在多种癌症、自身免疫疾病的治疗上，近些年科学家们开发的单克隆抗体药物——模拟人体自身免疫防御机制的蛋白质，带来了良好的效果。不过，对于患者来说，这类单抗药物的一个缺点是只能通过注射的方式接受治疗。
为了帮助患者摆脱药物注射的不便与痛苦，麻省理工学院（MIT）的工程师团队与医药公司诺和诺德（Novo Nordisk）的科学家正在合作开发一种新的药物递送技术。按照他们的设想，患者只需要简单吞下携带药物的小药丸，然后由药丸自动插入胃壁，就可以直接向全身释放单克隆抗体药物或其他生物大分子药物。
近日，在《自然》旗下的Nature Biotechnology期刊上，研究团队报告了最新进展。他们开发的口服液体注射胶囊，已在猪体内获得了积极的测试结果，成功递送多种注射型药物，包括单克隆抗体，以及重组人胰岛素、肾上腺素等大分子蛋白药物，并达到临床治疗相关剂量。
这款胶囊的雏形曾在2019年登上顶尖学术期刊《科学》，用于口服递送胰岛素。研究团队用可以安全降解的材料设计了一种胶囊，以免蛋白质类药物在吸收之前被消化道中的酶分解。胶囊内有一根用冻干胰岛素压缩而成的针，可以扎进厚实的胃壁，释放胰岛素。
为了保证吞入的胶囊在不断蠕动的胃部恰好能扎进胃壁，研究人员从一种叫做“豹龟”（leopard tortoise）的生物中得到了灵感。豹龟的龟壳高耸而陡峭，当豹龟不小心翻了个身，能马上再翻回来。而这种胶囊的外形就跟豹龟的龟壳一样，进入胃部后能调整自己的方向，正确定位。
为了帮助患者摆脱药物注射的不便与痛苦，麻省理工学院（MIT）的工程师团队与医药公司诺和诺德（Novo Nordisk）的科学家正在合作开发一种新的药物递送技术。按照他们的设想，患者只需要简单吞下携带药物的小药丸，然后由药丸自动插入胃壁，就可以直接向全身释放单克隆抗体药物或其他生物大分子药物。
近日，在《自然》旗下的Nature Biotechnology期刊上，研究团队报告了最新进展。他们开发的口服液体注射胶囊，已在猪体内获得了积极的测试结果，成功递送多种注射型药物，包括单克隆抗体，以及重组人胰岛素、肾上腺素等大分子蛋白药物，并达到临床治疗相关剂量。
这款胶囊的雏形曾在2019年登上顶尖学术期刊《科学》，用于口服递送胰岛素。研究团队用可以安全降解的材料设计了一种胶囊，以免蛋白质类药物在吸收之前被消化道中的酶分解。胶囊内有一根用冻干胰岛素压缩而成的针，可以扎进厚实的胃壁，释放胰岛素。
为了保证吞入的胶囊在不断蠕动的胃部恰好能扎进胃壁，研究人员从一种叫做“豹龟”（leopard tortoise）的生物中得到了灵感。豹龟的龟壳高耸而陡峭，当豹龟不小心翻了个身，能马上再翻回来。而这种胶囊的外形就跟豹龟的龟壳一样，进入胃部后能调整自己的方向，正确定位。
▲这种胶囊只有蓝莓大小，外形参考了豹龟的龟壳（图片来源：参考资料[4]；Image：Felice Frankel）
在此次更新的胶囊版本中，研究团队保留了原来的尺寸和龟壳形状，但重新设计了胶囊的内部，使其可以一次递送更多的液体药物，更好地满足临床剂量的需求。现在，一颗新胶囊可以装入剂量高达4毫克的液体药物，相比原始版本的300微克，提高了一个数量级。
胶囊内含一个可伸缩的注射针头和一个有助于将液体推出胶囊的柱塞，针头和柱塞由固态的糖颗粒固定。当胶囊进入胃部，随着颗粒溶解，针头扎入胃壁，柱塞将液体药物推入针头；胶囊排空后，柱塞还会将针头拉回胶囊，以便它可以安全地通过消化道排出体外。
▲新胶囊可以在吞服后向胃壁注入高剂量的单抗药物或其他药物（图片来源：参考资料[2]，Credit：Giovanni Traverso）
改用液体形式的药物后，新胶囊还可以让药物更快地进入血液，具有注射的快速药代动力学。实验结果显示，注射后30分钟内达到80%的绝对生物利用度和最大血浆药物浓度。
使用猪作为测试对象，研究人员用这种新胶囊成功递送了阿达木单抗（Humira），一种已被用于治疗自身免疫性疾病（如炎症性肠病和类风湿关节炎）的单抗药物，剂量与注射达到的水平相当。
除了单抗药物外，科学家们还测试GLP-1受体激动剂（一种用于治疗2型糖尿病的蛋白质药物），重组人胰岛素和肾上腺素。
在连续数日给动物口服胶囊后，研究人员发现，这种药物递送方式可以保持稳定，并且动物的胃内壁没有出现注射受损的迹象。
注：原文有删减
参考资料：
[1] Abramson, A., Frederiksen, M.R., Vegge, A. et al. Oral delivery of systemic monoclonal antibodies, peptides and small molecules using gastric auto-injectors. Nat Biotechnol (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-021-01024-0
[2] Drug delivery capsule could replace injections for protein drugs. Retrieved Sep. 1, 2021 from https://news.mit.edu/2021/monoclonal-drug-delivery-capsule-0830
[3] Alex Abramson et al., (2019), An ingestible self-orienting system for oral delivery of macromolecules, Science, DOI: 10.1126/science.aau2277
[4] New pill can deliver insulin, Retrieved February 11, 2019, from http://news.mit.edu/2019/pill-deliver-insulin-orally-0207
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