《科学》：百年难题有望破解！MIT大牛带来口服胰岛素新方法

▎学术经纬/报道

1922年，一名位于多伦多的14岁小男孩首次接受了胰岛素注射。这掀开了人类注射胰岛素治疗糖尿病的序幕。同年，科学家们开始测试各种胰岛素的口服配方，希望能让糖尿病患者告别每日的频繁注射。

他们失败了。近100年来，无论科学家们如何努力，都没有将口服胰岛素的设想变为现实。

▲本研究得到了同期《科学》杂志的专题报道（图片来源：《科学》截图）

这就很容易解释，发表在最新一期《科学》杂志上的一项研究，为什么得到了许多人的关注——由麻省理工学院（MIT）Koch癌症研究所的鲍伯·兰格（Robert Langer）教授与Giovanni Traverso教授共同领衔的一支研究团队开发了一种全新的药物递送技术。它不但有望解决口服胰岛素这一百年难题，还可能为其他大分子药物的递送带来解决方案。

▲本研究的通讯作者之一是MIT大牛鲍伯·兰格（Robert Langer）教授（图片来源：Science History Institute [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]）

介绍这项研究之前，我们先来看看口服胰岛素究竟有什么难以逾越的研发鸿沟。我们一般服用的药物，都属于“小分子”。它们很容易就会被消化道吸收，在人体内发挥功效。但胰岛素属于“生物制剂”，它们一般是由微生物或其他活体细胞生产制造，尺寸较大。想要口服这些药物，就得解决一系列问题。

首先是药物的稳定性。我们知道，胃能够消化食物。作为一类蛋白质，胰岛素很容易就在胃部被降解。其次，胰岛素较大的体型也很难让它们穿透紧实的胃壁，进入血液循环。

▲本研究的另一位通讯作者Giovanni Traverso教授（图片来源：Giovanni Traverso教授个人推特帐号）

本研究的通讯作者之一Giovanni Traverso教授指出，让生物制剂穿透这些防御机制，是“药物开发过程中最大的挑战。”

为了摘得药物开发过程中的这一圣杯，研究人员们开发了一种充满高科技的胶囊。它的外部是可以被安全降解的材料，内部则有一根由冻干的胰岛素压缩而成的针。研究人员们期望胶囊到了胃部之后，随着外壳逐渐被降解，内部的弹簧能将胰岛素针插入胃壁，缓慢释放胰岛素到全身。

▲这种胶囊只有蓝莓大小，却充满了高科技（图片来源：参考资料[3]，Felice Frankel）

在使用上，这种能够口服的胶囊无疑比外部注射要来得更为方便。而且，胃部没有痛觉感受器。也就是说，患者不会因为胰岛素针的刺入而感到不适。

而接下来的问题，则是解决胰岛素口服递送的关键——这些胶囊在胃部的蠕动下，肯定是东倒西歪。我们怎么确定，胰岛素针恰好能扎进胃壁呢？要是扎在了空气里，岂不是很尴尬？

研究人员当然想到了这个问题。而解决这一问题的灵感，则来自一种叫做“豹龟”（leopard tortoise）的生物。豹龟长了一副很有趣的龟壳，它看起来高耸而陡峭，有着极高的实用性——如果它不小心翻了个身，能马上再翻回来。

▲豹龟给研究人员们提供了灵感（图片来源：参考资料[1]）

利用计算机建模，研究人员们依照豹龟的外壳设计了全新的口服胰岛素胶囊，并对此做了一定的优化。无论怎么动荡，它都能自动“翻过身来”，把装有胰岛素针的一面对准胃壁。

▲这种胶囊就像是不倒翁，能快速站立起来（图片来源：参考资料[1]）

使用猪作为测试对象，研究人员们测试了这种口服胰岛素胶囊的递送效果。在论文中，研究人员成功把300微克的胰岛素送入了猪的体内，并在3.5个小时内，检测到了胰岛素水平的上升。而根据MIT的报道，最近，科学家们已经成功递送了5毫克的胰岛素，这差不多是人类患者一次需要注射的量。

“这是迄今为止在口服多肽类药物方面最现实，最具影响力的突破技术。”一名未参与本研究的药物递送专家说道。

《科学》杂志也为这项研究撰写了专题报道。就像报道最后指出的那样，这项研究要真正应用于人体，还需要多年的安全性与有效性研究。但一旦取得成功，背后的意义将是巨大的。因为它不仅能用于胰岛素的递送，还能用来递送许多现有的其他药物。可以想象，无数患者将从中受益。

参考资料：

[1] Alex Abramson et al., (2019), An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules, Science, DOI: 10.1126/science.aau2277

[2] Robert F. Service (2019), Pills give patients a shot inside the stomach, Science, DOI: 10.1126/science.363.6427.571

[3] New pill can deliver insulin, Retrieved February 11, 2019, from http://news.mit.edu/2019/pill-deliver-insulin-orally-0207

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