斯坦福大学研究人员开发一种新型超快胰岛素
斯坦福大学的研究人员正在开发一种新型胰岛素制剂，该制剂在注射后几乎立即开始起作用，其作用速度可能是目前市售速效胰岛素制剂的四倍。
研究人员重点研究了所谓的单体胰岛素，根据相关理论，其分子结构应使其比其他形式的胰岛素更快地起作用。问题是，单体胰岛素太不稳定而无法实际使用。因此，为了实现这种胰岛素的超快潜力，研究人员依靠一些材料科学的魔法。
斯坦福大学材料科学与工程学助理教授埃里克·阿佩尔（Eric Appel）说：“胰岛素分子本身很好，因此我们想开发一种’神奇粉尘’，将其添加到小瓶中，这将有助于解决稳定性问题。” “人们通常将重点放在药物配方中的治疗剂上，但是，通过仅关注功能添加剂-曾经被称为’非活性成分’的部件-我们可以在药物的整体功效方面取得很大的进步。”
在筛选和测试了大量的添加剂聚合物库后，研究人员找到了一种可以在压力条件下稳定单体胰岛素超过24小时的添加剂。(相比之下，商用速效胰岛素在相同条件下可保持稳定6至10小时)。随后，研究人员在糖尿病猪身上证实了他们配方的超快作用。他们的研究结果于7月1日发表在《科学转化医学》上。现在，研究人员正在进行更多的测试，希望能够获得在人类身上进行临床试验资格。
退一步，进两步
当前胰岛素商业配方包含三种形式的混合物：单体、二聚体和六聚体。科学家们认为单体在体内最容易发挥作用，但在小瓶中，胰岛素分子被吸引到液体的表面聚集失去活性。这就是 “神奇仙尘”–一种被空气/水界面吸引定制聚合物的作用所在。这种聚合物不与胰岛素分子本身相互作用，使药物不受影响地发挥作用。
寻找具有所需特性的合适聚合物是一个漫长的过程，需要前往澳大利亚三周，在那里，一个快速移动的机器人创造了大约1500种初步候选材料。随后在斯坦福大学进行手工处理和测试，以鉴定成功展现出所需阻隔性能的聚合物。前100个候选物在测试中未能发挥稳定作用，但研究人员继续努力才找到了这种神奇的聚合物。
在商业胰岛素中–在加速老化测试中通常保持稳定约10小时–该聚合物大幅增加了稳定持续时间长达一个月以上。下一步是观察聚合物如何影响单体胰岛素，单体胰岛素本身会在1-2小时内自行聚集。当研究人员证实他们的配方可以在压力下保持稳定24小时以上时，这又是一个可喜的胜利。
“在稳定性方面，我们倒退了一大步，使胰岛素成为单体。然后，通过添加我们的聚合物，我们达到了当前商业标准稳定性的两倍以上。”Appel实验室的研究生、该论文的共同主要作者Caitlin Maikawa说。
在斯坦福糖尿病研究中心和斯坦福妇幼健康研究所的种子基金下，研究人员能够在糖尿病猪–最先进的非人类动物模型–中评估他们的新单体胰岛素配方，发现他们的胰岛素在注射胰岛素后5分钟内达到90%的峰值活性。相比之下，商业速效胰岛素在10分钟后才开始显示出显著的活性。此外，单体胰岛素活性在10分钟左右达到峰值，而商业胰岛素需要25分钟。在人体中，这种差异可能意味着胰岛素达到峰值活性所需的时间减少了四倍。这真的是史无前例。几十年来，这一直是许多大型制药公司的主要目标。
多方面的成功
研究人员计划向FDA申请批准，以在与人类受试者进行的临床试验中测试其胰岛素制剂。考虑到聚合物在商业胰岛素中的高稳定性，他们还正在考虑将其聚合物用于其他用途。
由于他们研发的胰岛素作用超快（因此更像是没有糖尿病人中的胰岛素），研究人员认为开发一种人造胰脏装置成为可能，该装置无需进餐时就进行患者干预。
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