C-peptide 作為功能性 β 細胞量標記:疾病修飾療法時代的終點挑戰
恭喜各位,也謝謝大家留到這場大會的最後一刻。俗話說「最後的將成為最先的」,大家留下來是非常正確的決定。我試著計算剛剛 Jason 在演講中提到了多少次 C-peptide (C-胜肽),後來我數不清了,但他至少提了五十次。
那麼,為什麼當我們談論 疾病修飾療法 (Disease-modifying therapies) 時,總是會提到 C-peptide?我想藉由這場演講,把我們這些內分泌學家和糖尿病專家,拉回我們在第一型糖尿病 (Type 1 Diabetes, T1D) 患者身上究竟在做些什麼。
事實上,在第一型糖尿病的領域,我們正在經歷一場轉變。我們正從我所謂的「糖尿病的送葬者」——也就是只負責照顧已經死亡的器官、替換死去的 beta 細胞——逐漸邁向真正能夠影響疾病進程,並使用疾病修飾療法的時代。
同時,我們也正從過去單純依賴「代謝指標」來診斷第一型糖尿病,轉向一種更混合的診斷方式,真正將第一型糖尿病的 自體免疫病理機制 (Autoimmune pathogenesis) 納入考量。如果你去看美國糖尿病學會 (ADA) 的標準照護指南,他們現在確實引入了一個概念:當你懷疑某個個體患有第一型糖尿病時,應該去檢測自體抗體。
大家現在應該已經看過很多次那個著名的分期圖表了。這個概念是,第一型糖尿病不應該再像我們臨床醫師過去那樣,等到患者因為高血糖出現多尿、多渴、體重減輕等症狀時才做出診斷。根據 ADA 2026 年的標準照護指南,診斷應該大幅提前。當我們能在血液中檢測到兩種或兩種以上的自體抗體,且患者仍有足夠的 功能性 beta 細胞 (Functional beta cell) 來維持正常血糖時,這被稱為 第一期 (Stage 1),這類患者在五年內進展為臨床診斷的風險為 44%。
而我們過去所謂的第一型糖尿病發病,現在被稱為 第三期 (Stage 3),也就是臨床第一型糖尿病的開始。在第一期與第三期之間,存在著一個過渡的 第二期 (Stage 2),特徵是具有兩種或兩種以上的自體抗體,並伴隨血糖異常 (Dysglycemia),這類患者的五年發病風險高達 75%。
當你仔細看標準照護指南中建議的診斷流程時,你不僅會看到抗體的出現,還會看到 C-peptide 被用來引導臨床醫師進行鑑別診斷。例如,在缺乏自體抗體的成年疑似患者中,如果懷疑是單基因遺傳性糖尿病 (Monogenic diabetes) 或第二型糖尿病,C-peptide 的檢測結果 (如大於或小於 200 pmol/L) 能幫助我們做出明確的分類。
為什麼選擇 C-peptide?靜態與動態檢測的考量
那麼,這個 C-peptide 到底是什麼?我們在醫學院都學過,它是在胰島素分泌時被切除的一段胺基酸序列。具體來說,胰島素原 (Proinsulin) 是透過前激素轉化酶 1 和 2 轉化為等莫耳濃度的胰島素與 C-peptide。大自然為什麼要浪費這麼多胺基酸,至今仍是個謎。它有什麼功能嗎?我們不知道。資深一點的同仁可能記得,我們曾經測試過它對神經病變的作用,但最後什麼結果也沒得出。
儘管如此,因為它被切除並釋放到血液中,這給了我們一個優勢:它能讓我們了解身體 內源性胰島素分泌的「功能性儲備」。這點是直接測量胰島素做不到的。直接測量胰島素的問題在於,它的半衰期極短(僅約 3 到 5 分鐘)。而且,一旦你從外部注射胰島素,當你抽血測量時,你永遠無法分辨這到底是注射進去的,還是 beta 細胞自己分泌的。此外,胰島素有很大的肝臟首過效應 (First-pass effect)。
但 C-peptide 就沒有這些問題。它具有恆定的清除率,半衰期較長(約 20 到 30 分鐘)。在化驗中,它不會受到外源性胰島素的干擾。當然,如果你注射大量胰島素,血糖下降,beta 細胞會停止分泌,C-peptide 的數值自然也會跟著下降,但檢測方法本身是不受干擾的。此外,它的肝臟清除率微乎其微。
因此,我們所有人都在使用靜態的 C-peptide 測量來觀察人體自身的胰島素分泌情況。在健康個體中,空腹 C-peptide 通常在 300-600 pmol/L 之間,餐後會上升到 1000-3000 pmol/L。而在臨床上,我們常使用 200 pmol/L 作為切點,來判斷是否還有具臨床意義的內源性胰島素分泌。
但這存在幾個問題。首先,我們現在的 C-peptide 檢測方法,就像 30、40 年前的糖化血色素 (HbA1c) 檢測一樣,各家標準不一,尚未標準化。其次,人們常忘記,當你測量一個人的 C-peptide 數值時,你也必須同時測量他的血糖值。如果血糖處於低血糖範圍,beta 細胞本來就該關閉並停止分泌 C-peptide。因此,解讀 C-peptide 必須考量當下的血糖水準。最後,在葡萄糖毒性 (Glucotoxic) 環境下(例如糖尿病酮酸中毒 DKA),C-peptide 的數值是否可靠,始終是個問號。
在臨床常規中,我們通常進行靜態測量;但在研究領域,我們絕大多數時候會測量 動態刺激後的 C-peptide 數值 (Dynamically stimulated C-peptide)。缺點是這種測試相當具侵入性且不容易執行,尤其在兒童身上進行動態測試更是困難。但這仍是目前的標準作法。我們通常使用 混合餐耐受性測試 (Mixed Meal Tolerance Test, MMTT),例如給予 Ensure 這類混合了葡萄糖和蛋白質的飲品,然後持續抽血數小時以測量不同時間點的數值,藉此計算出 曲線下面積 (Area Under the Curve, AUC)。在 MMTT 測試中,C-peptide 濃度通常會在 90 分鐘左右達到高峰。
我在投影片放了一張 AI 生成的兒童圖片,因為做過 C-peptide 刺激測試的人都知道,這項測試非常不受歡迎。當護理師必須在兒童身上執行這項測試時,她們簡直恨透我了,因為這真的不是一件愉快的事,所以我們不會在幼童身上做這種測試。
尋找替代方案:尿液與乾血滴測試
早從很多年前開始,胰島移植領域就已經將 C-peptide 作為功能性 beta 細胞質量的指標。他們已經證明 C-peptide 與胰島素獨立性 (Insulin independence) 有很好的相關性,並用它來偵測植入胰島的活性。現在,在臨床試驗(如第二期試驗)以及自然史研究中,我們也廣泛使用它。
例如 Loredana Marcovecchio 發表在 INNODIA 世代的研究數據顯示,在臨床診斷後的數個月內,不同年齡層的空腹 C-peptide 都會逐漸下降,曲線下面積 (AUC) 也會下降。且年輕患者的下降速度比年長患者更快。該研究包含了 649 名新診斷的 T1D 患者,數據顯示 MMTT 刺激後的 C-peptide AUC 下降,伴隨著葡萄糖 AUC 的平行上升;且診斷時若伴隨 DKA,其 C-peptide AUC 也顯著較低。
有趣的是,除了標準化的 MMTT 靜脈抽血測試外,人們正在尋找其他方法,希望避免動態測試或靜脈抽血的繁瑣過程。例如 Rachel Besser 的數據,她將 尿液 C-peptide 與肌酸酐比值 (Urinary C-peptide creatinine ratios, UCPCR) 與 MMTT 期間的 C-peptide 刺激結果進行了關聯分析,發現兩者有相當不錯的相關性。數據顯示,餐後 UCPCR ≥0.37 nmol/mmol 對於預測刺激後血清 C-peptide ≥200 pmol/L 具有 84% 的敏感度和 97% 的特異度。收集尿液的好處是可以涵蓋較長的時間段,從而獲得 C-peptide 動態變化的整體印象。
另外還有 Emil Hendrikx 在 INNODIA 進行的研究,他使用了 乾血滴卡 (Dry blood spot cards, DBS) 來測試 C-peptide。我們請第三期 T1D 患者以及未發病的家屬,每個月甚至每兩週在家中自行採集微血管乾血滴,包含空腹以及標準化混合餐後的樣本。這種居家毛細血管採樣方式被證明是可行的,且與 12 個月後的 MMTT C-peptide 結果高度相關。這種方法的優勢在於你能獲得一條變化斜率 (Slope),因為你有更多的測試時間點(不是只有第 0、3、6 個月,而是每兩週或每個月)。這讓我們能透過發病前六個月的斜率,預測 12 個月後的靜脈刺激 C-peptide 數值,從而讓我們在臨床試驗中能更快速地得知功能性 beta 細胞質量的變化。
臨床試驗的困境:代謝指標與疾病修飾的矛盾
我們現在所處的階段,正是疾病修飾療法即將進入第一型糖尿病領域的時刻,希望能宣告 T1D 的終結。但問題出在哪裡?問題在於,我們現在仍然在用 代謝終點 (Metabolic endpoints) ——例如 HbA1c、低血糖事件的發生率、或併發症——來評估疾病修飾療法的效果。
這是一個非常奇怪的情況:你用代謝終點來評估免疫介入的效果,而不是用你真正想拯救的「器官功能」來評估。
如果你在早期 T1D 進行介入,你可以說:「這些人目前血糖正常或只有輕微異常,我追蹤他們發展成第三期 T1D 的時間,這就是一個明確的標準。」例如 Teplizumab 的試驗就是這樣做的。在 Herold 等人 2019 年發表於 NEJM 的研究中,針對 T1D 患者家屬(中位數年齡 14 歲)使用 Teplizumab,成功將進展為臨床 T1D 的時間延遲了約 3 年。但大家可以想像,你需要追蹤這些人非常、非常多個月,才能觀察到這兩到三年的延遲。如果我們必須靠這種試驗設計來獲得更多疾病修飾療法,那我大概早就退休了。
我們需要能更快反映功能性 beta 細胞質量異常的指標,來推動疾病修飾療法的發展。特別是當你在 第三期 T1D (Stage 3 T1D) 進行介入時——也就是剛被診斷出臨床 T1D、需要注射胰島素,但體內仍殘存 20% 到 30% 功能性 beta 細胞質量的患者(我們從多年前比利時進行的鉗夾試驗中就已經知道這一點)。在這種情況下,我認為 C-peptide 絕對是正確的方向,因為現有證據表明,刺激後的 C-peptide 是功能性 beta 細胞質量的良好指標。
監管機構的反覆與科技帶來的挑戰
事實上,美國食品藥物管理局 (FDA) 在 2008 年曾同意這一點,當時發布的指南草案同意將刺激後的 C-peptide 作為疾病修飾療法獲得全面核准 (Full approval) 的標準。但令人遺憾的是,他們在 2020 年撤回了這項聲明,並在 2023 年發布了新的指南,重新要求使用代謝終點。非常迅速地,歐洲藥品管理局 (EMA) 也在 2023 年 6 月跟進了這項政策。
所以現實情況是:如果你想在第三期 T1D 測試疾病修飾療法的效果,你可以在第二期試驗 (Phase 2) 中使用刺激後的 C-peptide 來證明概念 (Prove the concept);但如果你想要獲得監管機構的核准並進行第三期試驗 (Phase 3),你就必須證明其 代謝效果。
這也沒關係,我們做得到。以 Teplizumab 在第三期 T1D 的 PROTECT 試驗為例,研究顯示在第 78 週時,雖然安慰劑組和 Teplizumab 組的 HbA1c 水準相似,但 Teplizumab 治療組需要的胰島素劑量顯著較低(最小平方法平均每日胰島素劑量有顯著差異),這在代謝上是有意義的。在我們使用低劑量 ATG 的 MELD-ATG 試驗中,我們甚至觀察到兩種劑量 (0.5 mg/kg 和 2.5 mg/kg) 的 ATG 都能顯著降低 HbA1c,而且這是在胰島素劑量相似甚至略低的情況下達成的。
但這些試驗雖然在 2023、2025 年發表,實際執行卻是多年前的事了。現在的世界已經不一樣了。混合閉環系統 (Hybrid closed loops, HCL) 已經成為第三期 T1D 患者的標準配備,這是理所當然的。根據我同事 Gilar 教授的數據,這就是我們現在必須擊敗的對手:例如使用 Medtronic 780G、Tandem Control-IQ 或 Omnipod 5 等自動胰島素輸送 (AID) 系統,患者的目標範圍內時間 (Time in Range, TIR) 可顯著提升至 67% 到 73% 左右,並大幅降低高於目標範圍的時間。使用 Tandem Control IQ 達到 70% 以上 TIR 的人數比例高達 62%。這絕對不是一件小事。未來的藥物試驗甚至必須與全閉環系統競爭。在這種強大的科技輔助下,要單靠藥物在「代謝指標」上顯示出顯著差異,將變得極度困難。
說服監管機構:C-peptide 的臨床價值
當我們問 FDA 或 EMA,要讓 C-peptide 重新成為全面且無條件核准的終點,需要具備什麼條件時,他們說:「首先,請證明它是一個可靠且可行的內源性胰島素分泌指標,而且它『很重要』——也就是它必須與代謝終點相關,並與未來的併發症相關。」
為了達到這個目標,我們這個領域還有一些功課要做。根據即將發表的共識報告,我們需要:
- 標準化檢測方法 (Standardize the assays)。
- 針對動態測試達成共識:包括挑戰的類型(使用哪種 MMTT)、樣本收集的持續時間、所需的測量點數量,以及報告的格式。
- 統一採樣方式:決定要是靜脈、微血管還是尿液採樣。
- 確立具有臨床意義的切點:專家們必須先就刺激後 C-peptide 保留的切點達成共識,然後再將其提案給監管機構。
那麼,C-peptide 到底重不重要?天啊,這已經是很多年前的事了,我們的好同事 Jerry Palmer 早就展示過相關數據,並一次又一次地組織會議證明它確實很重要。我只舉幾個例子來做結尾:
- 血糖控制指標: 一項包含 489 人的橫斷面研究顯示,較高的尿液 C-peptide 數值與較長的目標範圍內時間 (TIR) 顯著相關,同時也對應較低的血糖變異度 (CV)、較少的每日胰島素總劑量,以及較低的 HbA1c。
- 嚴重低血糖: 來自早期 DCCT/EDIC 試驗以及 DanDiabKids 研究的數據顯示,初始刺激後的 C-peptide 越高,發生需要醫療協助的嚴重低血糖事件的機率就越低。
- 視網膜病變: 在 DCCT 研究中,經過 9 年的追蹤,C-peptide 反應者(≥0.2 nmol/L)發生視網膜病變惡化三階以上的風險,比無反應者大幅降低了 58%。
- 真實世界數據: 來自蘇格蘭 SDRNT1BIO 世代(包含超過 6000 名 T1D 患者)的數據顯示,C-peptide 較高的患者(≥200 pmol/L),其胰島素劑量較低、HbA1c 較低,且因 DKA 住院的風險(風險比 HR 0.44)、發生嚴重低血糖的機率(勝算比 OR 0.56)以及發生視網膜病變的風險(OR 0.51)都顯著較低。
- 近期 CGM 數據: 一項針對 945 名使用 Freestyle Libre 2 的第三期 T1D 成人的研究再次證實,C-peptide 數值越高,血糖變異度越低,TIR 越高。
我還可以一直舉例下去。最後我想展示 TOMI-T1D 的數據,這是一個整合了多項介入性試驗的統合分析,包含了 21 項試驗、超過 2700 名成人與兒童患者。讓我帶大家看懂這些圖表:不同的面板代表不同的基準線 C-peptide 水準。基準線 C-peptide 越高,一開始的 HbA1c 就越低。而介入治療後,那些 C-peptide 保留程度最高(>76%)的患者,在降低 HbA1c 上的效果也最顯著。
因此,現在有強烈的證據(Esther Latra 將這些證據彙整在一起)表明,刺激後的 C-peptide 確實非常重要。我相信我們已經有充分的論據可以回去找監管機構了。在接下來的幾週內,大家希望能看到由 Zan Fleming、Jay Skyler 和我共同撰寫的一篇論文發表在《Diabetes Care》上,呼籲親愛的監管機構們,是時候重新考慮了。
結論
總結來說:
- C-peptide 是內源性胰島素生成的指標,也是用來決定 beta 細胞功能的主要測試。
- 透過 C-peptide 測量出的殘存 beta 細胞功能,在第一型糖尿病患者身上具有明確的 臨床效益。
- 目前,使用 MMTT 進行的刺激後測量,仍是臨床研究中的 黃金標準。
- 雖然我們這個領域還需要做一些工作(如檢測標準化、統一測試時間點等),但我認為,現在正是再次說服監管機構允許將 C-peptide 作為疾病修飾療法 全面且無條件核准終點 的大好時機。我們必須向前邁進,才能真正治癒並預防第一型糖尿病。
非常感謝大家。
Q&A 討論環節
提問者 (Takashi Murata, 日本東京東海大學): 我完全同意 C-peptide 作為替代指標的重要性。然而,如您所知,因為它會分泌到尿液中,所以其數值會受到 腎功能 的強烈影響。我個人同時照顧兒童和成人糖尿病患者。如果你照顧患有高血壓的成人患者,因為 eGFR (預估腎絲球過濾率) 的受損,他們有相對較高的 C-peptide 數值是非常常見的。我的問題是,為了藥物核准的目的,我們是否必須考慮使用「經過 eGFR 校正的 C-peptide 數值」?您對這個想法有什麼看法?
Chantal Mathieu (講者): 我完全同意您的看法。老實說,這就是為什麼我不會選擇使用尿液 C-peptide 與肌酸酐比值 (UCPCR) 的原因,我認為它的變異性太大了。如果我們希望它成為全面且無條件核准的終點,這絕非易事,它必須是一個非常穩健 (robust) 的測試。
居家測試對於早期的試驗(用來篩選有潛力的藥物)是很好的,但對於最終的全面核准,我認為我們需要完全標準化且經過充分驗證的檢測,而我會選擇 靜脈採樣 (Venous sampling)。
提問者 (Takashi Murata): 確實如此。實際上,我們在選擇胰臟或胰島移植受贈者時就已經遇到這個問題了。通常我們需要潛在受贈者的 C-peptide 處於耗竭狀態,但如果他們已經患有末期腎病變,C-peptide 通常會極高。這樣就無法代表真實的臨床狀態。如果我是監管機構的人,我也會考慮到這一點,因為這個指標必須能涵蓋所有患有糖尿病的人。
Chantal Mathieu (講者): 那就不要用尿液檢測。一步一步來吧,如果我們能先在腎功能完美的兒童和年輕人身上爭取到這個終點,我就已經很高興了。謝謝您的提問。
