4000萬糖尿病患者福音！哈佛大學研發口服胰島素 再也不用每天挨針了

考慮到服用藥片或注射針劑，我們大多數人會選擇通過吞下一顆藥丸來調節慢性疾病。但是對於數百萬患有1型糖尿病的人來說，每天一次或兩次痛苦的針刺卻是唯一的選擇，只因為他們的身體不能自己生產胰島素。

現在，哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)的研究人員開發了一種口服給藥方法，可以顯著改變糖尿病患者控制血糖水準的方式。

口服胰島素不僅有望改善全球多4000萬1型糖尿病患者的生活品質，還能緩解因病人無法給自己注射所需的胰島素而產生的許多危及生命的副作用。

該研究發表在《美國國家科學院院刊》上。

胰島素治療，通過皮下注射或通過胰島素泵輸送，通常可以控制大多數糖尿病患者的葡萄糖水準。 「但許多人由於疼痛，針頭恐懼症以及對正常活動的干擾而未能遵守該方案。」 SEAS生物工程教授及資深作者Samir Mitragotri說，「血糖控制不良的後果可能導致嚴重的健康併發症。」

尋找一種口服胰島素的方法一直難以捉摸;當蛋白質遇到胃的酸性環境並且從腸道吸收不良時，蛋白質表現不佳。新方法的關鍵是在由膽鹼和香葉酸組成的離子液體中攜帶胰島素，然後將其置於具有耐酸腸溶包衣的膠囊內。該配方具有生物相容性，易於製造，並且可以在室溫下儲存長達兩個月而不降解，這比目前市場上的一些可注射胰島素產品更長。

「一旦攝入，胰島素就必須在一個具有挑戰性的障礙過程中才能有效地吸收到血液中。」Mitragotri說道，他也是哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所的核心教員， 「我們的方法就像一把瑞士軍刀，在那裡，一顆藥丸可以用來解決遇到的每一個障礙。」

通過將胰島素離子液體制劑包封在腸溶衣中，這是團隊克服的第一個障礙，抵抗腸道中胃酸的分解。當它到達一個更鹼性的小腸環境時，這種聚合物塗層就會溶解，而在那裡，攜帶胰島素的離子液體被釋放出來。

「當一種蛋白質分子如胰島素進入腸道時，有許多酶的功能是將蛋白質降解成較小的氨基酸。」第一作者Amrita Banerjee解釋說，他在Mitragotri實驗室擔任博士後研究員時進行了這項研究，現在是北達科他州立大學的助理教授，「但離子液體攜帶的胰島素保持穩定。」

膽鹼 - 香葉酸製劑也被證明能夠穿透兩個最終的屏障，腸道內的粘液層和腸壁的緊密細胞連接點，通過這種方式，大分子藥物如胰島素不能輕易通過。

其他研究人員嘗試了各種方法克服這些障礙，通過重新設計胰島素分子，將其塗在保護性聚合物中，並引入添加劑以抑製酶分解或增強吸收。然而，目前臨床上沒有口服胰島素產品。

「通過口服胰島素而不是注射來開發蛋白質和肽類藥物的方法一直是藥物輸送的聖杯。」 Mark Prausnitz說，他是喬治亞理工學院化學和生物分子工程的主席。Prausnitz沒有參與這項研究，他補充說：「這項研究顯示，口服胰島素與離子液體一起使用的胰島素與傳統注射液一樣有效。如果研究結果可以轉化為安全有效地向人類施用胰島素和其他多肽藥物的藥丸，這項工作對醫學的影響可能是巨大的。」

口服攝入的胰島素將更接近地模仿健康個體的胰腺向肝臟輸送胰島素的方式，其中提取高達80%的胰島素，其餘的通過血液循環。它還可以減輕長時間注射的不良影響。

Banerjee還指出，離子液體傳播的胰島素可以通過一步法制備，可以很容易地按比例放大以便進行廉價的工業生產，從而使口服製劑的製造成本易於管理。

Mitragotri接下來計劃對配方進行更多動物試驗以及長期毒理學和生物利用度研究。研究人員樂觀地認為，如果一切順利的話，由於離子液體中的關鍵成分 —— 膽鹼和香葉酸 —— 已被認為是安全的，因此獲得人類最終臨床試驗的批準將變得更加容易。美國食品和藥物管理局已建立了每日推薦劑量的膽鹼，這是一種類似維生素的必需營養素;天竺葵鹼是一種天然存在於豆蔻和檸檬草中的化學物質，廣泛用作食品添加劑。

如果進一步研究按預期進展，該方法可用於口服輸送其他蛋白質。

哈佛大學的技術開發辦公室正在積極尋求這項技術的商業化機會，並通過Blavatnik生物醫學加速器推進其發展。

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