對于數(shù)以億計的糖尿病患者來說，注射胰島素已經(jīng)成為他們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹委煼绞健?/p>

胰島素可以促使葡萄糖被細胞攝入進行代謝，進而降低血液里的葡萄糖濃度。然而，在現(xiàn)有的治療模式下，糖尿病患者通常需要每天多次皮下注射胰島素，以配合日常飲食規(guī)律，維持空腹血糖和餐后血糖平穩(wěn)，這無疑給糖尿病患者的日常生活帶來了巨大的負擔。而一旦胰島素用量過多，便可能導致低血糖，給患者帶來安全風險。

那么能不能研制出一種能夠精準控制胰島素釋放的制劑，實現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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、金華研究院顧臻教授和王金強研究員團隊開發(fā)出一款長效胰島素制劑，能夠智能感知血糖的波動，動態(tài)調(diào)節(jié)胰島素的釋放率，可實現(xiàn)對血糖長時間的智能調(diào)控。

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(wěn)定血糖

 “這種可皮下注射的制劑是一種由胰島素和葡萄糖響應(yīng)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(jié)果表明，該種創(chuàng)新制劑顯示出長效且智能響應(yīng)血糖變化的胰島素釋放特性。”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(wěn)控糖或?qū)⒊蔀楝F(xiàn)實。

這一成果也于12月6日，刊登在國際知名期刊《自然·生物醫(yī)學工程學》上。

研究團隊（右起：王金強研究員、顧臻教授、博士生張娟和王延芳）

仿生人體β細胞，打一針讓血糖穩(wěn)一周

人體的β細胞能感知葡萄糖濃度，并相應(yīng)地調(diào)控胰島素的分泌，來調(diào)整體內(nèi)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?qū)σ葝u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，顧臻和王金強研究團隊通過仿生β細胞的功能，重點突破如何在單次給藥后，較長的時間內(nèi)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(jié)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。

復合物形成與胰島素糖響應(yīng)釋放示意圖

它的魔法在哪里呢？

這種新型復合物如同一個八爪魚，通過吸盤（苯硼酸）把帶有葡萄糖的胰島素牢牢抓住，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(xù)釋放少量胰島素，從而維持基礎(chǔ)血糖的穩(wěn)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(jié)合，進而將胰島素迅速釋放，讓血糖回到正常范圍。

這種既“聰明”又持久的胰島素劑型，目前在實驗動物小鼠和豬上實現(xiàn)了成功驗證。王金強說：“現(xiàn)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(xiàn)低血糖的癥狀。”

糖尿病小豬經(jīng)長效智能胰島素制劑治療的血糖水平變化及復合物顆粒熒光圖片

 來去無蹤的藥物膠囊，體內(nèi)不留痕跡

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(fā)揮功能，比如抑制藥物的釋放。

顧臻和王金強研究團隊研發(fā)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(guān)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(fā)的材料以及劑型的獨特屬性，不會產(chǎn)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(yī)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(fā)領(lǐng)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。”

這項研究第一作者是浙江大學藥學院博士研究生張娟，論文共同通訊作者是顧臻和王金強。

值得一提的是，這是顧臻回國三年多來，組建的團隊產(chǎn)生的又一項創(chuàng)新進展。“我們團隊將繼續(xù)圍繞臨床需求，堅持問題與產(chǎn)品導向，期盼讓更多生物醫(yī)藥創(chuàng)新早日惠及于民。”

文字記者：柯溢能

圖片由受訪團隊提供

今日編輯：浙江大學融媒體中心學生記者團 胡婭

責任編輯：周亦穎