ตับอ่อนเทียมที่พัฒนาโดยนักวิจัยเคมบริดจ์กำลังช่วยปกป้องเด็กเล็กที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 ในช่วงเวลาที่เสี่ยงต่อชีวิต
การเขียนใน วารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์นักวิจัยได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพของตับอ่อนเทียม ซึ่งใช้อัลกอริธึมในการกำหนดปริมาณอินซูลินที่ควบคุมโดยอุปกรณ์ที่เด็กสวมใส่ กับ ‘การบำบัดด้วยการปั๊มด้วยเซ็นเซอร์’ พวกเขาพบว่าทั้งปลอดภัยในการใช้และมีประสิทธิภาพมากกว่าในการจัดการระดับน้ำตาลในเลือดมากกว่าเทคโนโลยีในปัจจุบัน
การจัดการโรคเบาหวานประเภท 1 เป็นเรื่องที่ท้าทายในเด็กเล็ก เนื่องจากมีหลายปัจจัยรวมถึงความแปรปรวนของระดับอินซูลินที่ต้องการสูง และการตอบสนองต่อการรักษาของเด็กแต่ละคน ตลอดจนรูปแบบการกินและกิจกรรมที่คาดเดาไม่ได้ เด็กมีความเสี่ยงต่อระดับน้ำตาลในเลือดต่ำอย่างเป็นอันตราย (ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ) และระดับน้ำตาลในเลือดสูง (ภาวะน้ำตาลในเลือดสูง) การศึกษาก่อนหน้านี้ได้เชื่อมโยงภาวะน้ำตาลในเลือดสูงเป็นเวลานานในเด็กที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 ที่มีคะแนนไอคิวต่ำกว่าและการเจริญเติบโตของสมองช้าลง
ในการจัดการระดับน้ำตาลในเด็ก แพทย์หันมาใช้อุปกรณ์ที่ตรวจสอบระดับกลูโคสอย่างต่อเนื่องและส่งอินซูลินผ่านเครื่องสูบน้ำ ซึ่งจะฉีดอินซูลินผ่านสายสวนที่สอดเข้าไปในผิวหนัง อุปกรณ์เหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จในระดับหนึ่งในเด็กโต แต่ไม่ใช่ในเด็กเล็ก
เทคโนโลยีปัจจุบัน – การบำบัดด้วยการปั๊มด้วยเซ็นเซอร์ – กำหนดให้ผู้ปกครองต้องตรวจสอบระดับน้ำตาลในเด็กโดยใช้จอภาพ จากนั้นจึงปรับปริมาณอินซูลินที่ปั๊มสั่งด้วยตนเอง
ศาสตราจารย์ Roman Hovorka จากสถาบัน Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ได้พัฒนาแอป CamAPS FX ซึ่งเมื่อรวมกับเครื่องตรวจวัดระดับน้ำตาลและปั๊มอินซูลิน จะทำหน้าที่เป็นตับอ่อนเทียม ซึ่งจะปรับปริมาณอินซูลินที่ส่งไปโดยอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับระดับกลูโคสที่คาดการณ์หรือตามเวลาจริง มันคือ ‘ระบบวงปิดแบบไฮบริด’ ซึ่งหมายความว่าผู้ดูแลเด็กจะต้องฉีดอินซูลินในเวลารับประทานอาหาร แต่ในบางครั้ง อัลกอริธึมทำงานเอง ยังไม่มีระบบลูปปิดเต็มรูปแบบรุ่นที่มีจำหน่ายในท้องตลาด
ศาสตราจารย์ Hovorka อธิบายว่า: “CamAPS FX คาดการณ์เกี่ยวกับสิ่งที่คิดว่าน่าจะเกิดขึ้นต่อไปตามประสบการณ์ในอดีต เรียนรู้ว่าเด็กต้องการอินซูลินมากแค่ไหนต่อวัน และการเปลี่ยนแปลงนี้ในช่วงเวลาต่างๆ ของวันเป็นอย่างไร จากนั้นจะใช้สิ่งนี้เพื่อปรับระดับอินซูลินเพื่อช่วยให้ได้ระดับน้ำตาลในเลือดในอุดมคติ นอกจากเวลารับประทานอาหารแล้ว ระบบทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ดังนั้นผู้ปกครองจึงไม่จำเป็นต้องตรวจสอบระดับน้ำตาลในเลือดของลูกอย่างต่อเนื่อง”
ศาสตราจารย์ Hovorka และทีมนักวิจัยระดับนานาชาติจากศูนย์วิจัยทั้ง 7 แห่งในสหราชอาณาจักรและยุโรปได้คัดเลือกเด็กที่เป็นโรคเบาหวานประเภท 1 จำนวน 74 คน ซึ่งมีอายุระหว่าง 1-7 ปี เพื่อเข้าร่วมการทดลอง การทดลองนี้เปรียบเทียบความปลอดภัยและประสิทธิภาพของการบำบัดแบบวงปิดแบบไฮบริดกับการบำบัดด้วยเครื่องสูบน้ำที่เสริมเซ็นเซอร์ เด็กทุกคนใช้ระบบวงปิดไฮบริด CamAPS FX เป็นเวลา 16 สัปดาห์ จากนั้นจึงใช้การรักษากลุ่มควบคุม (การบำบัดด้วยปั๊มเสริมเซ็นเซอร์) เป็นเวลา 16 สัปดาห์
การปรับปรุงในการควบคุมกลูโคส
โดยเฉลี่ยแล้ว เด็กใช้เวลาประมาณสามในสี่ของวัน (71.6%) ในช่วงเป้าหมายสำหรับระดับกลูโคสของพวกเขาเมื่อใช้ CamAPS FX ซึ่งสูงกว่าช่วงเวลาควบคุมเกือบเก้าเปอร์เซ็นต์ โดยคิดเป็น 125 นาทีต่อวันใน ช่วงเป้าหมาย
เด็กใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งในสี่ (22.9%) กับระดับน้ำตาลในเลือดสูง – น้ำตาลในเลือดสูง – ในขณะที่ใช้ CamAPS FX นั้นต่ำกว่าช่วงควบคุมเกือบเก้าเปอร์เซ็นต์ ไม่มีความแตกต่างระหว่างสองกลุ่มในเวลาที่ใช้ในภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ
แอปนี้ช่วยลดระดับน้ำตาลในเลือดโดยเฉลี่ย ซึ่งเป็นการวัดโมเลกุลที่เรียกว่า glycated haemoglobin หรือ HbA1c Glycated hemoglobin พัฒนาเมื่อ hemoglobin ซึ่งเป็นโปรตีนภายในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่นำออกซิเจนไปทั่วร่างกาย ไปรวมกับกลูโคสในเลือด กลายเป็น ‘glycated’ โดยการวัด HbA1c แพทย์สามารถทราบภาพรวมของระดับน้ำตาลในเลือดโดยเฉลี่ยของบุคคลในช่วงสัปดาห์หรือเดือน สำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวาน ยิ่งค่า HbA1c สูงขึ้น ความเสี่ยงในการเกิดภาวะแทรกซ้อนที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวานก็จะยิ่งมากขึ้น
ที่การตรวจวัดพื้นฐาน ระดับ HbA1c เฉลี่ยอยู่ที่ 7.3% – แอปลดระดับนี้ลง 0.7 เปอร์เซ็นต์ นี่เป็นเรื่องน่าสังเกตโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากผู้เข้าร่วมการศึกษามีการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดที่ดี นั่นคือ HbA1c ที่ค่อนข้างต่ำ เพื่อเริ่มต้น และมักจะยากที่จะปรับปรุงการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือดโดยไม่ต้องมีเหตุการณ์ระดับน้ำตาลในเลือดต่ำ (ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ)
ดร.จูเลีย แวร์ ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาวิจัยเช่นกัน จากสถาบัน Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science กล่าวว่า “เด็กเล็ก ๆ มีความเสี่ยงอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำตาลในเลือด โดยเฉพาะอย่างยิ่งระดับที่สูงอาจส่งผลถาวรต่อการพัฒนาสมองของพวกเขา ยิ่งไปกว่านั้น โรคเบาหวานยังมีความท้าทายอย่างมากในการจัดการกับคนในกลุ่มอายุนี้ ซึ่งสร้างภาระให้ครอบครัวอย่างมหาศาล
“CamAPS FX นำไปสู่การปรับปรุงในหลายๆ มาตรการ รวมถึงภาวะน้ำตาลในเลือดสูงและระดับน้ำตาลในเลือดโดยเฉลี่ย โดยไม่เพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดภาวะ hypos นี้น่าจะมีประโยชน์ที่สำคัญสำหรับเด็กเหล่านั้นที่ใช้มัน”
มีเวลามากขึ้นในการ ‘ทำเรื่องสนุกๆ กับลูกๆ’
หนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่รายงานโดยครอบครัวของเด็กเล็กที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 คือคุณภาพการนอนหลับที่ไม่ดี เนื่องจากความแปรปรวนของความต้องการของอินซูลินและความกลัวของผู้ปกครองต่อภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำจะสูงที่สุดในชั่วข้ามคืน ในการศึกษาของพวกเขา นักวิจัยพบว่ามากกว่า 80% ของการอ่านค่าเซ็นเซอร์ข้ามคืนนั้นอยู่ในช่วงเป้าหมาย แสดงให้เห็นว่าการบำบัดด้วยลูปปิดแบบไฮบริดช่วยจัดการกับ ‘ปัญหาในเวลากลางคืน’ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการบำบัดด้วยเครื่องสูบน้ำที่เสริมด้วยเซ็นเซอร์
ดร.แวร์กล่าวเสริมว่า “พ่อแม่ได้อธิบายตับอ่อนเทียมของเราว่า ‘เปลี่ยนชีวิต’ ได้ เพราะมันหมายความว่าพวกเขาสามารถผ่อนคลายและใช้เวลาน้อยลงกังวลเกี่ยวกับระดับน้ำตาลในเลือดของลูก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลากลางคืน พวกเขาบอกเราว่ามันทำให้พวกเขามีเวลามากขึ้นในการทำสิ่งที่ครอบครัว ‘ปกติ’ สามารถทำได้ เล่นและทำอะไรสนุกๆ กับลูกๆ ของพวกเขา”
CamAPS FX มีผลกระทบต่อชีวิตของเด็กๆ และครอบครัวแล้ว มีให้บริการผ่าน NHS Trusts หลายแห่งทั่วสหราชอาณาจักร ซึ่งรวมถึง Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust และทีมงานหวังว่าเร็วๆ นี้จะมีให้บริการอย่างกว้างขวางยิ่งขึ้นไปอีก
ศาสตราจารย์ Hovorka กล่าวเสริมว่า “ตั้งแต่การทดลองทางคลินิกครั้งแรกของอัลกอริทึมของเราจนถึงการค้นพบในปัจจุบันได้ใช้เวลานานกว่าทศวรรษ แต่ความทุ่มเทของทีมของฉันและการสนับสนุนจากเด็ก ๆ และครอบครัวทุกคนที่มีส่วนร่วมในการศึกษาของเราได้รับผลตอบแทนแล้ว เราเชื่อว่าตับอ่อนเทียมของเราจะเปลี่ยนชีวิตครอบครัวที่มีเด็กเล็กที่ได้รับผลกระทบจากโรคเบาหวานประเภท 1”
CamAPS FX ได้รับการแสดงว่าทำงานในเด็กโตและวัยรุ่นที่เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 การศึกษาในวันนี้เป็นครั้งแรกที่พบว่ามีผลในช่วงหลายเดือนในเด็กเล็ก
