1922年，加拿大多倫多一名14歲男孩首次接受了胰島素注射治療，以拯救因糖尿病而危急的生命。同一年，科學(xué)家們開始嘗試研發(fā)口服型胰島素制劑，希望能夠減輕患者每日注射的繁瑣。
然而，近百年后，該領(lǐng)域卻一直未有成效。
2019年，《Science》期刊最新發(fā)表了一篇文章揭示了新進(jìn)展：來自布里格姆婦女醫(yī)院、麻省理工學(xué)院和諾和諾德的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研制出一種特殊的“膠囊”——患者攝入體內(nèi)后，能夠在胃內(nèi)壁上“打一針”，以便運(yùn)輸胰島素或者其他原本不能口服的生物制劑。
而且讓人驚奇的是，這一研發(fā)靈感竟來源于烏龜！
為什么胰島素不能口服？
胰島素不能口服，這主要與胃和腸道復(fù)雜的環(huán)境有關(guān)聯(lián)。
與傳統(tǒng)藥物（消化道容易吸收）不同，生物制劑通常是由微生物或者其他活細(xì)胞產(chǎn)生的大而笨重的蛋白分子。在美國，銷量的10款藥物中有7款屬于生物藥。
但是，這類藥物容易在腸胃中降解，或者被粘稠的黏液層/腸胃緊密堆積的上皮細(xì)胞堵塞，從而無法進(jìn)入血液中。
近年來，制藥公司已成功將幾種稱為肽的小蛋白質(zhì)制成膠囊，這些分子易于被小腸吸收。但是，大多數(shù)滲透促進(jìn)劑（permeation enhancers）只允許不到1%的肽進(jìn)入血液中，也就是說，這些口服制劑只有1%的藥物劑量能夠發(fā)揮作用。
最新Science：特殊的“藥丸”
MIT的胃腸病學(xué)家、生物工程師Carlo Giovanni Traverso和藥物輸送專家Robert Langer及其團(tuán)隊(duì)研制了一種帶有扁平末端的空心藥丸SOMA。
這一特殊的口服膠囊，頂部是由凍干胰島素制成的針頭，連著一個由糖片壓住的彈簧裝置。
當(dāng)SOMA膠囊進(jìn)入胃部，在胃酸的刺激下，糖片會溶解，觸動微小的彈簧裝置，促使胰島素針刺入胃壁中（不會產(chǎn)生疼痛感），最終確保胰島素進(jìn)入血液中，達(dá)成遞送胰島素的效果。
這一設(shè)計(jì)靈感參考自一種烏龜——豹紋陸龜（leopard tortoise）的殼。這一爬行動物生長于非洲，有一個高而陡峭的龜殼，這一結(jié)構(gòu)讓烏龜“底盤穩(wěn)定”，不易被推翻，而且即便意外“底朝天”，烏龜也能夠自己翻過身來。
通過精確地計(jì)算，研究團(tuán)隊(duì)將胰島素藥丸設(shè)計(jì)成“龜殼”形狀，使其能夠保持正確的方向，從而避免在錯誤的方向穿刺。
在動物試驗(yàn)中（大鼠和豬），藥丸能夠傳遞的胰島素水平與皮下注射相同。組織學(xué)研究顯示，每日探針穿刺并沒有持續(xù)損傷的跡象。
有意思的是，SOMA膠囊只有在豬空腹時才能發(fā)揮運(yùn)輸胰島素的作用。
“這是一個非常聰明的設(shè)計(jì)。” 布朗大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程師Edith Mathiowitz評價(jià)道。不過，她補(bǔ)充說，研究團(tuán)隊(duì)需要確保在胃中產(chǎn)生的微小的穿孔不會給患者帶來長期的健康隱患。
其他“口服胰島素”的新進(jìn)展
哈佛大學(xué)的生物醫(yī)藥工程師Samir Mitragotri團(tuán)隊(duì)也正在努力改變“生物藥口服”的困境。2018年，該團(tuán)隊(duì)在《PNAS》期刊上發(fā)文揭示了一種可能：將胰島素包裹在一種特殊的液體中，該液體的粘稠度等同于蜂蜜。
當(dāng)包裹有胰島素的液體膠囊在小腸溶解后，粘稠的液體會短暫性地破壞表面細(xì)胞的脂質(zhì)膜，從而允許胰島素或者其他藥物被吸收。
上周，Samir Mitragotri和同事共同創(chuàng)立了一家生物技術(shù)公司，計(jì)劃將該技術(shù)商業(yè)化。
此外，總部位于耶路撒冷的生物技術(shù)公司Oramed Pharmaceuticals正在測試含有特定物質(zhì)的胰島素膠囊，這些特定物質(zhì)可以保護(hù)蛋白質(zhì)免受消化酸和酶的侵害，并促進(jìn)小腸對藥物的吸收。
這些創(chuàng)新型技術(shù)可能需要數(shù)年時間，才能完成安全性和有效性試驗(yàn)。但是一旦獲批上市，將會打破一個“百年空白”，為無數(shù)患者帶來新的治療選擇。
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