제1형 당뇨병

Type 1 diabetes
제1형 당뇨병
기타이름제1형 당뇨병, 인슐린 의존성 당뇨병,[1] 청소년 당뇨병[2]
파란 동그라미, 당뇨병의 상징.[3]
발음
전문내분비학
증상빈뇨, 갈증 증가, 배고픔 증가, 체중 감소,[4] 시야 흐림, 피로감 및 쇠약, 이전에[5] 밤에 침대를 적시지 않았던 아이들의 침구
합병증당뇨병성 케톤산증, 비케톤성 고삼투성 혼수, 치유불량, 심혈관계 질환, 눈[2][4][6] 손상
통상적인 발병비교적 짧은 기간[1]
지속장기[4]
원인들체내에서 충분한 인슐린이[4] 생성되지 않습니다.
위험요소가족력, 셀리악병[6][7]
진단방법혈당, A1C[6][8]
예방알[4] 수 없음
치료인슐린, 당뇨식단, 운동[1][2]
빈도수.당뇨병 환자의[9] ~7.5%

이전에 청소년 당뇨병으로 알려진 제1형 당뇨병(T1D)은 인슐린(베타 세포)을 만드는 세포가 면역체계에 의해 파괴되면서 발생하는 자가면역질환입니다.[4]인슐린은 세포가 혈당을 에너지로 사용하는데 필요한 호르몬으로 혈류 속의 포도당 수치를 조절하는데 도움을 줍니다.[2]치료를 하기 전에 이것은 몸에 높은 혈당 수치를 초래합니다.[1]이 높아진 혈당의 일반적인 증상은 잦은 배뇨, 갈증 증가, 배고픔 증가, 체중 감소, 그리고 다른 심각한 합병증입니다.[4][10]흐릿한 시력, 피곤함, 그리고 느린 상처 치유를 포함하는 추가적인 증상들이 있을 수 있습니다.[2]증상은 일반적으로 짧은 기간에 걸쳐, 종종 수개월이 아니더라도 몇 주에 걸쳐 발생합니다.[1]

제1형 당뇨병의 원인은 밝혀지지 않았지만,[4] 유전적 요인과 환경적 요인이 복합적으로 작용하는 것으로 추정됩니다.[1]근본적인 메커니즘은 췌장에서 인슐린을 생성하는 베타 세포의 자가면역 파괴를 포함합니다.[2]당뇨병은 혈액 속의 당 또는 당화혈색소(HbA1C)의 수치를 검사함으로써 진단됩니다.[6][8]제1형 당뇨병은 일반적으로 자가 항체의[6] 존재 및/또는 C-펩타이드의 감소 수준/부재를 검사함으로써 제2형과 구별될 수 있습니다.

제1형 당뇨병을 예방할 수 있는 방법은 알려져 있지 않습니다.[4]생존을 위해서는 인슐린 치료가 필요합니다.[1]인슐린 치료는 보통 피부 바로 밑에 주사를 놓지만 인슐린 펌프를 통해 전달될 수도 있습니다.[11]당뇨병 식단과 운동은 관리의 중요한 부분입니다.[2]만약 치료하지 않고 방치한다면, 당뇨병은 많은 합병증을 일으킬 수 있습니다.[4]비교적 빠른 발병의 합병증으로는 당뇨병성 케톤산증과 비케토틱 과오산 혼수가 있습니다.[6]장기 합병증에는 심장병, 뇌졸중, 신부전, 발 궤양, 눈 손상 등이 포함됩니다.[4]또한 인슐린은 혈당을 낮추기 때문에 인슐린을 필요 이상으로 많이 섭취할 경우 저혈당으로 인한 합병증이 발생할 수 있습니다.[6]

제1형 당뇨병은 전체 당뇨병 환자의 약 5-10%를 차지합니다.[9]매년 약 80,000명의 어린이들이 이 병에 걸리는 것으로 추정되지만, 전세계적으로 영향을 받는 사람들의 수는 알려지지 않았습니다.[6]미국 내에서 피해를 입은 사람들의 수는 1백만에서 3백만 명으로 추정됩니다.[6][12]동아시아와 라틴 아메리카에서는 매년 100,000명 당 약 1명의 신규 환자가 발생하고, 스칸디나비아와 쿠웨이트에서는 매년 100,000명 당 약 30명의 신규 환자가 발생하는 등 질병 발병률은 매우 다양합니다.[13][14]그것은 일반적으로 어린이들과 젊은 성인들에게서 시작됩니다.[1]

징후 및 증상

당뇨병의 가장 중요한 증상에 대한 개요

제1형 당뇨병은 일반적으로 어린 시절이나 청소년기에 갑자기 시작됩니다.[15]제1형 당뇨병의 주요 징후는 매우 높은 혈당으로, 어린이들은 대개 며칠에서 수주간 다뇨(배뇨 증가), 다뇨(목마름 증가), 체중 감소로 나타납니다.[16][17]아이들은 또한 학교에서 식욕 증가, 시야 흐림, 침구 습윤, 재발성 피부 감염, 회음부 후보증, 과민성 및 수행 능력 문제를 경험할 수 있습니다.[16][17]제1형 당뇨병을 앓고 있는 성인들은 며칠에서 몇 주가 아니라 몇 달에 걸쳐 나타나는 더 다양한 증상을 가지고 있는 경향이 있습니다.[18][17]

인슐린의 장기적인 결핍은 당뇨병성 케톤산증을 유발할 수도 있는데, 이는 지속적인 피로, 건조하거나 붉어진 피부, 복통, 메스꺼움 또는 구토, 혼란, 호흡 곤란, 과일 냄새를 특징으로 합니다.[18][19]혈액과 소변 검사에서 혈액과 소변에서 비정상적으로 높은 포도당과 케톤이 발견됩니다.[20]치료되지 않은 케톤산증은 의식상실, 혼수상태, 사망으로 빠르게 진행될 수 있습니다.[20]제1형 당뇨병이 당뇨병성 케톤산증으로 시작되는 아이들의 비율은 지리학적으로 매우 다양한데, 유럽과 북미 지역에서는 적게는 15%, 개발도상국에서는 많게는 80%까지 높습니다.[20]

원인

제1형 당뇨병은 체내에서 인슐린을 생산하는 유일한 세포인 β-세포의 파괴와 그로 인한 진행성 인슐린 결핍으로 인해 발생합니다.인슐린이 없다면, 우리 몸은 혈당 상승에 효과적으로 반응할 수 없습니다.이 때문에 당뇨병을 앓고 있는 사람들은 고혈당이 지속적으로 발생합니다.[21]70-90%의 경우 β-세포는 완전히 명확하지 않은 이유로 자신의 면역체계에 의해 파괴됩니다.[21]이 자가 면역 반응의 가장 잘 연구된 구성 요소는 증상이 발생하기 몇 달 또는 몇 년 전부터 발생하기 시작하는 β-세포 표적 항체입니다.[21]일반적으로 누군가는 먼저 인슐린 또는 단백질 GAD65에 대한 항체를 개발하고, 그 후에 결국 단백질 IA-2, IA-2β 및/또는 ZNT8에 대한 항체를 개발할 것입니다.더 많은 항체를 가지고 있는 사람들, 그리고 더 일찍 항체가 생기는 사람들은 증상이 있는 제 1형 당뇨병에 걸릴 위험이 더 높습니다.[22]이 항체들이 생기는 계기는 아직 명확하지 않습니다.[23]많은 설명 이론들이 제시되었고, 그 원인은 유전적 민감성, 당뇨병 유발 유발 및/또는 항원에 대한 노출을 포함할 수 있습니다.[24]1형 당뇨병의 나머지 10-30%는 β-세포 파괴를 가지고 있지만 자가면역의 징후는 없습니다; 이것은 특발성 1형 당뇨병이라고 불리며 그 원인은 알려져 있지 않습니다.[21]

환경의

β-세포 자가면역을 유발하는 것이 무엇인지 이해하기 위한 시도로 다양한 환경적 위험이 연구되어 왔습니다.환경과 생활사의 많은 측면은 제1형 당뇨병 위험의 약간의 증가와 관련이 있지만, 각각의 위험과 당뇨병 사이의 연관성은 종종 불분명합니다.[citation needed]제1형 당뇨병 위험은 어머니가 비만이거나 35세 이상인 어린이나 제왕절개로 태어난 어린이의 경우 약간 높습니다.[25]마찬가지로, 생후 1년 동안 아이의 체중 증가, 총 체중, BMI는 제1형 당뇨병 위험이 약간 증가하는 것과 관련이 있습니다.[25]일부 식습관은 제1형 당뇨병 위험, 즉 소젖 섭취와 식이 당 섭취와도 관련이 있습니다.[25]동물 연구들과 몇몇 큰 인간 연구들은 제 1형 당뇨병 위험과 글루텐이나 식이 섬유의 섭취 사이의 작은 연관성을 발견했습니다. 그러나 다른 큰 인간 연구들은 그러한 연관성을 발견하지 못했습니다.[25]많은 잠재적인 환경 유발 요인들이 대규모 인간 연구에서 조사되었고 모유 수유 기간, 젖소 우유의 식단 도입 시간, 비타민 D 섭취, 활성 비타민 D의 혈중 수준, 오메가-3 지방산의 산모 섭취를 포함한 제1형 당뇨병 위험과는 관련이 없는 것으로 밝혀졌습니다.[25][26]

환경 유발 요인에 대한 오래된 가설은 생애 초기의 일부 바이러스 감염이 제1형 당뇨병 발병에 기여한다는 것입니다.이 연구의 대부분은 엔테로바이러스에 초점을 맞추고 있으며, 일부 연구에서는 제1형 당뇨병과 약간의 연관성을 발견하고 다른 연구에서는 전혀 발견하지 못했습니다.[27]대규모 인간 연구들은 제 1형 당뇨병과 임신 중 어머니의 감염을 포함한 다양한 다른 바이러스 감염 사이의 연관성을 발견하지 못했습니다.[27]반대로 선진국에서 병원균에 대한 노출이 줄어들면 종종 위생 가설로 불리는 자가 면역 질환의 위험이 높아진다는 가정도 있습니다.제1형 당뇨병은 가구밀집, 어린이집 출석률, 인구밀도, 소아예방접종, 항헬름제, 조기생애나 임신 중 항생제 사용 등 위생과 관련된 다양한 연구에서 연관성이 없는 것으로 나타났습니다.[28]

유전학

제1형 당뇨병은 부분적으로 유전에 의해 발생하며, 제1형 당뇨병 환자의 가족 구성원들은 스스로 발병할 위험이 더 높습니다.일반 인구에서 1형 당뇨병 발병 위험은 250분의 1 정도입니다.부모가 제1형 당뇨병을 앓고 있는 사람의 경우 위험이 1~9%까지 증가합니다.형제자매가 제1형 당뇨병에 걸리면 위험은 6-7%입니다.만약 일란성 쌍둥이가 제1형 당뇨병을 가지고 있다면, 그들은 스스로 발병할 위험이 30-70%에 이릅니다.[29]

이 질병의 유전성의 약 절반은 항원 제시에 관여하는 3개의 HLA 클래스 II 유전자, 즉 HLA-DRB1, HLA-DQA1 및 HLA-DQB1의 변이에 기인합니다.[29]제1형 당뇨병의 위험 증가와 관련된 변이 패턴은 HLA-DR3 및 HLA-DR4-HLA-DQ8이라고 불리며, 유럽계 사람들에게 일반적입니다.제1형 당뇨병의 위험 감소와 관련된 패턴은 HLA-DR15-HLA-DQ6라고 불립니다.[29]유전체 전반에 걸친 대규모 연관 연구들은 대부분 면역 체계에 관련된 유전자들인 제1형 당뇨병 위험과 관련된 수십 개의 다른 유전자들을 밝혀냈습니다.[29]

화학약품과 약품

어떤 약들은 인슐린 생산을 줄이거나 β 세포를 손상시켜 제1형 당뇨병과 유사한 질병을 일으킬 수 있습니다.항바이러스제 디다노신은 복용자의 5~10%에서 췌장염증을 유발하여 때때로 지속적인 β-세포 손상을 유발합니다.[30]마찬가지로, 항원충제 펜타미딘을 복용하는 사람의 최대 5%가 β-세포 파괴와 당뇨병을 경험합니다.[30]다른 여러 약물들은 인슐린 분비를 가역적으로 감소시킴으로써 당뇨병을 유발하는데, 스타틴(β 세포를 손상시킬 수도 있음), 이식 후 면역억제제 사이클로스포린 A와 타크롤리무스, 백혈병 약물 L-아스파라기나제, 그리고 항생제 가티플록신.[30][31]1976년 미국에서 도입된 설치류살균제 피리누론(바코르)은 췌장 베타세포를 선택적으로 파괴해 우발적 중독 후 제1형 당뇨병이 발생합니다.[32]피리누론은 1979년 미국 시장에서 철수했습니다.[33]암 면역 요법 약물은 옵디보와 같은 췌장 베타 세포를 파괴하기도 했습니다.[34]

진단.

당뇨병은 전형적으로 비정상적으로 높은 혈당을 나타내는 혈액 검사로 진단됩니다.세계보건기구(WHO)는 당뇨병을 최소 8시간 금식 후 7.0mmol/L(126mg/dL) 이상의 혈당 또는 경구 포도당 내성 시험 후 2시간 후 11.1mmol/L(200mg/dL) 이상의 포도당 수치로 정의합니다.[35]미국당뇨병협회는 11.1 mmol/L 이상 또는 48 mmol/mol 이상의 당화혈색소(헤모글로빈 A1C)[36] 수치를 가진 사람에게 당뇨병 진단을 추가로 권고합니다.

당뇨병의 진단이 확립되면, 베타 세포의 다양한 구성 요소를 표적으로 하는 자가 항체의 존재에 대한 혈액 검사로 제1형 당뇨병을 다른 유형과 구별합니다.[37]가장 일반적으로 사용 가능한 테스트는 글루탐산 탈카복실화효소, 베타세포 세포질, 또는 인슐린에 대한 항체를 검출하는데, 각각은 제1형 당뇨병 환자의 약 80%에서 항체의 표적이 됩니다.[37]일부 의료 제공자들은 또한 베타 세포 단백질 IA-2 및 ZnT8을 표적으로 하는 항체에 대한 시험에 접근할 수 있습니다; 이 항체들은 제1형 당뇨병 환자들의 약 58% 및 80%에 각각 존재합니다.[37]일부는 인슐린 합성의 부산물인 C-펩타이드를 검사하기도 합니다.매우 낮은 C-펩타이드 수치는 제1형 당뇨병을 암시합니다.[37]

관리

자세한 정보:당뇨병 관리

제1형 당뇨병 치료는 고혈당을 관리하기 위해 인슐린을 정기적으로 주사하는 것이 주를 이루고 있습니다.[38]주사기나 인슐린 펌프를 이용한 피하 주사를 통한 인슐린 주사는 음식 섭취량, 혈당 수치 및 신체 활동을 고려하여 용량을 조정하면서 하루에 여러 번 필요합니다.[38]치료의 목표는 가능한 한 자주 혈당을 정상 범위(식전 80–130 mg/dL, 식후 180 mg/dL)로 유지하는 것입니다.[39]이를 달성하기 위해 당뇨병을 앓고 있는 사람들은 종종 집에서 혈당 수치를 측정합니다.제1형 당뇨병 환자의 약 83%는 손가락을 찔러 피 한 방울을 뽑고 혈당 측정기로 혈당을 측정하는 모세혈관 혈액 검사를 통해 혈당을 측정합니다.[40]미국당뇨병협회는 혈당을 하루에 6-10회 정도 검사할 것을 권장합니다: 매 식사 전, 운동 전, 취침 시간, 가끔 식사 후, 그리고 누군가 저혈당 증상을 느낄 때.[40]제1형 당뇨병 환자의 약 17%는 지속적으로 글루코스 수치를 측정하고 그 수치를 외부 장치에 전달하는 센서가 피부 밑에 있는 장치인 연속 글루코스 모니터를 사용합니다.[40]지속적인 포도당 모니터링은 모세혈관 혈액 검사보다 더 나은 혈당 조절과 관련이 있습니다. 그러나 지속적인 포도당 모니터링은 상당히 비용이 많이 드는 경향이 있습니다.[40]의료 제공자들은 또한 지난 3개월 동안의 평균 혈당을 반영하는 누군가의 헤모글로빈 A1C 수치를 관찰할 수 있습니다.[41]미국당뇨병협회는 대부분의 성인에게 헤모글로빈 A1C 수치를 7% 이하로 유지하고 어린이에게는 7.5% 이하로 유지할 것을 권고하고 있습니다.[41][42]

인슐린 치료의 목표는 정상적인 췌장 인슐린 분비를 모방하는 것입니다: 기본적인 신진대사를 지원하기 위해 지속적으로 존재하는 낮은 수준의 인슐린, 그리고 고혈당에 반응하여 추가적인 인슐린의 2단계 분비, 그리고 그 후 지속적인 인슐린 분비의 연장 단계.[43]이것은 다양한 속도와 시간에 따라 작용하는 다양한 인슐린 제제를 결합함으로써 달성됩니다.제1형 당뇨병의 치료 기준은 식사나 간식을 먹기 10-15분 전에 신속하게 반응하는 인슐린을 다량 섭취하고, 고혈당을 교정하기 위해 필요한 경우입니다.[43]또한 지속적인 낮은 수준의 인슐린은 하루에 한 두 번의 장기 작용 인슐린을 투여하거나 인슐린 펌프를 통해 낮은 수준의 인슐린을 꾸준히 주입함으로써 달성됩니다.[43]각 주사에 적합한 인슐린의 정확한 투여량은 식사/간식의 함량 및 인슐린에 대한 개인의 민감도에 따라 달라지므로, 전형적으로 당뇨병이 있는 개인 또는 가족이 손 또는 보조 장치(계산기, 차트, 모바일 앱 등)에 의해 계산됩니다.[43]이러한 집중적인 인슐린 요법을 관리할 수 없는 사람들은 때때로 미리 계획된 시간의 식사 및 탄수화물 구성과 함께 정해진 시간에 투여되는 급속 또는 단기 작용 및 중간 작용 인슐린의 혼합물에 의존하는 대체 계획이 처방됩니다.[43]

제1형 당뇨병 치료를 위해 미국 식품의약국에 의해 승인된 비인슐린 제제는 베타세포 호르몬인 아밀린을 대체하는 아밀린 아날로그 프람린타이드입니다.식사시간 인슐린 주사에 프람린타이드를 첨가하면 식사 후 혈당 상승을 줄여 혈당 조절 효과를 높일 수 있습니다.[44]때때로, 메트포르민, GLP-1 수용체 작용제, Dipeptidyl peptidase-4 억제제 또는 SGLT2 억제제는 제1형 당뇨병을 가진 사람들에게 비표지적으로 처방되지만, 제1형 당뇨병 환자들 중 5% 미만의 사람들이 이 약물들을 사용합니다.[38]

라이프스타일

인슐린 외에도, 제 1형 당뇨병 환자들이 혈당을 조절하는 주요한 방법은 다양한 음식이 혈당 수치에 어떻게 영향을 미치는지를 배우는 것입니다.이것은 주로 혈당에 가장 큰 영향을 미치는 음식의 종류인 탄수화물 섭취량을 추적함으로써 이루어집니다.[45]일반적으로, 제 1형 당뇨병을 가진 사람들은 미리 결정된 식이 계획보다 개별화된 식이 계획을 따르는 것이 좋습니다.[46]아이들이 부모의 도움 없이 인슐린을 사용하는 방법과 시기를 가르쳐 주거나 감시할 수 있는 캠프가 있습니다.[47]심리적 스트레스가 당뇨병에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 운동, 새로운 취미활동, 자선단체 가입 등을 포함한 많은 방법들이 권장되고 있습니다.[48]

운동이 혈당에 미치는 영향은 예측하기 힘들 수 있지만, 규칙적인 운동은 일반적인 건강을 유지하는 데 중요합니다.[49]외인성 인슐린은 혈당을 낮추어 당뇨병이 있는 사람들을 운동 중과 운동 직후, 그리고 운동 후 7시간에서 11시간 후에 저혈당의 위험에 빠뜨릴 수 있습니다.[49]반대로, 고강도 운동은 인슐린의 부족과 그에 따른 고혈당을 초래할 수 있습니다.[49]혈당이 비교적 높을 때(100mg/dL 이상) 운동을 시작하고, 운동 중 또는 운동 직후 탄수화물을 섭취하며, 계획된 운동 후 2시간 이내에 인슐린 주사량을 줄임으로써 저혈당 위험을 관리할 수 있습니다.[49]마찬가지로, 인슐린 수치가 매우 낮거나 혈당이 매우 높을 때(350mg/dL 이상), 또는 몸이 불편할 때 운동을 피함으로써 운동으로 인한 고혈당의 위험을 관리할 수 있습니다.[49]

이식

어떤 경우에, 사람들은 인슐린 생산을 회복하고 당뇨병 증상을 완화하기 위해 췌장이나 분리된 섬 세포를 이식 받을 수 있습니다.전체 췌장의 이식은 드물고, 부분적으로는 이용 가능한 기증자 기관의 수가 적고, 이식 거부 반응을 예방하기 위한 평생 면역 억제 요법이 필요하기 때문입니다.[50][51]미국당뇨병협회는 신장이식이 필요하거나 정기적인 인슐린 요법을 시행하기 어렵고 혈당조절이 잘 되지 않는 심각한 부작용이 반복되는 사람에게만 췌장이식을 권장하고 있습니다.[51]대부분의 췌장 이식은 신장 이식과 동시에 이루어지며, 두 장기 모두 같은 기증자로부터 얻어집니다.[52]이식된 췌장은 약 4분의 3의 수혜자들이 인슐린 복용을 중단할 수 있도록 하면서 적어도 5년 동안은 계속해서 기능을 합니다.[53]

섬의 이식만 해도 점점 더 보편화되고 있습니다.[54]췌장의 작은 섬은 기증자의 췌장으로부터 분리된 후, 그로부터 이식된 환자의 문맥에 주입됩니다.[55]거의 절반의 수혜자들에게서, 이식 후 5년이 지난 지금도 외인성 인슐린이 필요 없을 정도로 섬 이식은 계속해서 효과가 좋습니다.[56]이식이 실패할 경우, 수혜자들은 추가 기증자들로부터 문맥에 대한 작은 섬의 후속 주사를 받을 수 있습니다.[55]전체 췌장 이식과 마찬가지로, 섬 이식은 평생 면역 억제를 필요로 하며 기증자 장기의 제한된 공급에 의존합니다. 따라서, 그것은 심각하고 잘 통제되지 않는 당뇨병을 가진 사람들과 신장 이식을 받았거나 예정된 사람들에게 비슷하게 제한됩니다.[54][57]

2023년 6월, 도니셀(Lantidra) 동종(donor) 췌장섬 세포치료제가 미국에서 의료용으로 승인되었습니다.[58]

병원성

제1형 당뇨병은 췌장 베타 세포의 파괴의 결과이지만, 무엇이 그 파괴를 유발하는지는 아직 명확하지 않습니다.[59]제1형 당뇨병이 있는 사람들은 제1형 당뇨병이 없는 사람들보다 특별히 섬 항원을 표적으로 하는 CD8+ T 세포와 B 세포를 더 많이 가지고 있는 경향이 있으며, 이는 베타 세포 파괴에서 적응 면역 시스템에 대한 역할을 시사합니다.[59][60]제1형 당뇨병 환자들은 또한 자가면역을 악화시킬 수 있는 조절 T 세포 기능이 감소하는 경향이 있습니다.[59]베타 세포의 파괴는 절연염이라고 불리는 랑게르한스 섬의 염증을 초래합니다.이 염증이 있는 섬들은 CD8+ T 세포와 CD4+ T 세포를 포함하는 경향이 있습니다.[59]췌장이나 베타세포 자체의 이상도 베타세포 파괴의 원인이 될 수 있습니다.제1형 당뇨병 환자의 췌장은 더 작고 가벼우며 혈관, 신경 신경 신경, 세포 외 기질 조직에 이상이 있는 경향이 있습니다.[61]게다가, 제 1형 당뇨병을 가진 사람들의 베타 세포는 때때로 HLA 클래스 I 분자를 과발현하고 (면역 체계로의 신호 전달을 담당하는) 증가된 소포체 스트레스와 새로운 단백질을 합성하고 접는 문제를 가지고 있는데, 이것들 중 어떤 것도 그들의 죽음에 기여할 수 있습니다.[61]

베타 세포가 실제로 죽는 메커니즘은 CD8+ T 세포와 대식세포에 의해 유도되거나 악화된 세포사멸과 세포사멸을 모두 포함합니다.[62]네크롭토시스는 활성화된 T 세포에 의해 유발될 수 있습니다 – 독성 그랜자임과 퍼포린을 분비합니다 – 또는 혈류 감소 또는 활성 산소종의 생성의 결과로서 간접적으로 말이죠.[62]일부 베타 세포들이 죽으면서, 그들은 염증과 세포 사멸을 악화시키면서, 면역 반응을 증폭시키는 세포 성분을 방출할지도 모릅니다.[62]제1형 당뇨병을 가진 사람들의 췌장은 또한 야누스 키나제와 TYK2 경로의 활성화와 관련된 베타 세포 사멸의 징후를 가지고 있습니다.[62]

베타 세포 기능의 부분 절제는 당뇨병을 유발하기에 충분합니다; 진단 시, 제 1형 당뇨병을 가진 사람들은 여전히 감지 가능한 베타 세포 기능을 가지고 있습니다.일단 인슐린 치료가 시작되면, 많은 사람들은 베타 세포 기능의 부활을 경험하고, "허니문 단계"라고 불리는 거의 혹은 전혀 인슐린 치료를 하지 않는 시간을 가질 수 있습니다.[61]이것은 결국 베타세포가 계속해서 파괴되면서 사라지고, 인슐린 치료가 다시 필요합니다.[61]베타 세포 파괴가 항상 완전한 것은 아닙니다. 제1형 당뇨병 환자의 30-80%가 진단 후 수년 또는 수십 년 후에 소량의 인슐린을 생산하기 때문입니다.[61]

알파세포기능장애

자가면역 당뇨병의 발병은 혈당과 신진대사를 조절하기 위해 인슐린과 길항작용을 하는 [63]호르몬 글루카곤을 조절하는 능력의 손상을 동반합니다.진행성 베타 세포 파괴는 글루카곤을 분비하는 이웃 알파 세포의 기능 장애를 초래하고, 두 방향으로 우식증으로부터 벗어난 이탈을 악화시킵니다. 식후 글루카곤의 과잉 생산은 더 급격한 고혈당을 야기합니다.그리고 저혈당시 글루카곤을 자극하지 못하면 글루카곤 매개로 포도당 수치가 회복되는 것을 막습니다.[64]

고혈당혈증

제1형 당뇨병의 발병은 식후 글루카곤 분비의 증가로 이어집니다.진단 첫 해 동안 증가는 37%까지 측정된 반면 c-펩타이드 수치(섬에서 파생된 인슐린을 나타냄)는 최대 45%[65]까지 감소합니다.면역체계가 베타세포를 파괴함에 따라 인슐린 생산은 계속 감소할 것이고, 섬 유래 인슐린은 치료적 외인성 인슐린으로 계속 대체될 것입니다.이와 동시에 질병 초기에 측정 가능한 알파세포 비대와 과증식이 있어 알파세포 질량이 확대됩니다.이것은 베타 세포 인슐린 분비의 실패와 함께 고혈당증의 원인이 되는 글루카곤 수준의 증가를 설명하기 시작합니다.[64]일부 연구자들은 글루카곤 조절 장애가 초기 고혈당증의 주요 원인이라고 믿고 있습니다.[66]식후 고혈당혈증의 원인에 대한 주요 가설은 외인성 인슐린 치료가 베타세포 유래 맥동 인슐린 분비에 의해 이전에 매개된 알파세포로의 손실된 섬내 신호 전달을 대체하기에 불충분하다는 것을 시사합니다.[67][68]이러한 작업 가설 하에서 집중적인 인슐린 치료는 외인성 인슐린 주입 치료에서 자연 인슐린 분비 프로필을 모방하려고 시도했습니다.[69]

혈당강하 글루카곤

글루카곤 분비는 보통 포도당 수치가 떨어질 때 증가하지만, 제1형 당뇨병 환자에서는 저혈당에 대한 정상적인 글루카곤 반응이 무뎌집니다.[70][71]베타 세포 포도당 감지 및 투여된 인슐린 분비의 후속 억제가 부재하여 글루카곤 방출을 억제하는 섬도 고인슐린혈증으로 이어집니다.[70][72]

알파 세포에 대한 자율 입력은 저혈당의 중등도에서 심각한 범위의 글루카곤 자극에 훨씬 더 중요하지만, 자율 반응은 여러 가지 방법으로 무뎌집니다.반복적인 저혈당은 뇌의 포도당 감지 영역에서 대사적인 조절을 일으켜 교감 신경계의 역조절 활성화 문턱을 포도당 농도를 낮추도록 바꿉니다.[72]이것은 저혈당 미각이라고 알려져 있습니다.이후의 저혈당증은 작은 섬과 부신피질로 역조절 신호를 보내는 장애를 만나게 됩니다.이것은 글루카곤 자극의 부족과 에피네프린 방출의 부족을 설명합니다. 이것은 보통 간으로부터의 포도당 방출과 생산을 자극하고 향상시켜 당뇨병 환자들을 심각한 저혈당, 혼수, 그리고 죽음으로부터 구해줍니다.저혈당 무의식의 세포 메커니즘에 대한 연구에서 많은 가설들이 제시되었고, 아직 합의점에 도달하지 못했습니다.[73]주요 가설은 다음 표에 요약되어 있습니다.[74][72][73]

저혈당 무의식의 메커니즘
글리코겐 초보상 성상세포에 글리코젠 저장량이 증가하면 저혈당에 대한 중추신경계의 인식에 대항하여 대사를 위한 보충적인 글리코실 단위에 기여할 수 있습니다.
포도당 대사량의 증가 반복적인 저혈당증으로 인한 포도당 수송의 변화와 대사 효율의 향상은 교감 반응을 활성화하는 산화 스트레스를 완화합니다.
대체연료 가설 포도당에 대한 의존도 감소, 성상세포로부터 젖산의 보충, 또는 케톤은 대사 요구를 충족시키고 뇌에 대한 스트레스를 감소시킵니다.
뇌신경전달 시상하부 억제 GABA는 일반적으로 저혈당 동안 감소하여 교감음에 대한 신호를 억제하지 못합니다.저혈당의 반복적인 증상은 이후의 저혈당 동안 정상적으로 감소하지 못하는 기저 GABA의 증가를 초래합니다.억제음이 남아 있고 공감음은 증가하지 않습니다.

또한, 자가면역 당뇨병은 섬 특이적 교감 신경작용의 소실을 특징으로 합니다.[75]이 손실은 섬 교감 신경 말단의 80-90% 감소를 구성하고 질병의 진행 초기에 발생하며 환자의 수명에도 지속됩니다.[76]제1형 당뇨병 환자의 자가면역 양상과 연관되어 있고 제2형 당뇨병 환자에서는 발생하지 않습니다.자가면역 사건 초기에 섬 교감 신경에서 축삭 가지치기가 활성화됩니다.p75 뉴로트로핀 수용체(p75NTR)는 축삭을 가지치기 위해 작용하는 p75 뉴로트로핀 수용체(p75)를 자극하여 절연염과 베타세포 사멸로 인한 BDNF와 ROS의 증가로 인해 활성화됩니다.축삭은 보통 섬에서 주로 베타 세포에 의해 생성되는 NGF에 의한 트로포마이오신 수용체 키나아제 A (Trk A) 수용체의 활성화에 의해 가지치기로부터 보호됩니다.따라서 점진적인 자가면역 베타 세포 파괴는 섬 교감 신경에 대한 가지치기 인자의 활성화와 보호 인자의 손실을 모두 야기합니다.이 독특한 형태의 신경병증은 제1형 당뇨병의 특징이며, 심각한 저혈당의 글루카곤 구조 상실에 부분적인 역할을 합니다.[75]

합병증

자세한 정보:당뇨병 합병증

제1형 당뇨병의 가장 시급한 합병증은 항상 존재하는 혈당 조절 불량의 위험입니다. 바로 심각한 저혈당증과 당뇨병성 케톤산증입니다.일반적으로 혈당이 70mg/dL 미만인 저혈당은 에피네프린의 분비를 유발하고, 사람들이 불안하거나 짜증을 느끼도록 할 수 있습니다.[77]저혈당이 있는 사람들은 배고픔, 메스꺼움, 땀, 오한, 어지러움 그리고 빠른 심장 박동을 경험할 수도 있습니다.[77]어떤 사람들은 머리가 가볍거나, 졸리거나, 허약하다고 느낍니다.[77]심각한 저혈당증은 빠르게 발전하여 혼란, 조정 문제, 의식 상실, 발작을 일으킬 수 있습니다.[77][78]평균적으로, 제 1형 당뇨병을 가진 사람들은 100년 동안 16-20번 더 도움을 받아야 하는 저혈당증을 경험하고, 100년 동안 의식을 잃거나 발작을 일으키는 사건을 경험합니다.[78]미국 당뇨병 협회는 저혈당을 15그램의 탄수화물을 섭취하고 혈당을 확인하기 전에 15분을 기다렸다가 혈당이 70mg/dL 이상이 될 때까지 반복하는 "15-15 규칙"에 따라 치료할 것을 권장합니다.[77]누군가의 먹는 능력을 손상시키는 심각한 저혈당은 일반적으로 주사 가능한 글루카곤으로 치료되며, 이는 간에서 혈류로 포도당 방출을 유발합니다.[77]반복적으로 저혈당이 발생하는 사람들은 저혈당에 대한 자각 증상이 나타날 수 있는데, 저혈당 증상을 경험하는 혈당 수치가 감소하여 심각한 저혈당 사건의 위험이 증가합니다.[79]1990년대와 2000년대 초반에 급속 작용 및 장기 작용 인슐린 제품의 출현으로 인해 심각한 저혈당의 비율은 일반적으로 감소했지만,[43] 급성 저혈당은 여전히 제1형 당뇨병 관련 사망의 4-10%를 유발합니다.[78]

다른 지속적인 위험은 당뇨병성 케톤산증입니다. 인슐린이 부족하면 세포가 설탕 대신 지방을 연소시켜 부산물로 독성 케톤을 생산하는 상태입니다.[19]케톤산증 증상은 빠르게 나타날 수 있으며, 소변을 자주 보거나 과도한 목마름, 메스꺼움, 구토, 심한 복통 등이 흔히 발생합니다.[80]케톤산증이 심하면 호흡곤란이 발생하고 뇌부종으로 인해 의식을 잃을 수 있습니다.[80]제1형 당뇨병 환자는 100명 당 1~5회 당뇨병성 케톤산증을 경험하며, 대부분은 입원으로 이어집니다.[81]제1형 당뇨병 관련 사망의 13-19%는 케톤산증에 의해 발생하며,[78] 케톤산증은 58세 미만의 제1형 당뇨병 환자에서 사망의 주요 원인이 됩니다.[81]

장기 합병증

당뇨병의 급성 합병증 외에도 장기간의 고혈당증은 몸 전체의 작은 혈관에 손상을 입힙니다.이러한 손상은 특히 눈, 신경 및 신장에서 나타나는 경향이 있으며, 각각 당뇨병성 망막병증, 당뇨병성 신경병증 및 당뇨병성 신병증을 유발합니다.[79]눈에는 고혈당이 장기화되면 망막의 혈관이 잘 깨지게 됩니다.[82]

제1형 당뇨병을 앓고 있는 사람들은 심혈관 질환의 위험도가 높아지는데, 이는 평균 제1형 당뇨병의 수명을 8-13년 단축시키는 것으로 추정됩니다.[83]신경병증뿐만[85] 아니라 심혈관 질환도[84] 자가면역 기반을 가질 수 있습니다.1형 DM을 가진 여성은 1형 DM을 가진 남성에 비해 사망 위험이 40% 높습니다.[86]

제 1형 당뇨병을 앓고 있는 사람들의 약 12%가 임상적 우울증을 가지고 있습니다.[87]제1형 당뇨병 환자의 약 6%도 셀리악병이 있지만 대부분 소화기[7][88] 증상이 없거나 당뇨병, 위마비, 당뇨병 신경병증의 조절이 잘 안 되는 것으로 잘못 알려져 있습니다.[88]대부분의 경우 셀리악병은 제1형 당뇨병이 발병한 후 진단됩니다.셀리악병과 제1형 당뇨병의 연관성은 망막병증이나 사망률과 같은 합병증의 위험을 증가시킵니다.이러한 연관성은 공유된 유전적 요인, 그리고 치료되지 않은 셀리악병에 의한 염증이나 영양 결핍으로 설명될 수 있는데, 제1형 당뇨병이 먼저 진단되더라도 말입니다.[7]

요로감염증

당뇨병을 앓고 있는 사람들은 요로감염률이 증가하는 것을 보입니다.[89]그 이유는 방광기능장애는 당뇨병이 없는 사람보다 당뇨병이 있는 사람에게 더 흔하기 때문입니다.신증이 있으면 방광감각이 저하되고, 이로 인해 요로감염의 위험인자인 잔뇨량이 증가할 수 있습니다.[90]

성기능장애

당뇨병을 앓고 있는 사람들의 성 기능 장애는 종종 신경 손상과 순환 불량과 같은 신체적 요인과 질병의 요구로 인한 스트레스 및/또는 우울증과 같은 심리적 요인의 결과입니다.[91]당뇨병을 앓고 있는 남성들에게 가장 흔한 성적 문제는 발기와 사정의 문제입니다. "당뇨병으로 인해, 음경의 발기 조직을 공급하는 혈관이 딱딱해지고 좁아질 수 있으며, 이는 단단한 발기에 필요한 충분한 혈액 공급을 방해합니다.혈당 조절 불량으로 인한 신경 손상도 사정 중 음경 대신 방광 내로 사정액이 들어가게 할 수 있는데, 이를 역행성 사정이라고 합니다.이런 일이 일어나면 정액이 소변 속에서 몸을 떠납니다.발기부전의 또 다른 원인은 이 질병의 결과로 만들어진 활성산소종이다.산화 방지제는 이것을 방지하는 데 도움을 주기 위해 사용될 수 있습니다.[92]성 문제는 성기의 감각 저하, 건조함, 오르가즘에 대한 어려움/불능, 성관계 중 통증, 성욕 저하 [91]등 당뇨병을 가진 여성들에게 흔히 발생합니다.당뇨병은 때때로 여성의 에스트로겐 수치를 감소시켜 질 윤활에 영향을 줄 수 있습니다.남성보다 여성의 당뇨병과 성기능 장애의 상관관계에 대해서는 알려진 바가 적습니다.[91]

경구 피임약은 당뇨병이 있는 여성들에게 혈당 불균형을 일으킬 수 있습니다.용량 변경은 부작용과 합병증의 위험을 무릅쓰고 이를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.[91]

제1형 당뇨병을 앓고 있는 여성들은 다낭성 난소 증후군(PCOS)의 정상보다 더 높은 비율을 보입니다.[93]제1형 당뇨병 여성은 고혈당이 자주 발생할 수 있기 때문에 난소가 높은 인슐린 농도에 노출되기 때문일 것입니다.[94]

자가면역장애

제1형 당뇨병을 앓고 있는 사람들은 여러 가지 자가 면역 장애, 특히 갑상선 문제가 발생할 위험이 증가합니다. 제1형 당뇨병을 앓고 있는 사람들의 약 20%는 일반적으로 하시모토 갑상샘염이나 그레이브스병에 의해 발생하는 갑상샘기능저하증이나 갑상샘기능항진증을 가지고 있습니다.[95][78]셀리악병은 제1형 당뇨병 환자의 2-8%에 영향을 미치며, 당뇨병 진단을 받은 젊은 사람들과 백인들에게서 더 흔히 발생합니다.[95]제1형 당뇨병 환자는 류마티스 관절염, 루푸스, 자가면역 위염, 악성 빈혈, 백반증, 애디슨병의 위험도 또한 증가합니다.[78]반대로 면역 관련 유전자 AIRE(자가면역다기관증후군 유발), FoxP3(IPEX 증후군 유발) 또는 STAT3의 돌연변이에 의한 복합적인 자가면역증후군은 그 효과에 제1형 당뇨병을 포함합니다.[96]

예방

제1형 당뇨병을 예방할 수 있는 방법은 없지만,[97] 당뇨병 발병 위험이 높은 일부 사람들에게는 당뇨병 증상의 발생이 지연될 수 있습니다.2022년 FDA는 이미 당뇨병 관련 자가 항체 및 혈당 조절 문제가 발생한 8세 이상의 1형 당뇨병의 진행을 지연시키기 위해 테플리주맙의 정맥 주사를 승인했습니다.그 모집단에서 항-CD3 단일클론항체 테플리주맙은 제1형 당뇨병 증상의 발생을 약 2년 정도 지연시킬 수 있습니다.[98]

항-CD3 항체 외에도, 베타 세포 파괴를 방지하기 위한 목적으로 여러 면역 억제제들이 시험되었습니다.사이클로스포린 치료의 대규모 실험들은 사이클로스포린이 최근 제1형 당뇨병으로 진단된 사람들의 인슐린 분비를 개선시킬 수 있다고 시사했지만, 사이클로스포린의 복용을 급격히 중단한 사람들은 인슐린을 만드는 것을 중단했고, 사이클로스포린의 신장 독성과 암의 위험 증가는 사람들이 장기간 사용하는 것을 막았습니다.[99]프레드니손, 아자티오프린, 항혈청 글로불린, 미코페놀레이트, 그리고 CD20과 IL2 수용체 α에 대한 항체와 같은 다른 면역 억제제들이 연구의 대상이 되어 왔지만, 어떤 것도 제1형 당뇨병의 발병으로부터 지속적인 보호를 제공하지 못했습니다.[99]제1형 당뇨병 동안 면역세포가 표적으로 하는 인슐린, GAD65 및 다양한 짧은 펩타이드로 예방접종을 하여 면역관용성을 유도하려는 임상시험도 있었지만, 아직까지 질병의 발생을 지연시키거나 예방하지는 못했습니다.[100]

여러 실험에서 제 1형 당뇨병으로 이어지는 자가면역을 줄이기 위해 식이요법을 시도했습니다.소젖을 보류하거나 소 인슐린이 없는 조제 분유를 유아에게 제공한 실험은 β-세포 표적 항체의 발달을 감소시켰지만, 제1형 당뇨병의 발생을 막지는 못했습니다.[101]마찬가지로, 고위험군에게 인슐린, 경구 인슐린, 또는 니코틴아마이드를 주사한 실험들은 당뇨병 발병을 예방하지 못했습니다.[101]

역학

제1형 당뇨병은 전 세계 당뇨병 환자의[22] 약 10-15%, 혹은 1,200만 명의 환자를 차지합니다.[102]증상은 어느 연령에서도 시작될 수 있지만, 발병은 어린이들에게 가장 흔하며, 진단은 5세에서 7세 사이에서 약간 더 흔하며, 사춘기 시기에는 훨씬 더 흔합니다.[103][15]대부분의 자가 면역 질환과는 대조적으로, 제 1형 당뇨병은 여성보다 남성에게 약간 더 흔합니다.[103]

2006년에, 제 1형 당뇨병은 14세 미만의 44만명의 어린이들에게 영향을 미쳤고 15세 미만의 어린이들에게 당뇨병의 주요 원인이었습니다.[104][22]

요금은 국가와 지역에 따라 천차만별입니다.발병률은 스칸디나비아에서 가장 높고, 어린이 10만 명당 연간 30-60명, 미국과 남유럽에서는 10만 명당 중간 10-20명, 중국, 아시아의 많은 지역, 남미에서는 10만 명당 1-3명으로 가장 낮습니다.[26]

미국에서는 2015년에 20세 미만의 약 20만 8천명의 청소년들이 제 1형과 제 2형 당뇨병을 앓았습니다.매년 18,000명이 넘는 청소년들이 제 1형 당뇨병을 진단받고 있습니다.매년 약 234,051명의 미국인들이 당뇨병(I형 또는 II형) 또는 당뇨병 관련 합병증으로 사망하며, 69,071명이 주요 사망 원인입니다.[105]

호주에서는 약 백만 명의 사람들이 당뇨병 진단을 받았고 이 중 13만 명이 제 1형 당뇨병 진단을 받았습니다.호주는 14세 이하의 어린이들로 세계에서 6위를 차지하고 있습니다.2000년부터 2013년까지 31,895건이 신규로 발생하였고, 2013년에는 2,323건이 발생하여 매년 인구 10만 명당 10~13건씩 발생하고 있습니다.원주민들과 토레스 해협 섬 주민들은 덜 영향을 받습니다.[106][107]

1950년대 이후, 제 1형 당뇨병의 발병률은 전 세계적으로 매년 평균 3-4%씩 점차 증가하고 있습니다.[26]이러한 증가는 제1형 당뇨병 발병률이 낮은 국가에서 더 두드러집니다.[26]2023년 한 연구에서 COVID-19 감염과 어린이의 제1형 당뇨병 발병 사이의 관계를 제시했습니다.[108] 확인된 연구는 현재까지 나타나지 않았습니다.

역사

주요 기사:당뇨병의 병력

당뇨병과 췌장 손상의 연관성은 독일의 병리학자 마틴 슈미트에 의해 처음 기술되었습니다. 그는 1902년 논문에서 당뇨병으로 사망한 아이의 췌장섬 주변에 염증이 있다는 것을 지적했습니다.[109]Shields Warren은 1920년대를 통해 이러한 염증과 당뇨병 발병의 연관성을 더욱 발전시켰고, 1940년 Hanns von Meyenburg가 이 현상을 설명하기 위해 "불순염"이라는 용어를 만들었습니다.[109]

1형 당뇨병은 1970년대에 다른 자가 면역 결핍이 있는 당뇨병 환자들에게서 섬에 대한 자가 항체가 발견되었다는 관찰에 근거하여 자가 면역 질환으로 묘사되었습니다.[110]또한 1980년대에 면역 억제 요법이 질병의 진행을 늦출 수 있다는 것을 보여주었고, 제1형 당뇨병이 자가 면역 질환이라는 생각을 더욱 뒷받침해주었습니다.[111]어린 시절에 처음 진단되는 경우가 많기 때문에 청소년 당뇨병이라는 이름은 일찍이 사용되었습니다.

사회와 문화

참고 항목:제1형 당뇨병 환자 목록

제1형과 제2형 당뇨병은 미국에서 연간 105억 달러(당뇨병 1인당 월 875달러)의 의료비와 44억 달러(당뇨병 1인당 월 366달러)의 간접비를 추가로 발생시키는 것으로 추정되었습니다.[112] 미국에서 매년 2450억 달러가 당뇨병의 원인으로 지목되고 있습니다.당뇨병 진단을 받은 사람들은 당뇨병이 없는 사람들에 비해 건강 관리 비용이 2.3배나 높습니다.제1형 당뇨병과 제2형 당뇨병을 앓고 있는 사람들에게 10분의 1의 의료비가 지출됩니다.[105]

조사.

제1형 당뇨병에 대한 연구를 위한 자금은 정부, 업계(예: 제약 회사) 및 자선 단체에서 제공됩니다.미국의 정부 기금은 국립보건원을 통해, 영국에서는 국립보건연구원이나 의학연구위원회를 통해 배분됩니다.제 1형 당뇨병을 앓고 있는 아이들의 부모들에 의해 설립된 청소년 당뇨병 연구 재단 (JDRF)은 제 1형 당뇨병 연구를 위한 자선에 기반을 둔 세계 최대의 자금 제공자입니다.[citation needed]다른 자선단체로는 미국 당뇨병 협회, 당뇨병 영국, 당뇨병 연구 및 건강 재단,[113] 당뇨병 호주, 캐나다 당뇨병 협회 등이 있습니다.

장기교체

만능줄기세포는 베타세포를 만드는 데 사용될 수 있지만 이전에는 이 세포들이 정상적인 베타세포처럼 기능하지 않았습니다.[114]2014년에는 더 성숙한 베타 세포가 생산되었는데, 이 세포는 쥐에게 이식되었을 때 혈당에 반응하여 인슐린을 방출합니다.[115][116]이러한 기술이 인간에게 사용되기 전에 안전성과 효과에 대한 증거가 더 필요합니다.[114]

또한, 사용자의 의식적인 입력 없이 포도당 수치를 감지하고 적절한 인슐린을 주입할 수 있는 완전 자동화된 인슐린 전달 시스템 또는 "인공 췌장"을 개발하기 위한 상당한 노력이 있어 왔습니다.[117]현재의 "하이브리드 폐쇄 루프 시스템"은 혈당 수치를 감지하기 위해 연속 글루코스 모니터를 사용하고, 인슐린을 전달하기 위해 피하 인슐린 펌프를 사용합니다. 그러나, 인슐린 주입과 그 작용 사이의 지연으로 인해, 현재의 시스템은 사용자가 식사를 하기 전에 인슐린을 개시하도록 요구합니다.[118]인슐린 외에 글루카곤을 주입하는 이중 호르몬 시스템, 그리고 인슐린이 더 빨리 흡수될 수 있는 복강 내에 주입하는 이식형 장치 등, 이러한 시스템에 대한 여러 개선이 현재 인간을 대상으로 한 임상 시험 중에 있습니다.[119]

질병모델

제1형 당뇨병의 병인과 병인을 이해하기 위해 다양한 질병의 동물 모델이 사용됩니다.현재 사용 가능한 T1D 모델은 자발적 자가면역, 화학적 유도, 바이러스 유도 및 유전적 유도로 나눌 수 있습니다.[120]

제1형 당뇨병의 가장 널리 연구된 모델은 노노베제당뇨병(NOD)[120]암컷 쥐의 30~100%에서 자연발생적으로 제1형 당뇨병이 발생하는 인육종입니다.[121]NOD 마우스의 당뇨병은 여러 유전자, 주로 항원 제시에 관여하는 MHC 유전자에 의해 발생합니다.[121]당뇨병성 인간과 마찬가지로, NOD 마우스는 섬에 자가 항체와 염증이 생기고, 인슐린 생산이 감소하고 고혈당이 생깁니다.[121][122]인간 당뇨병의 일부 특징은 NOD 쥐에서 과장되는데, 즉 쥐는 인간보다 더 심각한 섬염증을 가지고 있고, 성 편견이 훨씬 더 뚜렷하며, 여성은 남성보다 훨씬 더 자주 당뇨병이 발병합니다.[121]NOD 마우스에서 절연염은 생후 3~4주에 발생합니다.랑게르한스 섬은 인간의 질병 과정과 유사하게 CD4+, CD8+ T 림프구, NK 세포, B 림프구, 수지상 세포, 대식세포, 호중구에 의해 침투합니다.[123]성별 외에 번식 조건, 내장 마이크로바이옴 조성 또는 식이 또한 T1D의 발병에 영향을 미칩니다.[124]

생체 교배 당뇨병에 걸리기 쉬운 쥐는 T1D를 위해 널리 사용되는 또 다른 자발적인 실험 모델입니다.당뇨병의 발병은 8-16주에 (성별에 관계없이) 개인의 90%에서 발생합니다.[123]췌장섬은 비뇨기에 T림프구, B림프구, 대식세포, NK세포에 의해 침윤되는데, 인간의 비뇨기염과의 차이점은 CD4+T림프구가 현저하게 감소하고 CD8+T림프구가 거의 없다는 것입니다.이 모델의 가장 큰 단점은 전술한 림프구 감소증입니다.이 질병은 고혈당, 저인슐린혈증, 체중감소, 케톤뇨, 생존을 위한 인슐린 치료의 필요성을 특징으로 합니다.[123]BB Rats는 T1D의 유전적 측면을 연구하는 데 사용되며 중재적 연구와 당뇨신병증 연구에도 사용됩니다.[125]

LEW-1AR1 / -iddm 쥐는 선천적인 Lewis 쥐로부터 유래된 것으로 T1D에 대한 보다 드문 자발적인 모델을 나타냅니다.이 쥐들은 NOD 쥐와 달리 성 차이가 없는 생후 8~9주에 당뇨병이 발병합니다.[126]LEW 마우스에서 당뇨병은 고혈당, 당뇨, 케톤뇨, 다뇨를 동반합니다.[127][123]고혈당이 관찰되기 약 1주일 전 면역세포에 의해 섬이 침윤되는 등 사람의 질병과 매우 유사한 전당뇨기의 진행이 모델의 장점입니다.이 모델은 개입 연구나 예측 바이오마커를 찾는 데 적합합니다.면역세포에 의한 췌장 침윤의 개별 단계를 관찰하는 것도 가능합니다.선천성 LEW 마우스의 장점은 또한 T1D 발현 후에 좋은 생존력입니다 (NOD 마우스와 BB 쥐에 비해).[128]

화학적 유도

화학 화합물인 알록산과 스트렙토조토신(STZ)은 쥐/쥐 동물 모델에서 당뇨병을 유발하고 β-세포를 파괴하는 데 일반적으로 사용됩니다.[123]두 경우 모두 GLUT2 수송을 통과하여 β-세포에 축적되어 파괴를 일으키는 포도당의 세포독성 유사체입니다.화학적으로 유도된 β-세포의 파괴는 실험동물의 인슐린 생산 감소, 고혈당 및 체중 감소로 이어집니다.[129]이러한 방식으로 제조된 동물 모델은 혈당 강하 약물 및 치료법(예: 새로운 인슐린 제제를 테스트하기 위한) 연구에 적합합니다.그들은 또한 가장 일반적으로 사용되는 유전자 유도 T1D 모델은 소위 AKITA 마우스(원래 C57BL/6NSIc 마우스)입니다.AKITA 생쥐의 당뇨병 발병은 소포체에서 인슐린의 정확한 구성을 담당하는 Ins2 유전자의 자발적인 점 돌연변이에 의해 야기됩니다.인슐린 생산의 감소는 고혈당, 다지증 및 다뇨와 관련이 있습니다.심각한 당뇨병이 3-4주 이내에 발생하면 AKITA 생쥐는 치료 개입 없이 12주 이상 생존합니다.질병의 병인에 대한 설명은 자발적인 모델과 달리 질병의 초기 단계에는 비뇨기염이 동반되지 않는다는 것을 보여줍니다.[130]AKITA 마우스는 소포체 스트레스 감소를 목표로 하는 약물을 테스트하고, 섬 이식을 테스트하고, 신병증, 교감신경병증, 혈관질환과 같은 당뇨병 관련 합병증을 연구하는 데 사용됩니다.[123][131]이식 치료법을 시험하기 위해 필요합니다.그들의 장점은 주로 낮은 비용이고 단점은 화학 화합물의 세포 독성입니다.[132]

유전적으로 유발된

바이러스 유발성

바이러스 감염은 인간 제1형 당뇨병을 포함한 많은 자가 면역 질환의 발병에 역할을 합니다.그러나 1형 DM의 유도에 바이러스가 관여하는 메커니즘은 완전히 이해되지 않습니다.바이러스 유도 모델은 질병의 병리학과 병리 발생, 특히 환경적 요인이 1형 DM의 발생에 기여하거나 보호하는 메커니즘을 연구하는 데 사용됩니다.[133] 가장 일반적으로 사용되는 것 중에는 콕스캐키 바이러스, 림프구성 맥락막염 바이러스, 뇌심근염 바이러스, 킬햄랫 바이러스가 있습니다.바이러스에 의한 동물의 예로는 2주 이내에 1형 DM이 발생한 콕사키 B4에 감염된 NOD 마우스가 있습니다.[134]

참고문헌

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