圖源：pixabay

　　我們都知道，胰島素是一種蛋白質(zhì)激素，參與調(diào)節(jié)碳水化合物和脂肪代謝，控制血糖平衡，可促使肝臟、骨骼肌將血液中的葡萄糖轉(zhuǎn)化為糖原。一旦身體里缺乏有效的胰島素，那么血糖會升高，嚴重會患有糖尿病。

　　為此，人們一直致力于尋找一種胰島素似的特效藥。

　　胰島素治療已經(jīng)誕生了近100年。

　　1921年，弗雷德里克·班?。‵rederick Banting）與約翰·麥克勞德（John Macleod）首次成功提取到了胰島素，不同種族哺乳動物的胰島素分子的氨基酸序列和結(jié)構(gòu)其實稍有差異，但仍然可以用來治療，我國最先合成的是牛胰島素，但其實豬胰島素與人的最為接近。動物胰島素是最早應用于糖尿病治療的胰島素注射制劑，但因為這些許的不同，依然容易發(fā)生免疫反應，比如過敏反應，并且由于其免疫原性高，容易出現(xiàn)胰島素耐藥性。

　　隨后，生物技術(shù)的革命也帶來了胰島素的革命。

　　在20世紀80年代，我們有了第二代胰島素：人們通過基因工程制造出高純度的合成人胰島素，其結(jié)構(gòu)和人體自身份泌的胰島素一樣。但是，這種胰島素仍然存在一些問題，比如必須要提前注射，而且夜里仍然有低血糖的風險。

基因工程 圖源：pixabay

　　20世紀90年代末，科學家進一步研究了人胰島素的結(jié)構(gòu)和成分，重新修飾了肽鏈：同樣利用基因工程的手段，改變胰島素肽鏈上某些部位的氨基酸組合；改變等電點；增加六聚體強度；以鈷離子替代鋅離子；在分子中增加脂肪酸鏈，加大與白蛋白的結(jié)合。這種新型胰島素可以進餐時服用，因而這個第三代胰島素也被稱為速效胰島素。

　　盡管如此，胰島素仍然不盡人意。胰島素需要皮下注射，輕則每天注射一次，重則每天注射三次。

　　那么，胰島素為什么不能口服呢？

　　就像開篇提到的那樣，胰島素屬于蛋白類藥物，一經(jīng)口服后，我們的腸道內(nèi)消化酶就會將其分解，當作當作蛋白質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)吸收，無法起到降血糖的作用。以往的研究者為了克服這一缺陷，設計了滲透增強劑、納米顆粒膠囊和黏液粘附補丁等方法，然而，它們效果始終比不上注射給藥。

　　現(xiàn)在，這個問題也得到了解決！

腔內(nèi)展開微針注射器 圖源：文獻[2]

　　值得期待的是，今年10月，麻省理工學院的研究人員成功設計出了一種新型口服藥物膠囊。

　　雖然說是膠囊，但其實它更接近一種注射器。研究人員將其稱為腔內(nèi)展開微針注射器。顧名思義，就是這種膠囊其實包含了一個微型的針頭，里面裝載了胰島素。當它被吞服并到達小腸時，膠囊就會在腸內(nèi)溶解，而載藥的注射器就會被快速插入小腸組織中，釋放藥物以進入血液。

　　首先，這種膠囊比較特殊。

　　膠囊一般在胃部就會被分解，但小腸壁更適合藥物的吸收。為了讓藥物可以安全抵達小腸，研究人員在膠囊表面涂了一種聚合物，這種聚合物可以抵抗得住胃酸環(huán)境也就是PH約為1.5-3.5的酸性值期間，而當膠囊到達小腸后，小腸的PH約為6，這種涂層會被分解，膠囊從而破裂。

　　膠囊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很復雜。

　　這些膠囊直徑9毫米，長度30mm，降解后會支開3支降解臂，每一支上面都有多個1毫米長的微型注射器，它們會刺入小腸組織的最外層，隨后針頭也會溶解，使藥物釋放出來。

　　研究人員還考慮到，這些支開的降解臂會阻塞小腸，因而這些用完的“手臂”也會被降解。

“膠囊”設備 圖源：文獻[1]

　　研究人員用與人體相似的豬做了實驗。

　　他們將這些膠囊放入豬的體內(nèi)空腸中，25分鐘后，他們觀察到胰島素濃度達到峰值，并伴隨低血糖發(fā)生——也就是說這些膠囊成功分解并向豬注射了胰島素。

　　與我們之前的皮下注射相比，這種體內(nèi)注射的方式吸收更快。

　　更可喜的是，豬沒有產(chǎn)生藥后的不良反應。它們成功將降解臂排出體外，并且服用一周后，豬的生活依舊，依然開開心心吃嘛嘛香。

　　事實上，這些年來胰島素的服藥方案一直在不斷創(chuàng)新?？诜葝u素已經(jīng)成為了研發(fā)人員不斷探索的趨勢，相信不久以后，糖尿病患者就可以用上這種更便捷高效的特效藥。



關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復【最新活動】，了解近期科普活動
回復【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復【研學營】，了解最新科普研學營
回復【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復【觀鳥知識】，學習觀鳥相關科普知識