The feasibility, safety, and efficacy of prolonged use of an artificial beta cell (closed-loop insulin-delivery system) in the home setting have not been established.

Summary

Background

 The achievement of glycaemic control remains challenging for patients with type 1 diabetes. We assessed the effectiveness of day-and-night hybrid closed-loop insulin delivery compared with sensor-augmented pump therapy in people with suboptimally controlled type 1 diabetes aged 6 years and older. 

Methods

 In this open-label, multicentre, multinational, single-period, parallel randomised controlled trial, participants were recruited from diabetes outpatient clinics at four hospitals in the UK and two centres in the USA. We randomly assigned participants with type 1 diabetes aged 6 years and older treated with insulin pump and with suboptimal glycaemic control (glycated haemoglobin [HbA_1c] 7·5–10·0%) to receive either hybrid closed-loop therapy or sensor-augmented pump therapy over 12 weeks of free living. Training on study insulin pump and continuous glucose monitoring took place over a 4-week run-in period. Eligible subjects were randomly assigned using central randomisation software. Allocation to the two study groups was unblinded, and randomisation was stratified within centre by low (<8·5%) or high (≥8·5%) HbA_1c. The primary endpoint was the proportion of time that glucose concentration was within the target range of 3·9–10·0 mmol/L at 12 weeks post randomisation. Analyses of primary outcome and safety measures were done in all randomised patients. The trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT02523131, and is closed to accrual. 

Findings

 From May 12, 2016, to Nov 17, 2017, 114 individuals were screened, and 86 eligible patients were randomly assigned to receive hybrid closed-loop therapy (n=46) or sensor-augmented pump therapy (n=40; control group). The proportion of time that glucose concentration was within the target range was significantly higher in the closed-loop group (65%, SD 8) compared with the control group (54%, SD 9; mean difference in change 10·8 percentage points, 95% CI 8·2 to 13·5; p<0·0001). In the closed-loop group, HbA_1c was reduced from a screening value of 8·3% (SD 0·6) to 8·0% (SD 0·6) after the 4-week run-in, and to 7·4% (SD 0·6) after the 12-week intervention period. In the control group, the HbA_1c values were 8·2% (SD 0·5) at screening, 7·8% (SD 0·6) after run-in, and 7·7% (SD 0·5) after intervention; reductions in HbA_1c percentages were significantly greater in the closed-loop group compared with the control group (mean difference in change 0·36%, 95% CI 0·19 to 0·53; p<0·0001). The time spent with glucose concentrations below 3·9 mmol/L (mean difference in change −0·83 percentage points, −1·40 to −0·16; p=0·0013) and above 10·0 mmol/L (mean difference in change −10·3 percentage points, −13·2 to −7·5; p<0·0001) was shorter in the closed-loop group than the control group. The coefficient of variation of sensor-measured glucose was not different between interventions (mean difference in change −0·4%, 95% CI −1·4% to 0·7%; p=0·50). Similarly, total daily insulin dose was not different (mean difference in change 0·031 U/kg per day, 95% CI −0·005 to 0·067; p=0·09) and bodyweight did not differ (mean difference in change 0·68 kg, 95% CI −0·34 to 1·69; p=0·19). No severe hypoglycaemia occurred. One diabetic ketoacidosis occurred in the closed-loop group due to infusion set failure. Two participants in each study group had significant hyperglycaemia, and there were 13 other adverse events in the closed-loop group and three in the control group. 

Interpretation

 Hybrid closed-loop insulin delivery improves glucose control while reducing the risk of hypoglycaemia across a wide age range in patients with suboptimally controlled type 1 diabetes. 

Funding

 JDRF, NIHR, and Wellcome Trust.

Objective To compare the safety and efficacy of overnight closed loop delivery of insulin (artificial pancreas) with conventional insulin pump therapy in adults with type 1 diabetes. Design Two sequential, open label, randomised controlled crossover, single centre studies. Setting Clinical research facility. Participants 24 adults (10 men, 14 women) with type 1 diabetes, aged 18-65, who had used insulin pump therapy for at least three months: 12 were tested after consuming a medium sized meal and the other 12 after consuming a larger meal accompanied by alcohol. Intervention During overnight closed loop delivery, sensor measurements of glucose were fed into a computer algorithm, which advised on insulin pump infusion rates at 15 minute intervals. During control nights, conventional insulin pump settings were applied. One study compared closed loop delivery of insulin with conventional pump therapy after a medium sized evening meal (60 g of carbohydrates) at 1900, depicting the scenario of "eating in." The other study was carried out after a later large evening meal (100 g of carbohydrates) at 2030, accompanied by white wine (0.75 g/kg ethanol) and depicted the scenario of "eating out." Main outcome measures The primary outcome was the time plasma glucose levels were in target (3.91-8.0 mmol/L) during closed loop delivery and a comparable control period. Secondary outcomes included pooled data analysis and time plasma glucose levels were below target (≤3.9 mmol/L). Results For the eating in scenario, overnight closed loop delivery of insulin increased the time plasma glucose levels were in target by a median 15% (interquartile range 3-35%), P=0.002. For the eating out scenario, closed loop delivery increased the time plasma glucose levels were in target by a median 28% (2-39%), P=0.01. Analysis of pooled data showed that the overall time plasma glucose was in target increased by a median 22% (3-37%) with closed loop delivery (P<0.001). Closed loop delivery reduced overnight time spent hypoglycaemic (plasma glucose ≤3.9 mmol/L) by a median 3% (0-20%), P=0.04, and eliminated plasma glucose concentrations below 3.0 mmol/L after midnight. Conclusion These two small crossover trials suggest that closed loop delivery of insulin may improve overnight control of glucose levels and reduce the risk of nocturnal hypoglycaemia in adults with type 1 diabetes. Trial registration ClinicalTrials.gov NCT00910767 and NCT00944619.

Background We assessed whether a sustained period of intensive glucose control with hybrid closed-loop for 12 months following diagnosis of type 1 diabetes in children and adolescents can preserve C-peptide secretion compared to standard insulin therapy. Methods In an open-label, multicentre, randomised, parallel trial, youth aged 10–16.9 years were randomised within 21 days of type 1 diabetes diagnosis to hybrid closed-loop or standard insulin therapy (control). Primary end point was the difference in mixed-meal C-peptide area under the curve 12 months post diagnosis. Key secondary end points included time spent in target glucose range, glycated haemoglobin and time spent below target glucose range at 12 months. Analysis was by intention to treat. The Closed Loop from Onset in Type 1 Diabetes consortium secured external funding for participants to continue on beyond 12 months, but the funding by National Institute for Health and Care Research and the results reported here refer only to the 12 months follow-up. Results We randomised 97 participants (mean ± standard deviation age 12 ± 2 years), 51 to closed-loop and 46 to control therapy. There was no difference in C-peptide area under the curve at 12 months between groups [geometric mean (interquartile range) closed-loop ( n = 46): 0.35 pmol/ml (0.16, 0.49) vs. control ( n = 37): 0.46 pmol/ml (0.22, 0.69); mean adjusted difference –0.06 (95% confidence interval –0.14 to 0.03); p = 0.19]. The proportion of time in target range 3.9–10.0 mmol/l based on 14-day masked LibrePro (Abbott Diabetes Care, Maidenhead, UK) sensor glucose data at 12 months was 10 percentage points (95% confidence interval 2 to 17) higher in the closed-loop group (64 ± 14%) compared to control group (54 ± 23%). Arithmetic mean glycated haemoglobin A1c was lower in the closed-loop group by 4 mmol/mol (0.4%) [95% confidence interval 0 to 8 mmol/mol (0.0% to 0.7%)] at 12 months. The mean difference in time spent < 3.9 mmol/l between groups was 0.9 percentage points (95% confidence interval –1.0 to 2.8). Three severe hypoglycaemic events occurred in the closed-loop group (two participants), and one in the control group; one diabetic ketoacidosis occurred in the closed-loop group. Conclusions A sustained period of hybrid closed-loop glucose control following diagnosis of type 1 diabetes in children and adolescents does not slow down the decline in residual C-peptide secretion compared with standard insulin therapy. Despite the lack of effect on C-peptide, glycaemic control was sustained in the closed-loop group, whereas glycaemic control deteriorated in the control group 6 to 9 months after diagnosis and closed-loop safely accommodated the variability in exogenous insulin requirements which occur with beta-cell recovery post diagnosis. Limitations of the study included no central measurement of auto-antibodies at diagnosis. There was imbalance in the rate of diabetic ketoacidosis at diagnosis which is associated with a more rapid decline in C-peptide secretion, but this was adjusted for in the analyses. This highlights the need for improved therapies to allow youth to achieve recommended glycaemic targets from onset of type 1 diabetes irrespective of the lack of effect on residual C-peptide secretion. Future work includes ongoing follow-up of the study population for up to 4 years after diagnosis to observe how any differences in glycaemic control between treatment groups develop over time. Trial registration This trial is registered as Clinicaltrials.gov NCT02871089. Funding This award was funded by the National Institute for Health and Care Research (NIHR) Efficacy and Mechanism Evaluation (EME) programme (NIHR award ref: 14/23/09), the Helmsley Trust (2016PG-T1D045 and 2016PG-T1D046), and JDRF (22-2013-266 and 2-RSC-2019-828-M-N), and is published in full in Efficacy and Mechanism Evaluation ; Vol. 11, No. 8. See the NIHR Funding and Awards website for further award information. Additional support for the artificial pancreas work was from the NIHR Cambridge Biomedical Research Centre and NIHR Oxford Biomedical Research Centre. Abbott Diabetes Care supplied free glucose monitoring devices, and Dexcom supplied discounted continuous glucose monitoring devices. Medtronic supplied discounted insulin pumps, phone enclosures, continuous glucose monitoring devices, and pump consumables.