PNAS：自動(dòng)調(diào)節(jié)血糖的新型智能胰島素
日期：2015-02-12 09:07:22
對(duì)于1型糖尿病患者（T1D）來(lái)說(shuō)，需要不斷地監(jiān)測(cè)血糖，并判斷何時(shí)需要注射胰島素以及注射量。更糟糕的是，治療方案的誤判或失效會(huì)導(dǎo)致血糖水平上升太高（高血糖），從而可能導(dǎo)致心臟疾病、失明和其他長(zhǎng)期并發(fā)癥，或者下降太低（低血糖），最壞的情況會(huì)導(dǎo)致昏迷甚至死亡。
為了減少胰島素配量所固有的危險(xiǎn)，美國(guó)猶他大學(xué)一位生物化學(xué)家及其他科學(xué)家制備了一種持久的“智能”胰島素——Ins-PBA-F，當(dāng)血糖水平上升時(shí)它會(huì)自我激活。在1型糖尿病小鼠模型進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，一次注射至少能發(fā)揮14小時(shí)的作用，在這段時(shí)間內(nèi)，在小鼠進(jìn)食相當(dāng)于正餐消耗的糖分之后，Ins-PBA-F可以重復(fù)、自動(dòng)地降低血糖水平。
Ins-PBA-F，作用更迅速，與長(zhǎng)效胰島素detimir（以LEVIMIR推向市場(chǎng)）相比，在降低血糖方面更為出色。事實(shí)上，降到安全血糖水平的速度和動(dòng)力學(xué)，在用Ins-PBA-F治療的糖尿病小鼠和健康小鼠中是相同的，健康小鼠其血糖水平是由自身的胰島素調(diào)節(jié)的。這些研究結(jié)果發(fā)表在2月9日的《PNAS》雜志。
本文共同第一作者、猶他大學(xué)生物化學(xué)助理教授Danny Chou博士說(shuō)：“這是胰島素療法的一個(gè)重要進(jìn)展。我們的胰島素衍生物似乎比其他任何糖尿病藥物能更好地立刻控制住血糖。”他將繼續(xù)評(píng)估Ins-PBA-F的長(zhǎng)期安全性和療效。在未來(lái)兩到五年內(nèi)胰島素衍生物可以達(dá)到1期人體臨床試驗(yàn)。
本文共同第一作者Matthew Weber博士說(shuō)：“目前，還沒(méi)有臨床批準(zhǔn)的葡萄糖敏感改性胰島素。這樣的方法可能為糖尿病患者提供更大的治療自主權(quán)。”
糖尿病的標(biāo)志性癥狀是血糖控制不充分。血糖不足在1型糖尿病中是最明顯的，當(dāng)分泌胰島素的胰腺β細(xì)胞被破壞時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種情況。如果沒(méi)有胰島素，就沒(méi)有辦法讓糖穿過(guò)血液進(jìn)入細(xì)胞，在那里它被用于能量。T1D患者依賴于每天注射胰島素而生存。
盡管糖尿病的治療已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，如胰島素泵和四種類型胰島素的發(fā)展，但患者仍然必須手動(dòng)調(diào)整他們每天施用的胰島素量。血糖水平波動(dòng)廣泛取決于許多因素，例如人們選擇吃什么東西以及他們是否鍛煉。延伸閱讀：PNAS：可顯著降低糖尿病癥狀的藥物。
當(dāng)血糖水平很高時(shí)，一種自動(dòng)激活的葡萄糖敏感胰島素，將消除額外增加胰島素的需要，并減少不準(zhǔn)確劑量所產(chǎn)生的危險(xiǎn)。各種這樣的“智能”胰島素正在研發(fā)當(dāng)中，通常包括一種基于蛋白質(zhì)的屏障，例如凝膠或涂層，可在血糖降低時(shí)抑制胰島素。然而，這種基于生物的組件通常是故障源，可引起不必要的副作用，例如免疫反應(yīng)。
Ins-PBA-F不同之處在于，它是通過(guò)直接化學(xué)修飾胰島素而產(chǎn)生的。Ins-PBA-F包括一種長(zhǎng)效胰島素衍生物，具有一個(gè)添加到末端的化學(xué)基團(tuán)苯基硼酸（PBA）。正常情況下，Ins-PBA-F可結(jié)合在血液中循環(huán)的血清蛋白，阻斷其活性。當(dāng)血糖水平很高時(shí)，葡萄糖可結(jié)合PBA——它就像一個(gè)釋放Ins-PBA-F的觸發(fā)器，因此它開(kāi)始運(yùn)作。
Chou說(shuō)：“之前，一種智能胰島素的真正意義是，輸送不同的胰島素。Ins-PBA-F符合智能胰島素的真正定義，在那里胰島素本身是葡萄糖敏感性的。”
Chou解釋說(shuō)，因?yàn)?/span>Ins-PBA-F是天然激素的化學(xué)修改版本，他認(rèn)為這可能非常安全足以日常使用，類似于今天市場(chǎng)上的其他胰島素衍生物。
他表示：“我們的目標(biāo)是為了使糖尿病患者的生活過(guò)得更舒適、更安全。”
