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糖尿病是一種由于人體胰腺的胰島器官產(chǎn)生不了足夠的胰島素或者無法有效地利用所產(chǎn)生的胰島素而導(dǎo)致的慢性病。目前中國糖尿病患病人數(shù)位居世界第一且呈年輕化趨勢。胰島器官中分泌胰島素的β細(xì)胞功能下降和體內(nèi)胰島素缺乏是糖尿病的主要誘因，并常伴隨著具有胰高血糖素分泌功能的α細(xì)胞的失調(diào)。與胰島素降糖的作用相反，胰高血糖素能促進(jìn)糖原分解進(jìn)而升高血糖。目前糖尿病治療旨在通過體外補(bǔ)給胰島素和實(shí)時(shí)監(jiān)測血糖變化來輔助患者控制血糖水平。然而在治療過程中往往因?yàn)橐葝u素使用過量會誘發(fā)急性低血糖的癥狀，并伴隨致命風(fēng)險(xiǎn)，需要及時(shí)供給胰高血糖素來緩解，這就對基于胰島素的糖尿病治療的安全性帶來了極大挑戰(zhàn)。

近日，浙江大學(xué)藥學(xué)院顧臻教授團(tuán)隊(duì)在《美國科學(xué)院院刊（PNAS）》上發(fā)表了題為Dual self-regulated delivery of insulin and glucagon by a hybrid patch的研究論文，利用透皮微針貼片同時(shí)負(fù)載具有反調(diào)節(jié)作用的兩種血糖調(diào)節(jié)激素——胰島素和胰高血糖素，在小鼠模型上驗(yàn)證了其能隨血糖響應(yīng)進(jìn)而可控釋放的功效。第一作者為加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）生物工程系博士后研究員王則君博士。這一突破性研究模擬胰島中的α細(xì)胞和β細(xì)胞的功能，可根據(jù)血糖變化動態(tài)調(diào)控兩種激素的釋放（高糖時(shí)促進(jìn)胰島素釋放；低糖時(shí)促進(jìn)胰高血糖素釋放），實(shí)現(xiàn)血糖水平的有效調(diào)節(jié)。該智能貼片有望改善患者在糖尿病治療過程中低血糖頻發(fā)的現(xiàn)狀。

葡萄糖雙響應(yīng)復(fù)合貼片示意圖（insulin：胰島素；glucagon：胰高血糖素；紅色微針陣列模塊裝載胰島素；藍(lán)色微針陣列模塊裝載胰高血糖素）

該復(fù)合微針貼片由葡萄糖正響應(yīng)的胰島素微針和葡萄糖逆響應(yīng)的胰高血糖素微針的雙模塊集成構(gòu)建，兩種模塊由相同的聚合物單體以不同的比例通過掩模介導(dǎo)的貫序式光聚合方法共聚于一張貼片。使用過程中，利用兩種蛋白質(zhì)激素等電點(diǎn)的差異，通過在不同血糖濃度下模塊電荷及體積的協(xié)同變化實(shí)現(xiàn)兩種激素的反向釋放調(diào)節(jié)。

復(fù)合微針貼片的熒光圖片（左），照片（右上）及掃描電鏡圖片（右下）

研究團(tuán)隊(duì)首次將兩種藥物的反向響應(yīng)釋放模塊集成在一張微針貼片上，并在I型糖尿病小鼠動物模型中驗(yàn)證了該復(fù)合貼片的有效性。其中胰島素“治療”模塊負(fù)責(zé)控制高血糖，胰高血糖素“保護(hù)”模塊則在延遲進(jìn)食或胰島素過量等極端情境中最大限度減少低血糖的發(fā)生。

這一血糖響應(yīng)釋放與反向調(diào)控相結(jié)合的遞送策略避免了頻繁的血糖檢測和胰島素劑量調(diào)控的不便，也為糖尿病患者因個體差異和生活方式改變所帶來的低血糖隱患提供了雙重安全保障。該體系有望應(yīng)用于其他藥物的協(xié)同遞送，促進(jìn)便攜式藥物輸送體系的精準(zhǔn)調(diào)控。

參考資料

[1] 浙大藥學(xué)院顧臻教授團(tuán)隊(duì)研制血糖響應(yīng)智能胰島素/胰高血糖素復(fù)合貼片，http://www.zju.edu.cn/2020/1113/c32861a2216905/page.htm