在业界瞩目的糖尿病学术会议召开之前,多家医疗器械公司正积极推介其即将推出的新技术,宣称这些技术将让糖尿病管理变得更加便捷。Insulet、Tandem Diabetes Care以及从美敦力分拆出来的MiniMed,均在研发被其称为“全闭环”的自动胰岛素输送(AID)系统。此类系统依托葡萄糖传感器数据,自动计算所需胰岛素剂量,并通过胰岛素泵完成输注。

与市面上现有的AID系统不同,这些新型系统无需用户在餐前主动告知进食或计算碳水化合物摄入量。

Insulet计划在本周末举行的美国糖尿病协会科学会议上,公布其可行性研究下一阶段的后期突破性数据。MiniMed亦将展示一份关于其计划中算法开发与临床验证的后期突破性海报。

专家表示,这项技术在减轻糖尿病管理负担方面前景可期,但它并不能实现全流程自动化。设备开发商必须在给予用户多少自主选项以及如何赢得用户信任之间做出权衡。

斯坦福大学医学中心内分泌学家、助理教授Rayhan Lal指出,研发这些系统的医疗科技公司将其称为“全闭环”实为用词不当。免除碳水计数或餐前宣告虽对糖尿病患者有益,但这些设备并非完全无需人工介入。

Lal本人多年来一直使用由糖尿病患者发起的开源项目OpenAPS所开发的AID系统来管理胰岛素剂量,且无需餐前宣告。然而,Lal表示,他不会将他正在使用的系统——或设备公司正在研发的系统——称为“全闭环”,因为用户仍需与之互动。

“如果我去跑步,我仍然需要以某种方式向系统发出信号:听着,我的胰岛素需求正在突变,你需要下调剂量。”Lal说。

运动与疾病会影响个体的胰岛素敏感性及所需胰岛素总量。此外,许多胰岛素泵在葡萄糖传感器失效或断开连接时,会切换至需要用户输入的备用模式。

“这从根本上减少了我必须向系统输入的指令数量,”Lal说,“这本身就非常有益。”

Insulet计划提交FDA申请

生产贴敷式胰岛素泵的Insulet公司,正致力于推进一款无需餐前宣告的AID系统的监管申报。今年5月,Insulet启动了该设备的关键性研究,计划于2027年向美国食品药品监督管理局(FDA)提交510(k)上市前通知,并预计于2028年上市。

A person speaks on a microphone while another person sits next to them.
Trang Ly是Insulet的首席医疗官。
图片来源:Insulet
 

Insulet首席医疗官Trang Ly表示,该系统旨在服务需要胰岛素的2型糖尿病患者。除了用户无需输入餐时剂量信息外,其主治医生也无需在治疗初期对胰岛素泵参数进行编程设定。Ly认为,这是触达更多患者的途径。

Ly称,公司必须精确计算初始胰岛素剂量,以确保在实现有效血糖控制的同时避免低血糖风险。

“确定一个既有效又安全的起始水平,并使其能随患者状况自动调整滴定,这正是其中的关键所在,也是我们通过临床研究试图解答的问题。”Ly表示。

Insulet于今年3月公布了24人可行性研究的结果,显示使用者的血糖达标时间(TIR)为68%。该指标衡量糖尿病患者处于目标血糖范围内的时间比例。根据美国糖尿病协会(ADA)的建议,大多数人应追求约70%的血糖达标时间。Insulet称,这一结果相比标准注射疗法改善了24%。

Insulet医学事务高级总监Jennifer Boyd透露,超过90%的参与者希望继续使用该功能并进入扩展研究阶段。

MiniMed研究可选性追加剂量

Professional photo of Ali Dianaty
Ali Dianaty是MiniMed的首席产品与技术官。
图片使用许可由美敦力提供
 

MiniMed正在研发一款名为Vivera的系统,在该系统中,餐前宣告将变为可选项。MiniMed首席产品与技术官Ali Dianaty表示,公司正在1型和2型糖尿病患者中对该系统进行研究。

Vivera的胰岛素目标值低于该公司现有的混合闭环系统。Dianaty解释,较低的目标值有助于未进行追加剂量(bolusing)的患者实现更优的血糖控制,同时也能帮助患者维持在妊娠期目标血糖范围内。

在一项涉及24名成年人的研究中,MiniMed先让受试者使用现有780G系统获取基线数据,随后改用新算法,并要求其在30天内进行碳水计数及餐前宣告。之后,公司要求这些参与者在接下来的30天内不输入任何餐前宣告。Dianaty补充道,研究结束后,参与者更倾向于跳过餐前宣告,这符合公司设计该功能的初衷。

Dianaty表示,公司选择赋予用户按需进行追加剂量的自主权,这比仅提供单一选择更具挑战性。

“我们试图兼顾人们在糖尿病管理反应上的各种差异,这是一项艰巨的挑战。”Dianaty说。

自今年2月起,MiniMed已在美国启动Vivera的关键性试验患者招募。公司尚未公布FDA提交申请的时间表。

A cell phone shows the text "CamAPS Liberty" and a blood glucose reading.
CamAPS Liberty是一款软件功能,允许用户在一段时间内跳过碳水计数或餐前胰岛素追加剂量。其开发商CamDiab计划将其作为可选功能,集成于其自动胰岛素输送应用CamAPS FX中。
图片使用许可由CamDiab提供
 

CamDiab获CE标志认证

在欧洲,一项允许用户选择跳过碳水计数或餐前胰岛素追加剂量的功能已获得监管授权。总部位于英国剑桥的CamDiab公司今年已为该功能(名为CamAPS Liberty)取得CE标志,适用于13岁及以上的1型糖尿病患者。

CamDiab计划在其现有的混合闭环应用CamAPS FX上推出该功能,用户可在一段时间内选择切换至CamAPS Liberty模式。CamDiab培训与外联经理Candice Ward表示,具体持续时间取决于患者个体及其治疗目标。

CamDiab在决定采用此方案前,进行了一项26人的交叉研究。在该研究中,一组受试者全程使用全闭环功能,并与使用胰岛素泵和持续葡萄糖监测(CGM)的对照组进行比较,随后两组交换治疗方案。结果显示,使用闭环功能时,受试者的血糖达标时间有所改善。但CamDiab并不想剥夺那些偏好追加剂量用户的选择权。

“这是一群在使用追加剂量方面存在困难的人。我们不想强迫那些没有此类困难的人,以他们不习惯的方式进行管理。”Ward补充道,CamDiab的目标是在临床结局与生活质量之间取得平衡。

CamAPS Liberty尚未正式上市,但CamDiab预计将在今年年底前,于已获得监管批准的国家推出该功能。

Tandem开发全闭环系统

Tandem Diabetes Care同样在研发其自有系统,名为Tandem Freedom,但该公司披露的细节相对较少。Tandem医学事务副总裁Laurel Messer表示,公司已完成的可行性研究在安全性和维持可接受血糖控制方面显示出积极前景。Tandem计划于今年晚些时候启动关键性试验。

A person holds a square device showing the time, date and insulin on board.
2022年11月14日,一名1型糖尿病患者在巴尔的摩手持Tandem Diabetes Care X2胰岛素泵。Tandem正致力于开发名为Tandem Freedom的全闭环系统。
图片来源:Steve Ruark/Tandem Diabetes Care/AP
 

平衡精准、自动化与自主性

开发无需餐前宣告的系统所面临的挑战之一,在于算法必须具备一定的预测能力。糖尿病患者通常在餐前注射速效胰岛素,以确保在身体开始消化碳水化合物时,胰岛素已处于活性状态。

Tandem的Messer指出,在无餐前宣告的系统中,算法必须自行侦测进餐事件,并给予恰当的胰岛素剂量,以实现所需的血糖控制效果,同时避免低血糖风险。

另一个需要考虑的因素是用户对设备控制权的期望程度。例如,若用户希望更主动地控制设备,系统是否能提供相应支持?用户对系统建立信心又需要哪些条件?

“尽管全闭环听起来像是一个简单的解决方案,但我坚信,如果五年后市面上有五款全闭环设备,它们的设计绝不会雷同。”Messer说。

目前研究的核心问题之一,是无需餐前宣告的AID系统与现有糖尿病治疗方案的疗效对比。

斯坦福大学医学中心的Lal表示,系统性能可能因餐食种类、碳水化合物类型及摄入量而异。随着各公司扩大临床试验规模,Lal希望看到能记录用户为避免低血糖而采取干预措施的数据,以确保更激进的算法不会反而增加使用者的操作负担。

Lal指出,如今普遍存在餐时追加剂量延迟或遗漏的现象,无论是使用胰岛素注射、胰岛素泵还是AID系统的患者皆是如此。

“如果我们能通过算法,在30分钟内给予同样剂量的胰岛素追加,那么对于许多经常延迟或遗漏餐时剂量的1型糖尿病患者而言,这无疑是一大福音。”Lal说。

约翰霍普金斯医学中心内分泌学家Mihail Zilbermint预计,该技术的主要益处在于减轻糖尿病带来的精神负担。患者有时只希望能暂时“喘口气”。尽管如此,他认为仍需加强糖尿病教育,并确保患者在设备故障或CGM数据不准时具备备用方案。

Zilbermint表示,他正等待大规模及真实世界研究的结果。

“最佳的系统并非替患者做出所有决定的系统,”Zilbermint说,“而是患者愿意佩戴、能够负担、易于理解,甚至在必要时可以自行排除故障的系统。”