Registry data on patients with type 1 diabetes mellitus who undergo pancreatic islet transplantation indicate that only 8 percent are free of the need for insulin therapy at one year.

Islet transplantation offers the prospect of good glycemic control without major surgical risks. After our initial report of successful islet transplantation, we now provide further data on 12 type 1 diabetic patients with brittle diabetes or problems with hypoglycemia previous to 1 November 2000. Details of metabolic control, acute complications associated with islet transplantation, and long-term complications related to immunosuppression therapy and diabetes were noted. Insulin secretion, both acute and over 30 min, was determined after intravenous glucose tolerance tests (IVGTTs). The median follow-up was 10.2 months (CI 6.5–17.4), and the longest was 20 months. Glucose control was stable, with pretransplant fasting and meal tolerance–stimulated glucose levels of 12.5 ± 1.9 and 20.0 ± 2.7 mmol/l, respectively, but decreased significantly, with posttransplant levels of 6.3 ± 0.3 and 7.5 ± 0.6 mmol/l, respectively (P < 0.006). All patients have sustained insulin production, as evidenced by the most current baseline C-peptide levels 0.66 ± 0.06 nmol/l, increasing to 1.29 ± 0.25 nmol/l 90 min after the meal-tolerance test. The mean HbA1c level decreased from 8.3 ± 0.5% to the current level of 5.8 ± 0.1% (P < 0.001). Presently, four patients have normal glucose tolerance, five have impaired glucose tolerance, and three have post–islet transplant diabetes (two of whom need oral hypoglycemic agents and low-dose insulin (<10 U/day). Three patients had a temporary increase in their liver-function tests. One patient had a thrombosis of a peripheral branch of the right portal vein, and two of the early patients had bleeding from the hepatic needle puncture site; but these technical problems were resolved. Two patients had transient vitreous hemorrhages. The two patients with elevated creatinine levels pretransplant had a significant increase in serum creatinine in the long term, although the mean serum creatinine of the group was unchanged. The cholesterol increased in five patients, and lipid-lowering therapy was required for three patients. No patient has developed cytomegalovirus infection or disease, posttransplant lymphoproliferative disorder, malignancies, or serious infection to date. None of the patients have been sensitized to donor antigen. In 11 of the 12 patients, insulin independence was achieved after 9,000 islet equivalents (IEs) per kilogram were transplanted. The acute insulin response and the insulin area under the curve (AUC) after IVGTT were consistently maintained over time. The insulin AUC from the IVGTT correlated to the number of islets transplanted, but more closely correlated when the cold ischemia time was taken into consideration (r = 0.83, P < 0.001). Islet transplantation has successfully corrected labile type 1 diabetes and problems with hypoglycemia, and our results show persistent insulin secretion. After a minimum of 9,000 IEs per kilogram are provided, insulin independence is usually attained. An elevation of creatinine appears to be a contraindication to this immunosuppressive regimen. For the subjects who had labile type 1 diabetes that was difficult to control, the risk-to-benefit ratio is in favor of islet transplantation.

Clinical islet transplantation is gaining acceptance as a potential therapy, particularly for subjects who have labile diabetes or problems with hypoglycemic awareness. The risks of the procedure and long-term outcomes are still not fully known. We have performed 54 islet transplantation procedures on 30 subjects and have detailed follow-up in 17 consecutive Edmonton protocol-treated subjects who attained insulin independence after transplantation of adequate numbers of islets. Subjects were assessed pretransplant and followed prospectively posttransplant for immediate and long-term complications related to the procedure or immunosuppressive therapy. The 17 patients all became insulin independent after a minimum of 9,000 islets/kg were transplanted. Of 15 consecutive patients with at least 1 year of follow-up after the initial transplant, 12 (80%) were insulin independent at 1 year. In 14 subjects who have maintained demonstrable C-peptide secretion, glucose control has been stable and glycemic lability and problems with hypoglycemic reactions have been corrected. After 2 of the 54 procedures, some thrombosis was detected in the portal vein circulation. Five subjects had bleeding related to the percutaneous portal vein access procedures: three required transfusion alone, and in one subject, who had a partial thrombosis of the portal vein, an expanding intrahepatic and subscapular hemorrhage occurred while on anticoagulation, requiring transfusion and surgery. Elevated liver function test results were found in 46% of subjects but resolved in all. Complications related to the therapy have been hypercholesterolemia requiring statin therapy in 65%; a rise in creatinine in two patients, both of whom had preexisting renal disease; a rise in protein in four, all of whom had preexisting proteinuria; and antihypertensive therapy increased or started in 53%. Three of the 17 patients have required retinal laser photocoagulation. There have been no cases of posttransplant lymphoproliferative disorder or cytomegalovirus infection, and no deaths. The acute insulin response to arginine correlated better with transplanted islet mass than acute insulin response to glucose (AIR(g)) and area under the curve for insulin (AUC(i)), but the AIR(g) and AUC(i) were more closely related to glycemic control. The AUC(i) directly posttransplant was lower in those who eventually became C-peptide deficient. Our results, with a maximum follow-up of 34 months, indicate that prolonged insulin independence can be achieved after islet transplantation. There are some risks associated acutely with the procedure, and hypercholesterolemia and hypertension are treatable concerns on longer-term follow-up. All patients with persisting C-peptide secretion have had a resolution of both glycemic lability and problems with hypoglycemic reactions. Apart from the rise in serum creatinine in two subjects, no serious consequences of immunosuppressive therapy have been encountered. Islet transplantation is a reasonable option in those with severe problems with glycemic lability or hypoglycemia.

Recent progress in islet isolation from the pancreas of large mammals including man, accentuated the need for the development of precise and reproducible techniques to assess islet yield. In this report both quantitative and qualitative criteria for islet isolation assessment were discussed, the main topics being the determination of number, volume, purity, morphologic integrity and in vitro and in vivo function tests of the final islet preparations. It has been recommended that dithizone should be used as a specific stain for immediate detection of islet tissue making it possible to estimate both the total number of islets (dividing them into classes of 50 mu diameter range increments) and the purity of the final preparation. Appropriate morphological assessment should include confirmation of islet identification, assessment of the morphological integrity and of the purity of the islet preparation. The use of fluorometric inclusion and exclusion dyes together have been suggested as a viability assay to simultaneously quantitate the proportion of cells that are intact or damaged. Perifusion of islets with glucose provides a dynamic profile of glucose-mediated insulin release and of the ability of the cells to down regulate insulin secretion after the glycemic challenge is interrupted. Although perifusion data provides a useful guide to islet viability the quantity and kinetics of insulin release do not necessarily predict islet performance after implantation. Therefore, the ultimate test of islet viability is their function after transplantation into a diabetic recipient. For this reason, in vivo models of transplantation of an aliquot of the final islet preparation into diabetic nude (athymic) rodents have been suggested. We hope that these general guidelines will be of assistance to standardize the assessment of islet isolations, making it possible to better interpret and compare procedures from different centers.