1922年，一名位于多倫多的14歲小男孩首次接受了胰島素注射。這掀開(kāi)了人類注射胰島素治療糖尿病的序幕。同年，科學(xué)家們開(kāi)始測(cè)試各種胰島素的口服配方，希望能讓糖尿病患者告別每日的頻繁注射。

他們失敗了。近100年來(lái)，無(wú)論科學(xué)家們?nèi)绾闻?，都沒(méi)有將口服胰島素的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

▲本研究得到了同期《科學(xué)》雜志的專題報(bào)道（圖片來(lái)源：《科學(xué)》截圖）

這就很容易解釋，發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究，為什么得到了許多人的關(guān)注——由麻省理工學(xué)院（MIT）Koch癌癥研究所的鮑伯·蘭格（Robert Langer）教授與Giovanni Traverso教授共同領(lǐng)銜的一支研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種全新的藥物遞送技術(shù)。它不但有望解決口服胰島素這一百年難題，還可能為其他大分子藥物的遞送帶來(lái)解決方案。

▲本研究的通訊作者之一是MIT大牛鮑伯·蘭格（Robert Langer）教授（圖片來(lái)源：Science History Institute [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]）

介紹這項(xiàng)研究之前，我們先來(lái)看看口服胰島素究竟有什么難以逾越的研發(fā)鴻溝。我們一般服用的藥物，都屬于“小分子”。它們很容易就會(huì)被消化道吸收，在人體內(nèi)發(fā)揮功效。但胰島素屬于“生物制劑”，它們一般是由微生物或其他活體細(xì)胞生產(chǎn)制造，尺寸較大。想要口服這些藥物，就得解決一系列問(wèn)題。

首先是藥物的穩(wěn)定性。我們知道，胃能夠消化食物。作為一類蛋白質(zhì)，胰島素很容易就在胃部被降解。其次，胰島素較大的體型也很難讓它們穿透緊實(shí)的胃壁，進(jìn)入血液循環(huán)。

▲本研究的另一位通訊作者Giovanni Traverso教授（圖片來(lái)源：Giovanni Traverso教授個(gè)人推特帳號(hào)）

本研究的通訊作者之一Giovanni Traverso教授指出，讓生物制劑穿透這些防御機(jī)制，是“藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中最大的挑戰(zhàn)。”

為了摘得藥物開(kāi)發(fā)過(guò)程中的這一圣杯，研究人員們開(kāi)發(fā)了一種充滿高科技的膠囊。它的外部是可以被安全降解的材料，內(nèi)部則有一根由凍干的胰島素壓縮而成的針。研究人員們期望膠囊到了胃部之后，隨著外殼逐漸被降解，內(nèi)部的彈簧能將胰島素針插入胃壁，緩慢釋放胰島素到全身。

▲這種膠囊只有藍(lán)莓大小，卻充滿了高科技（圖片來(lái)源：參考資料[3]，F(xiàn)elice Frankel）

在使用上，這種能夠口服的膠囊無(wú)疑比外部注射要來(lái)得更為方便。而且，胃部沒(méi)有痛覺(jué)感受器。也就是說(shuō)，患者不會(huì)因?yàn)橐葝u素針的刺入而感到不適。

而接下來(lái)的問(wèn)題，則是解決胰島素口服遞送的關(guān)鍵——這些膠囊在胃部的蠕動(dòng)下，肯定是東倒西歪。我們?cè)趺创_定，胰島素針恰好能扎進(jìn)胃壁呢？要是扎在了空氣里，豈不是很尷尬？

研究人員當(dāng)然想到了這個(gè)問(wèn)題。而解決這一問(wèn)題的靈感，則來(lái)自一種叫做“豹龜”（leopard tortoise）的生物。豹龜長(zhǎng)了一副很有趣的龜殼，它看起來(lái)高聳而陡峭，有著極高的實(shí)用性——如果它不小心翻了個(gè)身，能馬上再翻回來(lái)。

▲豹龜給研究人員們提供了靈感（圖片來(lái)源：參考資料[1]）

利用計(jì)算機(jī)建模，研究人員們依照豹龜?shù)耐鈿ぴO(shè)計(jì)了全新的口服胰島素膠囊，并對(duì)此做了一定的優(yōu)化。無(wú)論怎么動(dòng)蕩，它都能自動(dòng)“翻過(guò)身來(lái)”，把裝有胰島素針的一面對(duì)準(zhǔn)胃壁。

▲這種膠囊就像是不倒翁，能快速站立起來(lái)（圖片來(lái)源：參考資料[1]）

使用豬作為測(cè)試對(duì)象，研究人員們測(cè)試了這種口服胰島素膠囊的遞送效果。在論文中，研究人員成功把300微克的胰島素送入了豬的體內(nèi)，并在3.5個(gè)小時(shí)內(nèi)，檢測(cè)到了胰島素水平的上升。而根據(jù)MIT的報(bào)道，最近，科學(xué)家們已經(jīng)成功遞送了5毫克的胰島素，這差不多是人類患者一次需要注射的量。

“這是迄今為止在口服多肽類藥物方面最現(xiàn)實(shí)，最具影響力的突破技術(shù)。”一名未參與本研究的藥物遞送專家說(shuō)道。

《科學(xué)》雜志也為這項(xiàng)研究撰寫了專題報(bào)道。就像報(bào)道最后指出的那樣，這項(xiàng)研究要真正應(yīng)用于人體，還需要多年的安全性與有效性研究。但一旦取得成功，背后的意義將是巨大的。因?yàn)樗粌H能用于胰島素的遞送，還能用來(lái)遞送許多現(xiàn)有的其他藥物?？梢韵胂?，無(wú)數(shù)患者將從中受益。

參考資料：

[1] Alex Abramson et al., (2019), An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules, Science, DOI: 10.1126/science.aau2277

[2] Robert F. Service (2019), Pills give patients a shot inside the stomach, Science, DOI: 10.1126/science.363.6427.571

[3] New pill can deliver insulin, Retrieved February 11, 2019, from http://news.mit.edu/2019/pill-deliver-insulin-orally-0207