由美国史丹佛大学和北欧制药巨头诺和诺德（Novo Nordisk）合组的研究团队近日开发出一款创新药物传递系统，利用常用于减重及调控血糖的 GLP-1 受体促效剂（GLP-1 receptor agonist）搭配注射型仿生水凝胶载体，在实验大鼠体内缓慢释放药物，将药效作用时间延长至大约 6 周。研究成果于 11 月 21 日在期刊《细胞报导．医学》（Cell Reports Medicine）中发表，团队相信新技术有望革新糖尿病治疗，令原本需要每天或每周定时用药的病人可以改为每 4 个月才需注射一次，使他们能更容易遵循医嘱用药，健康状况和生活品质得以改善。
解密过重和肥胖：大脑结构举足轻重（基因线上国际版）2050 年糖尿病人口恐破 13 亿，提升服药依从性刻不容缓
与肥胖过重、吸菸饮酒、高糖高油饮食、运动量不足等不良生活习惯密切相关的第 2 型糖尿病已逐渐演变成全球重大公共卫生威胁。根据一项于 2023 年 7 月在医学杂志《刺胳针》（The Lancet）发表的研究显示，截至 2021 年，全球糖尿病患者约有 5.29 亿人，经年龄标准化后患病率约 6.1%，当中有超过 90% 是罹患第 2 型糖尿病。研究更估计到 2050 年患者人数会突破 13 亿，年龄标准化患病率将大幅上升至 9.8 %。另外，于 6 月在同一本杂志发表的社论文章中，作者指出到 2045 年，全球与糖尿病相关的医疗开支预计会冲破 1 兆美元大关。他更形容糖尿病是“21 世纪的标志性疾病（a defining disease of the 21st century）”，可见上述趋势着实令人忧虑。
第 2 型糖尿病的治疗通常是由调整饮食及生活习惯入手，但是病人如果无法单靠改善生活型态来降低血糖，就需要长期进行药物治疗。医生会因应病况及药物种类不同来决定给药频率，通常为每周 1 次、每日 1 次或每日 2 次。然而，频繁用药可能会加重病人负担，继而衍生服药依从性（Medication adherence）问题，令病人血糖水平难以受控，甚至会由于血糖居高不下而引起各种并发症。过去有多项研究发现，有遵医嘱按时服药的第 2 型糖尿病人占比不足一半。研究项目负责人，史丹佛大学材料科学与工程系副教授 Eric Appel 也开门见山地指出：“确保病人遵从医嘱接受治疗，是第 2 型糖尿病控制的一大挑战。”
水凝胶载体应用范围广，人体临床试验指日可待
水凝胶（Hydrogel）是一种具备生物相容性和强大吸水能力的特殊物料，由亲水性高分子组成多孔网状结构，可以吸收原有体积数十倍至过千倍的水份而不溶解。近年来，水凝胶在生物医学领域备受重视，有不少研究深入探讨其作为药物载体的应用潜力，涵盖伤口护理、神经修复、细胞疗法、癌症治疗等范畴。在此次研究中，史丹佛大学与诺和诺德合组的团队设计一款聚合物奈米颗粒（Polymer-nanoparticle，PNP）水凝胶，将 GLP-1 受体促效剂配制在水凝胶中，再注射到糖尿病大鼠体内，以测试其药物释放效果。这种创新药剂的特点在于具备足够流动性，使用现成的针头即可轻松注射，此外水凝胶的稳定性佳，可以在生物体内停留达 4 个月。Appel 教授表示，把这段期间设定在 4 个月，是为了配合一般糖尿病患者的回诊频率。
研究结果发现，载有药物的 PNP 水凝胶经由皮下注射进入糖尿病大鼠体内后，药物可以持续释放超过 42 天，换算成人类大概等于每 4 个月接受一次注射治疗。受试大鼠在这段期间都可以受惠于 GLP-1 受体促效剂控制血糖和体重的效果，而且药效与传统每天给药的方式相当。
研究人员目前已经能够按需要调整药物释放的时间范围，从数天到 6 个月不等。随着水凝胶药物载体的应用范围逐步扩大、涵盖小分子药、蛋白质、疫苗甚至治疗用细胞（例如 CAR-T 细胞），加上有证据表明 GLP-1 受体促效剂不仅具有减重和降血糖的效果，也能够降低患上心血管疾病的风险，可见未来 PHP 水凝胶载体有望应用于其他药物，或用作治疗更多类型的疾病。团队下一步计画是在猪只身上进行试验，因为猪的皮肤和内分泌系统与人类更为相似。如果有关试验顺利进行，预计在 1 年半至 2 年后就能推进至人体临床试验阶段。
延伸阅读：从根本治疗第二型糖尿病！抓到血糖浓度失调的元凶参考资料：
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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