悉尼大學(xué)開發(fā)納米口服胰島素,預(yù)計(jì)2025年開展人體試驗(yàn)
這種口服胰島素是一種20納米的納米材料(寬度相當(dāng)于人類頭發(fā)的萬分之一),其內(nèi)含有胰島素,被聚合物殼層包裹。只有在血液中的糖含量高時(shí),胰島素才會(huì)從納米材料中釋放出來,在肝臟中起作用并在血液中循環(huán)。
2021年的一項(xiàng)流行病學(xué)調(diào)查顯示,全球約有5.37億糖尿病患者,中國的糖尿病患者約1.41億。胰島素是治療糖尿病的重要手段,一項(xiàng)發(fā)表于《柳葉刀》(The Lancet)的研究顯示,糖尿病患者群體中有7500萬人依賴胰島素。
目前,胰島素只能采用注射方式,往往需要配合生活方式干預(yù)、持續(xù)的血糖監(jiān)測等方式,以減少急性不良事件的發(fā)生率和心血管疾病等長期并發(fā)癥的發(fā)展,患者依從性不佳。
20世紀(jì)60年代,首個(gè)口服胰島素的專利誕生。但由于胰島素是由多個(gè)氨基酸合成的肽類物質(zhì),分子量大、易被酶降解、滲透性低,經(jīng)口服吸收進(jìn)入靶器官發(fā)揮生理作用之前,需要闖過化學(xué)、酶、滲透三道屏障。60年來,口服胰島素的開發(fā)在臨床試驗(yàn)中經(jīng)歷了多次失敗。
近日,在澳大利亞悉尼大學(xué)和悉尼地方衛(wèi)生區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究中,研究人員開發(fā)了一種基于納米技術(shù)的新型口服胰島素。研究人員稱,這種新型胰島素可以通過片劑食用,甚至可以植入一塊巧克力中。相關(guān)研究在線發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)雜志。
論文的第一作者、悉尼大學(xué)納米研究所(The University of Sydney Nano Institute)的尼古拉斯·亨特(Nicholas Hunt)博士向澎湃科技介紹,其所開發(fā)的口服胰島素是一種20納米的納米材料(寬度相當(dāng)于人類頭發(fā)的萬分之一),其內(nèi)含有胰島素,被聚合物殼層包裹。每個(gè)胰島素分子都被單獨(dú)封裝。這個(gè)殼層保護(hù)胰島素免受胃酸的侵蝕,并允許胰島素通過獨(dú)特的吸收途徑從腸道吸收。一旦進(jìn)入體內(nèi),它就會(huì)前往肝臟。在肝臟中,殼層會(huì)對(duì)身體的血糖水平做出反應(yīng)。這個(gè)殼層會(huì)被肝臟釋放的酶分解,以分解糖分子。這意味著只有在血液中的糖含量高時(shí),胰島素才會(huì)從納米材料中釋放出來,在肝臟中起作用并在血液中循環(huán)。
也就是說,這種納米口服胰島素可以有效控制血糖水平,幫助糖尿病患者避免因注射胰島素而引起的副作用,比如低血糖或體重增加。亨特說,這也是該口服胰島素與注射胰島素相比的關(guān)鍵優(yōu)勢。
此外,據(jù)亨特介紹,這種口服胰島素還具有快速作用和15分鐘內(nèi)有效的特點(diǎn),允許患者進(jìn)行劑量調(diào)整。
安全性方面,目前的證據(jù)顯示這種納米口服胰島素沒有毒性。亨特說,研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)進(jìn)行了100天的長期毒性研究,使用的劑量是計(jì)劃進(jìn)行人體研究劑量的100倍,結(jié)果顯示沒有毒性。他們還在模擬階段1試驗(yàn)中對(duì)非人靈長類動(dòng)物進(jìn)行了毒性研究,沒有發(fā)現(xiàn)毒性。隨后,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了GLP認(rèn)證(藥物非臨床研究質(zhì)量管理規(guī)范)的毒性研究,為臨床試驗(yàn)做準(zhǔn)備,他們將與人體倫理委員會(huì)合作,以證明這種技術(shù)的安全性,并進(jìn)行劑量遞增的第一階段臨床試驗(yàn)。
據(jù)亨特介紹,納米口服胰島素的思路源于研究團(tuán)隊(duì)之前對(duì)量子點(diǎn)(把激子在三個(gè)空間方向上束縛住的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu))的研究。此前他們觀察到,口服納米材料的獨(dú)特尺寸使這些材料能夠快速通過肝臟,隨后,他們確定這些量子點(diǎn)可以用于藥物輸送。
亨特說,開發(fā)口服胰島素的團(tuán)隊(duì)所面臨的普遍關(guān)鍵挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)劑量反應(yīng)效應(yīng)、成本有效的胰島素需求、快速作用和副作用的減少。而他們所面臨的獨(dú)特挑戰(zhàn)是:通過應(yīng)用單個(gè)胰島素分子的納米尺度封裝和設(shè)計(jì)對(duì)血糖水平做出反應(yīng)、提供胃酸保護(hù)并在體內(nèi)可降解的聚合物。為了找到傳遞胰島素的較佳配方,他們測試了超過200種聚合物殼層。
據(jù)悉,該口服胰島素的人體試驗(yàn)預(yù)計(jì)于2025年由Endo Axion公司負(fù)責(zé)執(zhí)行,這家公司專注于預(yù)防自身免疫性疾病和改善糖尿病患者的生活質(zhì)量。
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