매우 유용할 수 있습니다. T2D 발병 위험이 상당히 증가한 임신성 당뇨병 병력이 있는 여성 인구가 임신성 당뇨병 병력이 없는 여성 인구에 비해 평균 베타 세포 질량이 더 낮은지 여부를 조사하는 것은 큰 관심이 될 것입니다.

또한 T2D에 대한 새로운 치료 옵션 개발을 위해 T2D 발달에서 베타 세포 손실의 역할에 대한 더 많은 지식이 도움이 될 것입니다. 현재 및 새로운 항당뇨병 약물은 주로 인슐린 분비 및 작용 또는 포도당 흡수를 표적으로 하지만, 동물 실험의 증거는 베타 세포량 조절의 가능성을 시사합니다.

생체 내 베타 세포의 이미징 생체 내 살아있는 췌장 베타 세포의 신뢰할 수 있고 민감하며 구체적인 시각화는 T2D의 시작 및 발달에서 베타 세포 덩어리의 역할에 대한 이해를 넓히는 데 중요합니다. 이것은 T2D에서 베타 세포 부전의 원인에 대한 추가 연구와 베타 세포의 진행성 손실을 지연시키는 치료 옵션에 도움이 될 수 있습니다. T2D 질병의 다인성 특성으로 인해 베타 세포 질량 평가를 위한 연구 모집단을 정의하는 것은 어렵습니다. GDM 병력이 있는 환자는 이러한 맥락에서 T2D에 대한 위험 코호트로서 연구하기에 매우 매력적인 모집단이 될 것입니다. 이 환자들은 이 질병이 발병할 위험이 증가하고 인슐린 감수성과 베타 세포 보상이 더 빠르게 악화되는 것으로 입증되는 T2D 발병에 대한 분명한 소인이 있습니다.

PET에 의한 GLP-1 수용체 이미징 베타 세포의 특정 비침습적 이미징을 위해 조사자들은 방사성 라벨링 후 비침습적일 수 있는 고도의 베타 세포 특이적 방사성 표지된 엑센딘 기반 GLP-1(글루카곤 유사 펩티드-1) 유사체를 개발했습니다. 인체에서 침습적으로 검출됩니다. GLP-1은 베타 세포에 특이적으로 결합하고 식후 인슐린 분비를 담당하는 인크레틴 호르몬입니다. 베타 세포에 대한 특이성이 나타났으며 베타 세포 질량과 이 추적자로 얻은 신호의 선형 상관 관계가 쥐에서 확립되었습니다.

GLP-1R 이미징은 인슐린 생성 췌장 신경내분비 종양(IPPNET)의 이미징에 적합한 것으로 나타났습니다. 또한, GLP-1R 이미징으로 이식된 베타 세포의 시각화 가능성은 근육에 이식된 자가 섬의 이미징으로 나타났습니다.