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新發(fā)現(xiàn):胰島素和普蘭林肽的二合一可能有效治療糖尿病
2020-05-14
來源:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種方法,能夠提高常規(guī)糖尿病患者控制血糖的胰島素注射的有效性。
在材料科學(xué)家埃里克·阿佩爾(Eric Appel)的領(lǐng)導(dǎo)下,這一進(jìn)展可能使糖尿病患者能夠采取雙作用注射,其中包含胰島素與一種基于第二種激素(即胰淀素)的藥物結(jié)合。胰淀素與胰島素具有協(xié)同作用,可以在進(jìn)食后控制血糖水平,這種方式比單獨(dú)使用胰島素更有效,并能模擬進(jìn)食后的自然情況。
雖然基于胰淀素的藥物已經(jīng)可以在市場上買到,但據(jù)估計(jì),接受胰島素治療的糖尿病患者中,只有不到1%的人接受這種補(bǔ)充治療,因?yàn)樵隗w內(nèi)無縫協(xié)同工作的兩種激素太不穩(wěn)定,無法在同一個(gè)注射器中共存。
5月11日發(fā)表在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》(Nature Biomedical Engineering)雜志上的一篇研究論文的資深作者阿佩爾表示,“對大多數(shù)患者來說,第二次注射胰島素是一個(gè)真正的障礙。我們的配方可以讓它們一次注射或在胰島素泵中同時(shí)注射?!?/span>
這項(xiàng)新技術(shù)包含一層保護(hù)膜,包裹胰島素和胰淀素分子,是首次允許它們在一次注射中共存。
阿佩爾表示,“這種保護(hù)膜在血液中溶解,使這兩種重要的激素以一種模仿它們在健康個(gè)體中的作用的方式協(xié)同工作。”
到目前為止,研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中測試了包裝器的穩(wěn)定性,并做了臨床前實(shí)驗(yàn),看看他們的二合一注射是如何在先進(jìn)的臨床前糖尿病模型豬身上發(fā)揮作用的。但是,由于兩種藥物都已經(jīng)上市,而且雙藥制劑已經(jīng)在先進(jìn)的模型中進(jìn)行了測試,研究小組只需要證明他們的技術(shù)對人體無毒,就可以在人體中開始試驗(yàn),使這項(xiàng)技術(shù)比大多數(shù)早期藥物更接近市場。
阿佩爾和他的合作者希望,有一天,這種方法能顯著增加胰淀素的使用,并改善全球約4.5億青少年(1型)糖尿病或成人(2型)糖尿病患者的血糖管理。
阿佩爾說,盡管目前很少有糖尿病患者在注射胰島素后服用以胰淀素為基礎(chǔ)的藥物,但那些患者確實(shí)受益匪淺。過去的臨床數(shù)據(jù)顯示,服用這兩種藥物的患者體重減輕,能更好地控制血糖。加強(qiáng)糖尿病管理可以降低嚴(yán)重并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn),如腎功能衰竭、失明、心臟病和截肢,所有這些都是糖尿病患者的隱憂。
如果包裝方法能夠?qū)⒁葝u素和胰淀素結(jié)合在一起,這將為糖尿病患者提供一種模擬其在人體內(nèi)自然分泌的便捷方法。在非糖尿病患者中,胰淀素也是由產(chǎn)生胰島素的胰腺細(xì)胞分泌的。胰島素能促進(jìn)細(xì)胞對糖的吸收,使糖從血液中排出。
就胰淀素而言,它可以做三件事來控制血糖。首先,它阻止另一種激素胰高血糖素(glucagon),讓身體釋放儲存在肝臟中的額外糖分。其次,它會在進(jìn)餐時(shí)產(chǎn)生一種“飽腹感”,從而減少食物的攝入。第三,它實(shí)際上減緩了身體對食物的吸收,降低了飯后血糖的典型峰值。這三個(gè)都是糖尿病治療的福音。
為了使胰島素和胰淀素在一個(gè)注射器中配對成為可能,研究人員開發(fā)了一種由聚乙二醇(PEG)制成的分子包裝,PEG是一種常見的無毒化學(xué)物質(zhì),從化妝品到瀉藥領(lǐng)域都有使用。斯坦福大學(xué)的研究小組使用了一種新型的聚乙二醇,其末端有一種分子尼龍搭扣,叫做葫蘆脲醇聚乙二醇或CB-PEG。CB-PEG具有類似尼龍搭扣的能力,使其能夠分別可逆地與胰島素和胰淀素結(jié)合,保護(hù)每個(gè)分子的不穩(wěn)定部分不受破壞。然而,一旦注射到體內(nèi),藥物就會從CB-PEG中釋放出來,并且可以自由發(fā)揮作用。
阿佩爾表示,“CB-PEG是一種全新的化學(xué)實(shí)體,”在穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)室測試中,研究人員將包裝好的和未包裝好的胰島素加熱至正常體溫并搖晃它,這一過程被稱為應(yīng)激老化。他們發(fā)現(xiàn),未受保護(hù)的胰島素在試管中僅穩(wěn)定10小時(shí),但100小時(shí)后“聚乙二醇化”胰島素仍然完全活躍。如果沒有包裝,兩種藥物組合在3小時(shí)內(nèi)就會失效。
然而,更令人印象深刻的是,聚乙二醇化胰島素和胰淀素的聯(lián)合制劑至少在100小時(shí)內(nèi)保持穩(wěn)定,這可能是一個(gè)足夠長的保質(zhì)期,意味著聯(lián)合制劑可以通過胰島素泵輸送。
在動(dòng)物研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)雙藥制劑的活性有明顯的重疊,這一重要發(fā)現(xiàn)表明,該方法與健康人體內(nèi)發(fā)生的情況非常相似,包括幾乎完全抑制胰高血糖素(一種告訴肝臟釋放儲存糖的激素),即使這個(gè)人剛剛吃了一頓飯。
阿佩爾表示,“至少可以說,我們對研究結(jié)果感到非常興奮,”他目前已經(jīng)申請了這項(xiàng)技術(shù)的專利。
參考:
【1】https://medicalxpress.com/news/2020-05-combo-fasting-vitamin-effective-hard-to-treat.html
【2】https://www.nature.com/articles/s41551-020-0555-4
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