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4000万糖尿病患者福音!哈佛大学研发口服胰岛素 再也不用每天挨针了

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 Emma Chou • 2018-07-05 14:41:31 来源:前瞻网 E2068G0

考虑到服用药片或注射针剂,我们大多数人会选择通过吞下一颗药丸来调节慢性疾病。但是对于数百万患有1型糖尿病的人来说,每天一次或两次痛苦的针刺却是唯一的选择,只因为他们的身体不能自己生产胰岛素。

现在,哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了一种口服给药方法,可以显著改变糖尿病患者控制血糖水平的方式。

口服胰岛素不仅有望改善全球多4000万1型糖尿病患者的生活质量,还能缓解因病人无法给自己注射所需的胰岛素而产生的许多危及生命的副作用。

该研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

胰岛素治疗,通过皮下注射或通过胰岛素泵输送,通常可以控制大多数糖尿病患者的葡萄糖水平。 “但许多人由于疼痛,针头恐惧症以及对正常活动的干扰而未能遵守该方案。” SEAS生物工程教授及资深作者Samir Mitragotri说,“血糖控制不良的后果可能导致严重的健康并发症。”

寻找一种口服胰岛素的方法一直难以捉摸;当蛋白质遇到胃的酸性环境并且从肠道吸收不良时,蛋白质表现不佳。新方法的关键是在由胆碱和香叶酸组成的离子液体中携带胰岛素,然后将其置于具有耐酸肠溶包衣的胶囊内。该配方具有生物相容性,易于制造,并且可以在室温下储存长达两个月而不降解,这比目前市场上的一些可注射胰岛素产品更长。

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“一旦摄入,胰岛素就必须在一个具有挑战性的障碍过程中才能有效地吸收到血液中。”Mitragotri说道,他也是哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的核心教员, “我们的方法就像一把瑞士军刀,在那里,一颗药丸可以用来解决遇到的每一个障碍。”

通过将胰岛素离子液体制剂包封在肠溶衣中,这是团队克服的第一个障碍,抵抗肠道中胃酸的分解。当它到达一个更碱性的小肠环境时,这种聚合物涂层就会溶解,而在那里,携带胰岛素的离子液体被释放出来。

“当一种蛋白质分子如胰岛素进入肠道时,有许多酶的功能是将蛋白质降解成较小的氨基酸。”第一作者Amrita Banerjee解释说,他在Mitragotri实验室担任博士后研究员时进行了这项研究,现在是北达科他州立大学的助理教授,“但离子液体携带的胰岛素保持稳定。”

胆碱 - 香叶酸制剂也被证明能够穿透两个最终的屏障,肠道内的粘液层和肠壁的紧密细胞连接点,通过这种方式,大分子药物如胰岛素不能轻易通过。

其他研究人员尝试了各种方法克服这些障碍,通过重新设计胰岛素分子,将其涂在保护性聚合物中,并引入添加剂以抑制酶分解或增强吸收。然而,目前临床上没有口服胰岛素产品。

“通过口服胰岛素而不是注射来开发蛋白质和肽类药物的方法一直是药物输送的圣杯。” Mark Prausnitz说,他是乔治亚理工学院化学和生物分子工程的主席。Prausnitz没有参与这项研究,他补充说:“这项研究显示,口服胰岛素与离子液体一起使用的胰岛素与传统注射液一样有效。如果研究结果可以转化为安全有效地向人类施用胰岛素和其他多肽药物的药丸,这项工作对医学的影响可能是巨大的。”

口服摄入的胰岛素将更接近地模仿健康个体的胰腺向肝脏输送胰岛素的方式,其中提取高达80%的胰岛素,其余的通过血液循环。它还可以减轻长时间注射的不良影响。

Banerjee还指出,离子液体传播的胰岛素可以通过一步法制备,可以很容易地按比例放大以便进行廉价的工业生产,从而使口服制剂的制造成本易于管理。

Mitragotri接下来计划对配方进行更多动物试验以及长期毒理学和生物利用度研究。研究人员乐观地认为,如果一切顺利的话,由于离子液体中的关键成分 —— 胆碱和香叶酸 —— 已被认为是安全的,因此获得人类最终临床试验的批准将变得更加容易。美国食品和药物管理局已建立了每日推荐剂量的胆碱,这是一种类似维生素的必需营养素;天竺葵碱是一种天然存在于豆蔻和柠檬草中的化学物质,广泛用作食品添加剂。

如果进一步研究按预期进展,该方法可用于口服输送其他蛋白质。

哈佛大学的技术开发办公室正在积极寻求这项技术的商业化机会,并通过Blavatnik生物医学加速器推进其发展。

该论文的其他作者包括Kelly Isben,Tyler Brown,Renwei Chen和Christian Agatemor。

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