浙大藥學(xué)院顧臻：借助生理信號(hào)觸發(fā)藥物釋放，探尋更多智能藥物設(shè)計(jì)

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12 月 10 日 - 11 日，由浙江省委人才辦、紹興市委市政府、《麻省理工科技評(píng)論》主辦的全球青年科技領(lǐng)袖峰會(huì)暨《麻省理工科技評(píng)論》中國(guó) “35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人” 頒獎(jiǎng)典禮在紹興上虞舉行。 “35 歲以下科技創(chuàng)新 35 人” 2020 年中國(guó)榜單正式發(fā)布。
會(huì)上，浙江大學(xué)藥學(xué)院院長(zhǎng)、求是講席教授顧臻發(fā)表了以《Bioresponsive Drug Delivery》（隨生理信號(hào)響應(yīng)的智能藥物遞送系統(tǒng)）為主題的演講，以下為經(jīng)過整理后的演講實(shí)錄。

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顧臻在會(huì)上主要介紹了關(guān)于 “Physiological Signal-Triggered Drug Delivery” 方面的進(jìn)展，即隨生理信號(hào)響應(yīng)的智能藥物遞藥系統(tǒng) 。所謂遞藥系統(tǒng) ，是指將藥物通過材料、劑型和器件整合在一起，使得它們?cè)谡_的時(shí)間、正確的地點(diǎn)以一定正確的劑量把藥物遞送出來，以進(jìn)一步提高藥效并降低藥物潛在的毒副作用。
通常，人體內(nèi)產(chǎn)生疾病時(shí)伴隨著一些特定的組織機(jī)體，因而一些疾病相關(guān)的生理信號(hào)的絕對(duì)濃度或者相對(duì)濃度梯度跟正常情況下的組織和機(jī)體會(huì)有一些差別，顧臻團(tuán)隊(duì)利用這些差別賦予藥劑或器件的設(shè)計(jì) ，可以在正確的時(shí)間和正確的地點(diǎn)把一定正確劑量的藥物遞送出來。
舉例來說，腫瘤微環(huán)境屬于一個(gè)微酸性環(huán)境，因此該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出一些酸響應(yīng)的材料，想辦法把藥物裝載在微納制劑里面，然后把它們遞送到腫瘤微環(huán)境里、甚至是亞細(xì)胞的環(huán)境里。在此環(huán)境下，這些材料和劑型會(huì)解散、縮小或膨脹，這樣能很好地促使藥物釋放，并能把局部劑量提升上去、同時(shí)降低整體的藥物濃度，以增加抗癌的效果。
這種藥物遞送方法也可以應(yīng)用到治療糖尿病、中風(fēng)等疾病上。例如，伴隨著上升的血糖，該方法可以很好地把胰島素遞送出來，將血糖穩(wěn)固在正常范圍內(nèi) 。
在藥物遞送方法的設(shè)計(jì)上，顧臻稱其團(tuán)隊(duì)對(duì)一些仿生的設(shè)計(jì)頗感興趣， “一方面我們可以直接把體內(nèi)的細(xì)胞、生物顆粒，包括細(xì)菌甚至病毒用作裝載藥物的載體，特別是利用生物顆粒的靶向性和有效的釋放生物分子的一些行為，可以進(jìn)一步把藥物更好地遞送到應(yīng)該去的地方。 ”

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下文是顧臻展示的藥物遞送平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)例，借此可了解到，除合成材料以外，自身細(xì)胞包括血小板也可幫助遞送藥物。顧臻稱他們團(tuán)隊(duì)做得比較多的是將血小板作為一個(gè)載體進(jìn)行藥物的遞送。此外，研究人員也可以用合成材料、或者經(jīng)修飾的藥物來模擬這些生物顆粒的功能，幫助提高藥效并降低毒副作用。
使用智能胰島素貼片控制糖尿病，比直接注射更易把控、隨用隨貼

糖尿病是全球都在面對(duì)的巨大挑戰(zhàn) ，據(jù)統(tǒng)計(jì) ，目前全球有超過 4 億的糖尿病患者。另有數(shù)據(jù)表明，按照當(dāng)前趨勢(shì)發(fā)展， 2050 年中國(guó)會(huì)有將近 2 億的糖尿病患者。而那個(gè)時(shí)候，在美國(guó)每三個(gè)成年人當(dāng)中就潛在有一名糖尿病患者。這些數(shù)字令人觸目驚心，因此糖尿病的治療十分關(guān)鍵，而胰島素是治療一型和進(jìn)程性二型糖尿病的必備藥物。
胰島素是由胰臟內(nèi)的胰島 β 細(xì)胞受高糖刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。活性單體跟胰島素的受體結(jié)合，就像一把鑰匙，把一扇門打開，這扇門就是葡萄糖進(jìn)入細(xì)胞的通路，該通路叫葡萄糖轉(zhuǎn)移蛋白，這樣細(xì)胞就能進(jìn)行一系列的新陳代謝，同時(shí)把血液里的葡萄糖濃度降下來。
對(duì) Ⅰ 型糖尿病患者而言，由于自免疫攻擊，其體內(nèi) β 細(xì)胞被摧毀，因此不再產(chǎn)生胰島素；對(duì) Ⅱ 型糖尿病患者而言， β 細(xì)胞還可產(chǎn)生胰島素，但是因?yàn)橐葝u素耐受從而需要額外更多的胰島素。

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就常規(guī)的糖尿病治療方法而言，病患需要不斷監(jiān)測(cè)血糖變化，一日多次注入胰島素。下圖中間這張小圖是 Ⅰ 型糖尿病患者用了兩周的注射器，可以看到患者非常痛苦。而且患者還不能過量注射，否則會(huì)導(dǎo)致低血糖發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)甚至可以致命。另外，患者很難隨著血糖變化進(jìn)行精準(zhǔn)的胰島素注入。

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