聰明胰島素 可體內偵測並控制血糖

作者 | 發布日期 2015 年 02 月 11 日 15:05 | 分類 生物科技 , 醫療科技
Girl holding a syringe with insulin diabetes

面對愈來愈多人得到的現代文明病:糖尿病,許多新藥從不同原理出發陸續上市,不過科學家新發明的「聰明胰島素」,本身就具備偵測血糖值高低的功能,在血糖升高時才發揮作用,病患的健康獲得更佳保障。此外還有肌肉鬆弛劑被發現有治療糖尿病的潛力,預計很快可開始人體試驗。



修改分子結構 具備偵測功能

糖尿病患者的終生課題就是控制血糖,但是自主測血糖不見得方便,有時還會出錯,尤其對第一型糖尿病患者來說,藥物劑量算錯是可能危及生命的。不過科學家發明了一種聰明的胰島素,平時在血管中流動時並不發生作用,但聰明胰島素如果測得血糖升高,就會開始運作降低血糖,很顯然比起傳統藥物要安全有效得多。

美國猶他大學從 2011 年開始便研發這款稱為 “Ins-PBA-F" 的胰島素衍生物,它含有苯硼酸 (phenylboronic acid) 分子。平時它在血管中與血清蛋白綁定且不發生作用,當血糖升高,與硼酸作用,會促使這藥物釋放出來。實驗中在有第一型糖尿病的老鼠身上注射一劑後,藥物的效用至少維持了 14 小時。

研究的共同執筆人之一,是台灣大學化學系畢業、現任猶他大學生物化學助理教授的周宏杰。他比喻這項研究猶如「放了一個血糖偵測器在原本的胰島素分子上面,如此一來胰島素就能偵測血糖的水準。」他們的實驗還顯示出另一項優勢:Ins-PBA-F 發揮作用以降低血糖的速度,比目前市面上的藥物要快很多,糖尿病老鼠血糖降低的速度,跟其他健康老鼠以自身分泌的胰島素降的速度一樣快。

研究團隊還將繼續研究 Ins-PBA-F 長期安全性與功效,估計在兩到五年內可進行人體試驗。周宏杰表示希望能夠縮短糖尿病患者注射胰島素的頻率,也能減少各種長短期的併發症。研究刊登在美國國家科學院 (Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS) 院刊。

糖尿病患者若因血糖控制不當,高血糖會導致一系列心臟疾病與失明,低血糖則會導致昏迷甚至死亡。

trulicity dulaglutide
(圖片來源:Eli Lilly)

禮來糖尿病新藥今年上市

雖然這項研究具有潛力,不過要發展成可使用的藥物還需要幾年時間。美國禮來藥廠則在日前先後獲得美國食品藥物管理局 (FDA) 與歐盟執委會核准通過一款治療第二型糖尿病的新藥物成份 dulaglutide,於 2015 年開始販售。

Dulaglutide 屬於胰高血糖素(升糖素)樣肽-1 (GLP-1) 受體促效劑類型的藥物,主要功用在模擬一種人體產生的荷爾蒙,加速製造胰島素。禮來這款新藥將與諾和諾德已發售的同等級藥物成份 liraglutide 共同競逐市場佔有率,不過禮來的優勢在於,它只要一週注射一次,諾和諾德的藥需每天注射。

肌肉鬆弛劑或可成為糖尿病新藥

此外,一款通常被用來做為肌肉鬆弛劑的藥物成份 dantrolene,經研究發現可以用來治療因 Wolfram 氏症候群 (DIDMOAD) 引發的糖尿病。這項刊登在 PNAS 的研究發現,dantrolene 可以暫時停止分泌胰島素的胰島 β 細胞不斷損壞的情形。

美國華盛頓大學的研究團隊發現,當人體中存在大量 calpain 2 酵素時,會造成胰島 β 細胞及腦細胞死亡,造成 Wolfram 氏症候群種種病徵;在動物實驗中,dantrolene 可以阻止這種酵素發揮作用。團隊另外從患有這種疾病的人與近親身上採集皮膚細胞,將其培養成幹細胞再分化為胰島 β 細胞與腦細胞,發現 dantrolene 可以確保他們存活,且不會對細胞產生毒性。

由於這款藥已經由 FDA 核准上市,因此研究團隊樂觀估計人體試驗可以很快就展開。這項研究還可能有新的突破,因為主流的第二型糖尿病中,都可以看到 calpain 2 過度活躍的情形,dantrolene 的影響力可能不僅於此。

(首圖來源:© Tuomas Marttila/Tuomas Marttila/Maskot/Corbis)

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