对于数以亿计的糖尿病患者来说,胰岛素注射已经成为他们日常生活中不可或缺的一部分。
胰岛素可导致葡萄糖被细胞吸收和代谢,从而降低血液中葡萄糖的浓度。 然而,在现有的**模式下,糖尿病患者通常需要按照日常饮食规律每天皮下注射数次胰岛素,以维持空腹血糖和餐后血糖稳定,这无疑给糖尿病患者的日常生活带来了巨大的负担。 一旦使用过多的胰岛素,会导致低血糖,对患者构成安全风险。
那么我们能不能开发出一种能够准确控制胰岛素释放的制剂,从而一次注射就能长期有效控制血糖呢?老百姓的这个简单愿望,也是国际科学界自胰岛素发现以来100多年来一直瞄准的科学前沿问题。
几天前,浙江大学药学院、金华研究所顾震教授和王金强研究员团队研发出一种长效胰岛素制剂,可以智能感知血糖的波动,动态调节胰岛素的释放速率,实现长时间的血糖智能调节。
皮下注射的长效智能胰岛素制剂,可在血糖升高时迅速释放胰岛素,稳定血糖。
皮下制剂是一种由胰岛素和葡萄糖反应性聚合物组成的白色粉末状复合物,已被证明在基于猪的大型动物模型中表现出长效和智能反应的胰岛素释放特性。 顾震表示,团队正在推动临床试验的应用,未来用胰岛素管安全平稳地控制糖分一周甚至更长时间,可能会成为现实。
研究结果亦于12月6日发表在国际知名期刊《自然生物医学工程》上。
研究团队(右起:王金强教授、顾震教授、博士生张娟、王艳芳)。
仿生人体细胞,一次注射稳定血糖一周
人体细胞可以感知葡萄糖的浓度,并相应地调节胰岛素的分泌,以调节体内葡萄糖代谢的速率。 然而,糖尿病患者通常由于细胞丢失(1型糖尿病)或对胰岛分泌不敏感(2型糖尿病)而无法维持正常血糖。
围绕这一科学原理,顾震和王金强的研究团队重点突破了单次给药后如何长时间快速释放胰岛素,并通过仿生细胞的功能空腹缓慢释放胰岛素的问题。
我们开发了一种新型复合物,由葡萄糖酸修饰的重组人胰岛素与苯硼酸修饰的聚赖氨酸紧密结合。 顾震介绍道,这种新的复合物在皮下注射时充当胰岛素的“储存库”,促进胰岛素在皮下的长期储存,并在血糖升高时快速释放。
复合物形成和胰岛素-葡萄糖反应性释放的示意图。
它的魔力是什么?
这种新的复合物就像章鱼一样,通过吸盘(苯硼酸)牢牢地抓住含有葡萄糖的胰岛素,改变了以往胰岛素储存制剂容易泄漏、持续时间不长的困境,使复合物在正常血糖条件下缓慢而持续地释放少量胰岛素, 从而维持基础血糖的稳定。
当血液中葡萄糖的浓度增加时,葡萄糖可以竞争性地与复合物的“吸盘”结合,而复合物又迅速释放胰岛素并使血糖恢复到正常范围。
这种“智能”且持久的胰岛素剂型已在实验动物、小鼠和猪身上成功验证。 王金强说:“在现有的实验中,我们通过单次剂量就能在30公斤1型糖尿病模型猪中维持正常血糖一周以上,并且没有出现低血糖症状。 ”
长效智能胰岛素制剂后糖尿病仔猪血糖水平和复杂颗粒荧光的变化**。
来来去去无影无踪的药物胶囊,在体内不留痕迹
通常存在注射或植入含有生物材料的药物制剂或装置通常会引起纤维囊形成的风险。 纤维囊的形成可影响制剂和装置的功能,例如抑制药物的释放。
顾震和王金强研究团队研发的新型复合物,皮下注射后,在脂肪层中会迅速形成大豆大小的药物储层,随着胰岛素的缓慢释放,相关的高分子材料也会很快被吸收。
我们对这个功能感到兴奋。 正是由于我们开发的材料的独特性能和剂型,才不会产生成纤维细胞沉积,因此不会形成囊肿。 王金强介绍道。
美国糖尿病协会前医学和科学主席、合作者John Buse教授评论说:“这是开发新型胰岛素的一个令人兴奋和重要的突破,几十年来,人们一直在寻求使胰岛素更方便、更安全。 ”
该研究第一作者为浙江大学药学院博士生张娟,共同通讯作者为顾震、王金强。
值得一提的是,这是顾震三年多前回国以来组建的团队取得的又一创新进展。 “我们的团队将继续聚焦临床需求,坚持以问题为导向,以产品为导向,期待早日有更多生物医药创新造福百姓。 ”
文 编:柯一能** 受访团队提供 今日编辑:胡亚,浙江大学荣**中心学生记者团,责任编辑:周一莹。
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