長效胰島素實現血糖智能控制

　　注射胰島素已經成為數以億計的糖尿病患者日常生活中不可或缺的治療方式。這除了給患者的日常生活帶來了巨大負擔，還有一旦胰島素用量過多，便可能導致低血糖，給患者帶來的安全風險。

　　打入皮下的長效智能胰島素制劑可以在血糖升高時快速釋放胰島素，穩定血糖。圖片來源：浙江大學

　　能不能研制出一種能夠精準控制胰島素釋放的制劑，實現一次注射較長時間有效控制血糖呢？這個老百姓的樸素愿望，也是胰島素發現100多年來國際科學界一直瞄準的科學前沿問題。

　　日前，浙江大學藥學院、金華研究院教授顧臻和研究員王金強團隊開發出一款長效胰島素制劑，能夠智能感知血糖的波動，動態調節胰島素的釋放率，可實現對血糖長時間的智能調控。相關成果論文于12月6日刊于《自然·生物醫學工程學》上。

　　“這種可皮下注射的制劑是一種由胰島素和葡萄糖響應性高分子形成的白色粉末狀復合物，目前在基于豬的大動物模型實驗結果表明，該種創新制劑顯示出長效且智能響應血糖變化的胰島素釋放特性。”論文通訊作者顧臻表示，團隊正在推進臨床試驗的申報，未來打一次胰島素管一周甚至在更長時間范圍里安全平穩控糖或將成為現實。

　　人體的β細胞能感知葡萄糖濃度，并相應地調控胰島素的分泌，來調整體內葡萄糖的代謝速度。然而，糖尿病患者往往因失去β細胞（1型糖尿病）或對胰島分泌不敏感（2型糖尿病），無法維持正常血糖。

　　圍繞這一科學原理，研究團隊通過仿生β細胞的功能，重點突破如何在單次給藥后，較長的時間內既能在餐后快速地釋放胰島素，又能在空腹時緩慢地釋放胰島素這一難題。

　　“我們研制的新型復合物，由葡萄糖酸修飾的重組人胰島素與苯硼酸修飾的聚賴氨酸緊密結合而成。”顧臻介紹，這個新型復合物注射到皮下后類似一個胰島素的“儲庫”，既有利于胰島素長期儲存在皮下，又便于在血糖上升時快速釋放。

　　這種新型復合物改變了以往胰島素儲庫制劑易泄露、治療不長久的困境，在正常血糖條件下，使復合物緩慢持續釋放少量胰島素，從而維持基礎血糖的穩定。

　　而當血液中葡糖糖濃度升高時，葡萄糖可以競爭性地與該復合物的“吸盤”結合，進而將胰島素迅速釋放，讓血糖回到正常范圍。

　　這種胰島素劑型，目前在實驗動物小鼠和豬上實現了成功驗證。論文通訊作者王金強說：“現有的實驗，我們能夠通過一次給藥讓30千克1型糖尿病模型豬維持一周以上的正常血糖，并且沒有出現低血糖的癥狀。”

　　注射或植入的包含有生物材料的藥物制劑或器件往往存在一個風險，那就是其中的材料一般會誘導纖維囊的形成。纖維囊的形成會影響制劑和器件發揮功能，比如抑制藥物的釋放。

　　研究團隊研發的新型復合物，通過皮下注射后，會在脂肪層快速形成一個黃豆粒大小的藥物儲庫，而隨著胰島素的緩慢釋放，相關高分子材料也會被快速吸收。

　　“這個特性令我們很興奮。正是因為我們開發的材料以及劑型的獨特屬性，不會產生成纖維細胞的沉積，所以不形成囊狀物。”王金強介紹。

　　美國糖尿病學會前醫學與科學主席、論文合作者John Buse教授評價說：“這是新型胰島素研發領域令人激動的重要突破，幾十年來人們一直在追尋如何讓胰島素使用更方便和安全的方法。”