由美國史丹佛大學和北歐製藥巨頭諾和諾德（Novo Nordisk）合組的研究團隊近日開發出一款創新藥物傳遞系統，利用常用於減重及調控血糖的 GLP-1 受體促效劑（GLP-1 receptor agonist）搭配注射型仿生水凝膠載體，在實驗大鼠體內緩慢釋放藥物，將藥效作用時間延長至大約 6 週。研究成果於 11 月 21 日在期刊《細胞報導．醫學》（Cell Reports Medicine）中發表，團隊相信新技術有望革新糖尿病治療，令原本需要每天或每週定時用藥的病人可以改為每 4 個月才需注射一次，使他們能更容易遵循醫囑用藥，健康狀況和生活品質得以改善。
解密過重和肥胖：大腦結構舉足輕重（基因線上國際版）2050 年糖尿病人口恐破 13 億，提升服藥依從性刻不容緩
與肥胖過重、吸菸飲酒、高糖高油飲食、運動量不足等不良生活習慣密切相關的第 2 型糖尿病已逐漸演變成全球重大公共衛生威脅。根據一項於 2023 年 7 月在醫學雜誌《刺胳針》（The Lancet）發表的研究顯示，截至 2021 年，全球糖尿病患者約有 5.29 億人，經年齡標準化後患病率約 6.1%，當中有超過 90% 是罹患第 2 型糖尿病。研究更估計到 2050 年患者人數會突破 13 億，年齡標準化患病率將大幅上升至 9.8 %。另外，於 6 月在同一本雜誌發表的社論文章中，作者指出到 2045 年，全球與糖尿病相關的醫療開支預計會衝破 1 兆美元大關。他更形容糖尿病是「21 世紀的標誌性疾病（a defining disease of the 21st century）」，可見上述趨勢著實令人憂慮。
第 2 型糖尿病的治療通常是由調整飲食及生活習慣入手，但是病人如果無法單靠改善生活型態來降低血糖，就需要長期進行藥物治療。醫生會因應病況及藥物種類不同來決定給藥頻率，通常為每週 1 次、每日 1 次或每日 2 次。然而，頻繁用藥可能會加重病人負擔，繼而衍生服藥依從性（Medication adherence）問題，令病人血糖水平難以受控，甚至會由於血糖居高不下而引起各種併發症。過去有多項研究發現，有遵醫囑按時服藥的第 2 型糖尿病人占比不足一半。研究項目負責人，史丹佛大學材料科學與工程系副教授 Eric Appel 也開門見山地指出：「確保病人遵從醫囑接受治療，是第 2 型糖尿病控制的一大挑戰。」
水凝膠載體應用範圍廣，人體臨床試驗指日可待
水凝膠（Hydrogel）是一種具備生物相容性和強大吸水能力的特殊物料，由親水性高分子組成多孔網狀結構，可以吸收原有體積數十倍至過千倍的水份而不溶解。近年來，水凝膠在生物醫學領域備受重視，有不少研究深入探討其作為藥物載體的應用潛力，涵蓋傷口護理、神經修復、細胞療法、癌症治療等範疇。在此次研究中，史丹佛大學與諾和諾德合組的團隊設計一款聚合物奈米顆粒（Polymer-nanoparticle，PNP）水凝膠，將 GLP-1 受體促效劑配製在水凝膠中，再注射到糖尿病大鼠體內，以測試其藥物釋放效果。這種創新藥劑的特點在於具備足夠流動性，使用現成的針頭即可輕鬆注射，此外水凝膠的穩定性佳，可以在生物體內停留達 4 個月。Appel 教授表示，把這段期間設定在 4 個月，是為了配合一般糖尿病患者的回診頻率。
研究結果發現，載有藥物的 PNP 水凝膠經由皮下注射進入糖尿病大鼠體內後，藥物可以持續釋放超過 42 天，換算成人類大概等於每 4 個月接受一次注射治療。受試大鼠在這段期間都可以受惠於 GLP-1 受體促效劑控制血糖和體重的效果，而且藥效與傳統每天給藥的方式相當。
研究人員目前已經能夠按需要調整藥物釋放的時間範圍，從數天到 6 個月不等。隨著水凝膠藥物載體的應用範圍逐步擴大、涵蓋小分子藥、蛋白質、疫苗甚至治療用細胞（例如 CAR-T 細胞），加上有證據表明 GLP-1 受體促效劑不僅具有減重和降血糖的效果，也能夠降低患上心血管疾病的風險，可見未來 PHP 水凝膠載體有望應用於其他藥物，或用作治療更多類型的疾病。團隊下一步計畫是在豬隻身上進行試驗，因為豬的皮膚和內分泌系統與人類更為相似。如果有關試驗順利進行，預計在 1 年半至 2 年後就能推進至人體臨床試驗階段。
延伸閱讀：從根本治療第二型糖尿病！抓到血糖濃度失調的元兇參考資料：
1. https://news.stanford.edu/2023/11/21/drug-delivery-system-reduce-daily-diabetes-shots-just-three-year/
2. https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(23)00486-X
3. https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(23)01301-6/fulltext
4. https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(23)01296-5/fulltext
5. https://health.ntuh.gov.tw/health/NTUH_e_Net/NTUH_e_Net_no170/%E7%B3%96%E5%B0%BF%E7%97%85%E8%97%A5%E7%89%A9%E4%BB%8B%E7%B4%B9.pdf
6. https://diabetesjournals.org/care/article/40/11/1425/37008/Type-2-Diabetes-in-the-Real-World-The-Elusive
7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3889324/
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