浙大药学院顾臻：借助生理信号触发药物释放，探寻更多智能药物设计
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12 月 10 日 - 11 日 ， 由浙江省委人才办、绍兴市委市政府、《麻省理工科技评论》主办的全球青年科技领袖峰会暨《麻省理工科技评论》中国 “35 岁以下科技创新 35 人” 颁奖典礼在绍兴上虞举行 。 “35 岁以下科技创新 35 人” 2020 年中国榜单正式发布 。
会上 ， 浙江大学药学院院长、求是讲席教授顾臻发表了以《Bioresponsive Drug Delivery》（随生理信号响应的智能药物递送系统）为主题的演讲 ， 以下为经过整理后的演讲实录 。
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顾臻在会上主要介绍了关于 “Physiological Signal-Triggered Drug Delivery” 方面的进展 ， 即随生理信号响应的智能药物递药系统 。 所谓递药系统 ， 是指将药物通过材料、剂型和器件整合在一起 ， 使得它们在正确的时间、正确的地点以一定正确的剂量把药物递送出来 ， 以进一步提高药效并降低药物潜在的毒副作用 。
通常 ， 人体内产生疾病时伴随着一些特定的组织机体 ， 因而一些疾病相关的生理信号的绝对浓度或者相对浓度梯度跟正常情况下的组织和机体会有一些差别 ， 顾臻团队利用这些差别赋予药剂或器件的设计 ， 可以在正确的时间和正确的地点把一定正确剂量的药物递送出来 。
举例来说 ， 肿瘤微环境属于一个微酸性环境 ， 因此该团队设计出一些酸响应的材料 ， 想办法把药物装载在微纳制剂里面 ， 然后把它们递送到肿瘤微环境里、甚至是亚细胞的环境里 。 在此环境下 ， 这些材料和剂型会解散、缩小或膨胀 ， 这样能很好地促使药物释放 ， 并能把局部剂量提升上去、同时降低整体的药物浓度 ， 以增加抗癌的效果 。
这种药物递送方法也可以应用到治疗糖尿病、中风等疾病上 。 例如 ， 伴随着上升的血糖 ， 该方法可以很好地把胰岛素递送出来 ， 将血糖稳固在正常范围内 。
在药物递送方法的设计上 ， 顾臻称其团队对一些仿生的设计颇感兴趣 ， “一方面我们可以直接把体内的细胞、生物颗粒 ， 包括细菌甚至病毒用作装载药物的载体 ， 特别是利用生物颗粒的靶向性和有效的释放生物分子的一些行为 ， 可以进一步把药物更好地递送到应该去的地方 。 ”
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下文是顾臻展示的药物递送平台设计实例 ， 借此可了解到 ， 除合成材料以外 ， 自身细胞包括血小板也可帮助递送药物 。 顾臻称他们团队做得比较多的是将血小板作为一个载体进行药物的递送 。 此外 ， 研究人员也可以用合成材料、或者经修饰的药物来模拟这些生物颗粒的功能 ， 帮助提高药效并降低毒副作用 。
使用智能胰岛素贴片控制糖尿病 ， 比直接注射更易把控、随用随贴
糖尿病是全球都在面对的巨大挑战 ， 据统计 ， 目前全球有超过 4 亿的糖尿病患者 。 另有数据表明 ， 按照当前趋势发展 ， 2050 年中国会有将近 2 亿的糖尿病患者 。 而那个时候 ， 在美国每三个成年人当中就潜在有一名糖尿病患者 。 这些数字令人触目惊心 ， 因此糖尿病的治疗十分关键 ， 而胰岛素是治疗一型和进程性二型糖尿病的必备药物 。
胰岛素是由胰脏内的胰岛 β 细胞受高糖刺激而分泌的一种蛋白质激素 。 活性单体跟胰岛素的受体结合 ， 就像一把钥匙 ， 把一扇门打开 ， 这扇门就是葡萄糖进入细胞的通路 ， 该通路叫葡萄糖转移蛋白 ， 这样细胞就能进行一系列的新陈代谢 ， 同时把血液里的葡萄糖浓度降下来 。
对 Ⅰ 型糖尿病患者而言 ， 由于自免疫攻击 ， 其体内 β 细胞被摧毁 ， 因此不再产生胰岛素；对 Ⅱ 型糖尿病患者而言 ， β 细胞还可产生胰岛素 ， 但是因为胰岛素耐受从而需要额外更多的胰岛素 。
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就常规的糖尿病治疗方法而言 ， 病患需要不断监测血糖变化 ， 一日多次注入胰岛素 。 下图中间这张小图是 Ⅰ 型糖尿病患者用了两周的注射器 ， 可以看到患者非常痛苦 。 而且患者还不能过量注射 ， 否则会导致低血糖发生 ， 严重时甚至可以致命 。 另外 ， 患者很难随着血糖变化进行精准的胰岛素注入 。
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