不想打針？PNAS發表妙招：科學家研發出「口服型胰島素」

生物探索

編者按

面對慢性病，吃藥還是打針？多數患者傾向於選擇前者。但是對於數千萬的1型糖尿病患者而言，長期注射胰島素並配合血糖監控是必須的治療手段。現在，科學家們想出一個口服給葯的妙招，可以極大程度地改變糖尿病患者控制血糖水平的傳統方式。

Oral delivery method could dramatically transform the way in which diabetics keep their blood sugar levels in check. Credit: Harvard SEAS

通過皮下注射或胰島素泵實現的胰島素療法通常能夠控制大多數糖尿病患者的血糖水平。但是，很多患者因為疼痛、害怕針頭或者日常生活的局限而無法堅持按時注射，這容易引發血糖控制不良，從而導致嚴重的併發症。

「口服胰島素」不僅能夠改善全球四千萬1型糖尿病患者的生活質量，而且還能減輕因未能及時注射而帶來的風險。但是，因為胰島素蛋白在胃酸環境中容易失活，且很難被腸道吸收，所以找到一種口服胰島素的方法很難。

6月25日，《PNAS》期刊發表了一篇題為「Ionic liquids for oral insulin delivery」的文章，揭示了一種可能：來自於哈佛John A. Paulson工程和應用科學學院（SEAS）的科學家們開發出一種包裹胰島素的「藥丸」，可以繞開注射實現口服給葯。

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口服膠囊，克服重重難關

文章作者、SEAS的生物工程學家Samir Mitragotri帶領團隊研發出一種帶有耐酸腸衣的膠囊——膠囊內是一種由膽鹼（choline）、香葉酸（geranic acid）組成的離子溶液（Ionic liquids），而胰島素就在其中。

通過將「胰島素-離子液體配方」（insulin-ionic liquid）封裝在腸衣中，研究團隊克服了第一個障礙，即抵抗胃酸對胰島素的降解作用。這一聚合物「外衣」會在小腸（鹼性環境）中溶解，釋放出攜帶胰島素的液體。

「當一個蛋白質分子（例如胰島素）進入小腸，會刺激到很多負責降解蛋白的酶。」文章一作、助理教授Amrita Banerjee表示，「但是，離子液體的存在能夠維持胰島素的穩定性。」

膽鹼-香葉酸的配方可以克服最後兩個難關，即腸壁黏液層和腸壁緊密的細胞結合（胰島素等大分子藥物無法通過這兩個屏障）。

圖片來源：Pixabay

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口服胰島素的潛力

口服胰島素更接近於健康個體胰腺分泌胰島素到肝臟的天然方式，可以減輕長期注射的副作用。目前，全球不少實驗室正在嘗試各種方法來克服「口服」的挑戰，包括：重新設計胰島素分子、為胰島素塗上保護層聚合物、引入添加劑抑制酶的分解或者增強吸收。然而，這一領域依然沒有實質性突破。

喬治亞理工學院化學和生物分子工程學教授、J. Erskine Love Jr.主席Mark Prausnitz對這一最新研究給出評價，他說：「通過口服而不是注射獲得蛋白質類藥物一直是一個難題。現在，這項研究給出了可能，證實口服胰島素和離子液體結合的效果喜人，與常規注射一樣。」

Samir Mitragotri團隊開發的「藥丸」具有生物相容性、易於生產，且可以在室溫下穩定保存兩個月，比市面上的一些注射胰島素產品的保存期要長。這一包含胰島素的離子液體可以「一步式」完成，這意味著它容易擴大至工藝生產，且便於控制成本。

Samir Mitragotri計劃開展更大規模的動物實驗，以及長期的毒理學和生物藥效率（bioavailability）研究。

研究團隊很樂觀，他們認為如果一切進展順利，進入臨床試驗更容易獲得批准，因為使用的離子液體中的關鍵成分——膽鹼（FDA已經制定了膽鹼的每日推薦劑量）和香葉酸（是豆蔻、檸檬草等植物中的天然產物，被廣泛作用食品添加劑使用）——已被認為是安全的。此外，研究人員認為，這一策略同樣適用於其他蛋白的口服傳遞。

責編：艾曼

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參考資料：1）Delivering insulin in a pill—Technique could replace daily injections for diabetics

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