胰島素不用打針還有多遠？浙大最新成果登上《自然》，讓大分子藥物無創穿透皮膚

糖尿病是全球范圍內最常見的代謝疾病之一。根據世界衛生組織的數據，全球糖尿病患者數量達到8.3億。國際糖尿病聯盟（IDF）的報告指出，2024年每9秒就有1人因糖尿病死亡。

數十年來，一系列創新療法的誕生已經在很大程度上改寫了糖尿病的治療格局，例如本世紀，多款SGLT2抑制劑、DPP-4抑制劑、GLP-1類藥物等幫助2型糖尿病患者穩定了癥狀。不過，大量1型糖尿病以及晚期2型糖尿病患者仍依賴于皮下胰島素注射。每日至少一針的疼痛與不便、可能導致的低血糖等不良反應，難免會降低患者的生活質量。

圖片來源：123RF

雖然已有通過皮膚給藥的貼片與凝膠技術誕生，但它們主要適用于小分子藥物。但對于胰島素這類分子量大、親水性的蛋白質分子，皮膚最外層的角質層如同一道密不透風的城墻，讓藥物難以逾越。

為了突破這道屏障，科學家們嘗試了各種方法，如微針、超聲波、化學試劑等，但它們往往具有侵入性，會破壞皮膚完整性。開發一種安全、高效、無創的大分子透皮輸送技術，一直是藥學領域的難題。

如今，浙江大學領銜的研究團隊取得了重大突破。在剛剛發表于《自然》雜志的論文中，研究團隊介紹了一種名為聚[2-(N-氧化物-N,N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯]（簡稱OP）的聚合物。這種高分子能根據周圍環境的pH值改變自身性質，從而巧妙地穿越皮膚，實現了胰島素無創透皮給藥。在動物實驗中，OP給藥表現出與皮下注射相當的降糖效果。

OP分子的發現，源于研究團隊2021年的一項研究。他們注意到OP在腫瘤組織中具有良好的滲透性，能用于抗腫瘤納米藥物的高效遞送。此時，一個更大膽的想法出現了：OP是否同樣可以穿越皮膚屏障，用于更廣泛的藥物遞送？

后續研究證實了研究團隊的猜測。我們的皮膚依次包括表面的皮脂膜、角質層、表皮層與真皮層。有趣的是，隨著深度的增加，皮膚的pH值逐漸增加——從表面的酸性環境向內部中性環境演變。而OP恰好可以利用這一特性，在不同酸堿性條件下改變自身電荷狀態，從而逐層穿透皮膚。

例如，表面的皮脂膜和角質層表層呈弱酸性，此時OP被質子化，帶上正電荷。它們與細胞間帶負電荷的脂肪酸結合，沿著角質層細胞間的脂質層穿過表面屏障。

▲OP分子的皮膚滲透性（圖片來源：參考資料[1]）

進入表皮層后，環境變得更接近中性，此時OP分子會轉變為電中性的離子，它們不再與脂質結合，而是在細胞膜表面“跳躍”，快速滲透表皮和真皮層。最終，抵達真皮層的OP分子駛上了進入全身循環的“高速公路”——淋巴管和血管，將攜帶的胰島素運送至全身。

為了驗證OP分子的藥物遞送能力，研究團隊將OP與胰島素偶聯形成“OP-胰島素”復合物，首先在1型糖尿病小鼠模型中檢驗了系統的有效性與安全性。

結果，116 U/kg的皮膚給藥讓小鼠的血糖在1小時內降至正常范圍，降糖效果與皮下注射胰島素相當。此外，一次給藥的效果維持時間可達12小時，并且無低血糖風險。在皮膚結構更接近人類的糖尿病迷你豬模型中，該療法同樣展現出了高效的降糖效果——僅需29 U/kg的劑量，就能實現血糖正常化。在全面的毒性評估中，動物的皮膚細胞、血液、肝腎等關鍵器官均未發現不良反應，表明OP聚合物具有良好的生物相容性。

由此，研究團隊開發出了一種極具潛力的給藥方案。如果后續臨床研究能進一步證實其安全及有效性，OP系統將不僅能為糖尿病患者提供胰島素的無痛遞送方案，還將為其他生物大分子帶來普適性的遞送平臺。論文作者指出，目前該體系已成功拓展至GLP-1多肽藥物、治療性蛋白、單克隆抗體及siRNA等多類藥物的遞送。

浙江大學化工學院申有青教授、浙江大學生命科學學院周如鴻教授、英國帝國理工學院陳榮軍教授及浙江大學化工學院相佳佳研究員為論文共同通訊作者。

參考資料：

[1] Wei, Q., He, Z., Li, Z. et al. A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09729-x

歡迎轉發到朋友圈，謝絕轉載到其他平臺。如有開設白名單需求，請在“學術經緯”公眾號主頁回復“轉載”獲取轉載須知。其他合作需求，請聯系wuxi_media@wuxiapptec.com。

免責聲明：本文僅作信息交流之目的，文中觀點不代表藥明康德立場，亦不代表藥明康德支持或反對文中觀點。本文也不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導，請前往正規醫院就診。