蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的研究現(xiàn)狀與臨床應(yīng)用進(jìn)展

楊甜甜 ，王奧華 ，俞淼榮 ，甘勇 ,

（1. 中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所，新藥研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201203；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 中國(guó)食品藥品檢定研究院，國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥用輔料質(zhì)量研究與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100050）

糖尿病是21世紀(jì)全球最流行的慢性疾病之一。國(guó)際糖尿病聯(lián)盟（International Diabetes Federation，IDF）發(fā)布的最新《全球糖尿病地圖（第10版）》顯示，截至2021年全球約有5.37億成人患有糖尿?。ɑ疾÷蔬_(dá)10.5%），平均每5秒就有1人死于糖尿病。糖尿病的治療給社會(huì)和家庭都造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，我國(guó)的糖尿病相關(guān)衛(wèi)生支出位居全球第2，共計(jì)1 650億美元[1]。糖尿病根據(jù)發(fā)病的病因不同，可劃分為1型糖尿病和2型糖尿病。其中1型糖尿病主要因胰島β細(xì)胞受到細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性破壞，無(wú)法合成和分泌胰島素引起。因此，針對(duì)1型糖尿病，其他降糖藥無(wú)法起效，只能終身注射胰島素以維持血糖水平[2]。2型糖尿病則主要表現(xiàn)為相對(duì)胰島素缺乏或胰島素抵抗，患者體內(nèi)的肌肉以及肝臟等器官對(duì)于胰島素的敏感性不夠，致使血糖不能被有效利用而維持在較高水平[3]。隨著病程的不斷延長(zhǎng)，2型糖尿病患者的胰島β細(xì)胞功能會(huì)逐漸衰退，導(dǎo)致胰島素分泌不足，因此胰島素是2型糖尿病三線和四線治療中最重要的部分。此外，胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）類似物也常用于治療2型糖尿病，可促進(jìn)胰島素的合成和分泌，抑制胰島β細(xì)胞凋亡，并減少胰高血糖素的分泌，從而降低血糖[4-5]。近年來(lái)已上市的GLP-1類似物，如艾塞那肽、利拉魯肽、杜拉魯肽以及索馬魯肽等都顯示了較好的臨床治療效果，成為糖尿病治療的新選擇[6]。

口服給藥是最簡(jiǎn)單、常用的給藥途徑，也是胰島素及GLP-1類似物等藥物最理想的給藥方式。然而，體內(nèi)復(fù)雜的生理屏障嚴(yán)重阻礙了藥物的口服吸收，導(dǎo)致其生物利用度較低。近年來(lái)，多種口服遞送載體被開(kāi)發(fā)出來(lái)，有望解決上述問(wèn)題，進(jìn)一步提高藥物療效。本文總結(jié)了體內(nèi)限制藥物口服遞送的共性屏障，重點(diǎn)闡述蛋白多肽類降糖藥物口服遞送面臨的關(guān)鍵屏障；并在此基礎(chǔ)上對(duì)近年來(lái)已報(bào)道的相關(guān)口服遞送載體的設(shè)計(jì)策略以及臨床研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 口服蛋白多肽類降糖藥物的優(yōu)勢(shì)

胰島素與GLP-1類似物同屬于蛋白多肽類降糖藥物，目前臨床上的給藥方式仍以皮下注射為主。但是，長(zhǎng)期頻繁的注射會(huì)給患者帶來(lái)極大的痛苦和不便，同時(shí)還可能導(dǎo)致低血糖、水腫、體質(zhì)量增加以及皮膚感染等不良反應(yīng)。與之相比，口服給藥則是一種更安全有效的非侵入式治療策略，具有良好的患者順應(yīng)性[7]。

口服胰島素遞送還具有其他給藥途徑無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，即可模擬內(nèi)源性胰島素的分泌。在正常生理狀態(tài)下，胰島素經(jīng)胰島β細(xì)胞分泌后，首先經(jīng)肝門(mén)靜脈被運(yùn)送至肝臟。在肝臟的首過(guò)作用下，約有50% ~ 80%的胰島素被代謝，之后剩余的胰島素再進(jìn)入外周循環(huán)，因此就形成了肝臟-外周的胰島素濃度梯度[8]。據(jù)計(jì)算，肝臟處的胰島素濃度約為外周組織的2 ~ 4倍[9]。同樣地，口服胰島素經(jīng)小腸吸收后由腸壁毛細(xì)血管匯入肝門(mén)靜脈并被運(yùn)送至肝臟，因此肝臟可暴露在較高的胰島素濃度下，外周組織則維持相對(duì)較低的胰島素水平，避免了由于外周高胰島素血癥引起的低血糖等不良反應(yīng)。同時(shí)，肝臟對(duì)于胰島素高度敏感，高胰島素暴露量不僅可以促進(jìn)肝臟對(duì)于葡萄糖的攝取和利用，還可有效抑制肝糖原的分解，從而更好地調(diào)節(jié)血糖水平[10]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)口服胰島素還具有免疫調(diào)節(jié)的作用。通過(guò)口服低劑量的胰島素可誘導(dǎo)T細(xì)胞的抗原反應(yīng)性，從而產(chǎn)生免疫耐受，保護(hù)胰島β細(xì)胞免受自身免疫性破壞，有助于預(yù)防或延緩1型糖尿病的發(fā)生與發(fā)展[11-13]。

2 蛋白多肽類降糖藥物口服遞送面臨的挑戰(zhàn)

胃腸道的pH和酶通常被認(rèn)為是限制蛋白多肽類藥物口服吸收的主要因素[14]。故多采用藥物載體如腸溶膠囊或納米粒、脂質(zhì)體、微球等微納米載體將藥物包載在內(nèi)部，提高藥物在胃腸道的穩(wěn)定性[6]。隨著研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)體內(nèi)還存在著多重屏障制約藥物載體的口服吸收以及后續(xù)入血發(fā)揮作用（見(jiàn)圖1）。一方面，由小腸黏液和上皮細(xì)胞構(gòu)成的物理化學(xué)屏障以及腸道內(nèi)的蛋白冠冕作用等，它們極大地阻礙了藥物載體的轉(zhuǎn)運(yùn)，成為限制藥物口服遞送的共性屏障。另一方面，針對(duì)胰島素等蛋白多肽類降糖藥物的口服遞送，藥物載體的胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)、基底側(cè)出胞過(guò)程以及在肝臟的處置作用同樣至關(guān)重要，它們?cè)谝欢ǔ潭壬嫌绊懥说鞍锥嚯念惤堤撬幬镒饔玫陌l(fā)揮，成為導(dǎo)致該類藥物口服生物利用度低下的特殊屏障。

圖1 體內(nèi)限制蛋白多肽類降糖藥物口服遞送的屏障示意圖Figure 1 Schematic illustration of the barriers restricting oral delivery of hypoglycemic proteins and peptides in vivo

2.1 口服藥物載體面臨的共性屏障

小腸的內(nèi)表面積大，轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間長(zhǎng)，有利于藥物載體的吸收。但是，小腸內(nèi)的黏液、腸上皮細(xì)胞屏障以及蛋白冠冕作用等，共同限制了藥物載體的口服吸收效率，導(dǎo)致藥物生物利用度低[15]。因此，藥物載體在到達(dá)靶部位發(fā)揮作用前，首先需要克服小腸內(nèi)制約載體口服遞藥的共性屏障。

2.1.1 黏液屏障小腸黏液是一種具有黏彈性的凝膠型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，孔隙大小介于100 ~ 200 nm[16]。黏液層可以保護(hù)腸上皮細(xì)胞不直接暴露于腸腔環(huán)境，但也限制了口服藥物載體到達(dá)腸上皮細(xì)胞。黏蛋白是黏液中最主要的結(jié)構(gòu)和功能成分[17]，在腸道的pH條件下黏蛋白帶負(fù)電，且表面分布著高密度的疏水區(qū)域，因此可與表面帶正電且具有疏水性的藥物載體發(fā)生相互作用，并將其固定在黏液中[18]。小腸黏液的更新速度較快，每隔4 ~ 5 h更新1次，有助于快速清除黏附的細(xì)菌或病毒等致病物質(zhì)[19]。然而，被固定的藥物載體也會(huì)隨著黏液層的更新而被清除，導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)效率較低。因此，表面為親水性且電中性的藥物載體更容易穿透黏液屏障。

2.1.2 腸上皮細(xì)胞屏障小腸黏液下方是由一層連續(xù)細(xì)胞構(gòu)成的腸上皮組織，主要包括腸上皮細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、潘氏細(xì)胞以及M細(xì)胞等。相鄰的腸上皮細(xì)胞間依靠緊密連接相互聯(lián)系，空隙介于8 ~ 13 ?，維持了腸上皮結(jié)構(gòu)的完整，可防止細(xì)菌、毒素等物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)，同時(shí)也成為限制藥物載體跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的另一重要物理屏障[20]。由于細(xì)胞膜具有親脂性，且?guī)в胸?fù)電，因此表面具有親脂性且?guī)?qiáng)正電荷的藥物載體更易被腸上皮細(xì)胞所攝取。然而，這與克服黏液屏障所需具備的載體特性恰好相反，增大了載體設(shè)計(jì)的難度[21-22]。此外，腸上皮細(xì)胞具有一定的極性，因此對(duì)于需要進(jìn)入血液循環(huán)并到達(dá)靶部位發(fā)揮治療作用的藥物而言，載體的胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)以及出胞也會(huì)影響藥物的遞送效率。然而，細(xì)胞內(nèi)部含有各種細(xì)胞器以及微絲、微管等細(xì)胞骨架[23]，處于一種高度擁擠的狀態(tài)，極大地制約了藥物載體在胞內(nèi)的運(yùn)動(dòng)[24-25]。

2.1.3 蛋白冠冕作用小腸腸液中存在著大量具有表面活性的分子，如膽鹽、消化酶、食物蛋白、磷脂及其降解產(chǎn)物等，這些成分可與藥物載體發(fā)生相互作用，從而在載體表面形成一層蛋白冠冕[26]。蛋白冠冕的形成會(huì)在一定程度上影響藥物載體的表面特性（如粒徑、電位等），進(jìn)而影響其功能的發(fā)揮。Peng等[27]將陽(yáng)離子納米粒（cationic nanoparticles，CNPs）在胃腸液中進(jìn)行孵育，其中的消化酶吸附在CNPs表面形成了蛋白冠冕，顯著降低了其在腸上皮細(xì)胞的攝取效率。黏液中的黏蛋白同樣是口服藥物載體表面蛋白冠冕的主要來(lái)源。Yang等[28]證明，金納米粒表面吸附的黏蛋白會(huì)影響其在上皮細(xì)胞基底側(cè)的出胞效率。盡管目前針對(duì)胃腸道蛋白冠冕的相關(guān)研究較少，但是根據(jù)已有報(bào)道可以發(fā)現(xiàn)，蛋白冠冕的形成會(huì)顯著影響口服藥物載體的體內(nèi)運(yùn)輸過(guò)程，這可能是引起其體內(nèi)外作用效果差異的原因之一。

2.2 蛋白多肽類降糖藥物口服載體面臨的特殊屏障

胰島素以及GLP-1類似物必須入血才能發(fā)揮降糖作用。因此，藥物載體除了需要克服上述共性屏障，還需要解決在腸上皮細(xì)胞的胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)以及基底側(cè)的出胞屏障，這些屏障直接影響了藥物的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，決定其后續(xù)功能的發(fā)揮。另外，載體經(jīng)腸上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)入血，大部分通過(guò)肝門(mén)靜脈被運(yùn)送至肝臟。肝臟對(duì)于載體以及藥物的處置作用也是影響蛋白多肽類降糖藥物口服遞送的關(guān)鍵因素。

2.2.1 藥物載體的胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)大多數(shù)藥物載體經(jīng)內(nèi)吞作用進(jìn)入腸上皮細(xì)胞后首先被包裹在囊泡中，然后與內(nèi)含體發(fā)生融合。內(nèi)含體沿著微管在胞內(nèi)運(yùn)動(dòng)，表面ATP驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵不斷將H+泵入內(nèi)腔，使其內(nèi)部pH由6.5快速降至5.0，并最終與溶酶體發(fā)生融合[29-30]。溶酶體內(nèi)的pH在表面質(zhì)子泵的作用下可維持在5.0，且內(nèi)部含有多種酸性水解酶[31]。藥物載體經(jīng)內(nèi)含體-溶酶體途徑被運(yùn)送至溶酶體中會(huì)影響載體結(jié)構(gòu)的完整性從而破壞內(nèi)部包載的藥物，最終影響藥物的跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)效率。尤其是針對(duì)蛋白多肽類降糖藥物口服載體的設(shè)計(jì)，由于藥物在溶酶體內(nèi)部水解酶的作用下會(huì)快速發(fā)生降解并失去活性，因此需要對(duì)載體進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，使其能夠發(fā)揮溶酶體逃逸作用[32]。此外，還可利用其他胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)通路實(shí)現(xiàn)藥物的高效輸運(yùn)。藥物載體經(jīng)小窩蛋白（caveolin）介導(dǎo)入胞后可不經(jīng)過(guò)溶酶體而直接被運(yùn)送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體[33-34]。高爾基體是胞內(nèi)蛋白質(zhì)加工、分揀以及運(yùn)輸?shù)闹饕课?，可將蛋白質(zhì)運(yùn)送至細(xì)胞膜或分泌到細(xì)胞外。因此，高爾基體/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)途徑更利于藥物載體在胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)[35]。但是，目前針對(duì)口服藥物載體胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程的研究較少，大部分載體在胞內(nèi)的具體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制尚不清楚。

2.2.2 藥物載體的出胞載體在腸上皮細(xì)胞基底側(cè)的轉(zhuǎn)運(yùn)效率也是決定蛋白多肽類降糖藥物口服生物利用度的關(guān)鍵因素。與入胞過(guò)程相反，載體的出胞是一個(gè)反向運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，主要由囊泡介導(dǎo)載體從細(xì)胞的基底側(cè)排出。胞內(nèi)的高爾基體/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)通路可以促進(jìn)載體的高效出胞，載體進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體后通過(guò)分泌途徑經(jīng)囊泡被運(yùn)送到細(xì)胞外[36]。此外，載體的出胞過(guò)程還受到細(xì)胞骨架以及動(dòng)力蛋白的調(diào)節(jié)，載體在細(xì)胞內(nèi)沿微管進(jìn)行定向運(yùn)動(dòng)有助于其高效出胞[37-38]。盡管目前已提出多種策略來(lái)提高載體的入胞效率，但是針對(duì)出胞過(guò)程的研究卻仍較匱乏。同時(shí)，大部分口服藥物載體存在的“入胞容易，出胞困難”的問(wèn)題也極大地制約了藥物的跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)效率[35]。

綜上，藥物載體在腸上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，包括入胞、胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)以及出胞3個(gè)階段，其中每個(gè)階段都會(huì)對(duì)載體最終的轉(zhuǎn)運(yùn)效率產(chǎn)生顯著影響。因此，需要逐一克服上述過(guò)程才有望實(shí)現(xiàn)蛋白多肽類降糖藥物在體內(nèi)的高效輸運(yùn)。

2.2.3 肝臟的處置作用藥物需要在靶器官達(dá)到有效蓄積，才能精準(zhǔn)發(fā)揮治療作用[39]。針對(duì)蛋白多肽類降糖藥物的口服遞送，藥物載體高效克服黏液和腸上皮細(xì)胞屏障可以確保足夠的藥物進(jìn)入血液循環(huán)從而發(fā)揮降糖作用。但是，一方面藥物載體入血后大部分經(jīng)門(mén)靜脈被運(yùn)送至肝臟，肝臟對(duì)藥物載體的清除作用是影響其體內(nèi)功能發(fā)揮的重要因素。據(jù)報(bào)道，進(jìn)入血液中的藥物載體約有30% ~ 99%會(huì)被肝臟的庫(kù)普弗細(xì)胞（Kupffer cell）攝取，從而被快速清除[40-41]。同時(shí)，肝臟也是胰島素清除的主要場(chǎng)所，由胰島β細(xì)胞分泌的胰島素主要在肝臟被降解，避免了外周高胰島素血癥所引起的低血糖等不良反應(yīng)。另一方面，肝臟還是胰島素作用的靶器官。胰島素作用于肝臟上的胰島素受體（insulin receptor，IR）可促進(jìn)肝臟對(duì)葡萄糖的攝取，并將其轉(zhuǎn)化為肝糖原儲(chǔ)存起來(lái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，血液中約1/3的葡萄糖被肝臟攝取利用，與肌肉和脂肪組織的攝取量相當(dāng)[42-43]。因此，肝臟對(duì)于蛋白多肽類降糖藥物尤其是胰島素的口服遞送至關(guān)重要。但是，目前研究人員主要關(guān)注于如何設(shè)計(jì)可高效克服胃腸道屏障的口服藥物載體，而忽略了載體及藥物入血后在肝臟的處置作用，這可能是限制藥物發(fā)揮降糖作用的主要原因。

3 蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的研究進(jìn)展

針對(duì)蛋白多肽類降糖藥物口服遞送面臨的多重屏障，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究人員提出了多種解決策略，用于提高藥物載體在胃腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，進(jìn)而提高藥物的口服生物利用度[19]。此外，為了進(jìn)一步模擬內(nèi)源性胰島素的分泌及分布特征，仿生型胰島素口服遞送載體也逐漸受到人們關(guān)注，從而更合理地調(diào)控糖尿病餐后高血糖水平并改善血糖的利用[44-45]。本部分對(duì)目前蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)。

3.1 提高胃腸道轉(zhuǎn)運(yùn)效率的口服遞送載體

3.1.1 具有優(yōu)勢(shì)物理屬性的口服遞送載體藥物載體的物理屬性如尺寸、形狀以及剛性等都會(huì)對(duì)其在小腸的吸收產(chǎn)生顯著影響[46-48]。載體的尺寸可以顯著影響其在黏液中的運(yùn)動(dòng)速度以及細(xì)胞攝取效率[49]。Maisel等[50]發(fā)現(xiàn)納米粒尺寸越小，越容易到達(dá)黏液的非流動(dòng)層而延長(zhǎng)滯留時(shí)間。Banerjee等[51]研究發(fā)現(xiàn)粒子的細(xì)胞攝取效率與其尺寸成反比，大小為50 nm的納米粒在人結(jié)腸癌細(xì)胞（Caco-2細(xì)胞）上的攝取效果最好。然而，載體的尺寸也會(huì)影響其內(nèi)部藥物的釋放。同等條件下載體的粒徑越小，比表面積越大，藥物釋放速度越快，可能導(dǎo)致藥物提前泄露[52]。因此，在載體設(shè)計(jì)過(guò)程中需要進(jìn)行篩選，從而確定最佳尺寸。

載體的形狀以及剛性也可顯著影響其在黏液及腸上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。近年來(lái)，有實(shí)驗(yàn)人員證實(shí)棒狀納米粒比球狀納米粒在黏液中的運(yùn)動(dòng)速度更快，穿透更深，在胃腸道中駐留時(shí)間更長(zhǎng)[53]，且在腸上皮細(xì)胞具有更高的攝取效率，約為球狀納米粒的2倍[51]。此外，由于大部分藥物載體具有一定的彈性，在與小腸相互作用過(guò)程中會(huì)發(fā)生形變，從而影響載體的體內(nèi)命運(yùn)。筆者課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)剛度適中的球形納米粒在生物凝膠的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中可變形為橢球體，并以“旋轉(zhuǎn)-跳躍”的方式快速運(yùn)動(dòng)[54]。因此，調(diào)節(jié)藥物載體的剛性也可在一定程度上影響其在小腸的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。Yu等[55]利用磷脂相變溫度的差異，設(shè)計(jì)了具有不同剛性的脂質(zhì)體。結(jié)果顯示剛度適中的脂質(zhì)體（楊氏模量約為15 MPa）在小腸黏液中穿透速度最快，且細(xì)胞攝取效率最高?？娠@著降低糖尿病大鼠的血糖水平，最低達(dá)初始水平的50%，胰島素口服生物利用度被提高至13.65%。Zheng等[56]構(gòu)建了具有不同彈性的兩性離子水凝膠納米粒，并研究其在小腸的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示納米粒的彈性增加，其入胞以及出胞效率相應(yīng)提高，從而促進(jìn)藥物的跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)。其中彈性最強(qiáng)的納米粒（hard nanoparticles，HNPs），楊氏模量約為165.2 MPa，在糖尿病大鼠體內(nèi)降糖效果最好，胰島素口服生物利用度約為15%。

綜上，深入探究藥物載體的基本物理屬性對(duì)其在小腸中的攝取及轉(zhuǎn)運(yùn)效率的影響，可用于指導(dǎo)蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的理性化設(shè)計(jì)，從而高效克服小腸內(nèi)的吸收屏障，顯著提高藥物的口服生物利用度。

3.1.2 靶向配體修飾的口服遞送載體腸上皮細(xì)胞是限制口服藥物載體吸收的主要屏障，其中頂側(cè)膜屏障是制約載體入胞的關(guān)鍵因素。因此，為了提高藥物的入胞效率，配體介導(dǎo)的靶向遞送策略被廣泛應(yīng)用。在載體表面修飾與腸上皮細(xì)胞表面的受體或轉(zhuǎn)運(yùn)體特異性結(jié)合的功能化配體，可顯著提高載體的細(xì)胞攝取效率[57]。然而有研究發(fā)現(xiàn)，一些配體修飾的口服遞送載體盡管可以高效入胞，但出胞效率極低，即存在著“入胞容易，出胞困難”的現(xiàn)象[58]。針對(duì)這一問(wèn)題，越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始關(guān)注藥物在胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)及出胞過(guò)程，并設(shè)計(jì)了可實(shí)現(xiàn)高效跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體（見(jiàn)表1[59-65]）。

表1 靶向配體修飾的蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體Table 1 Examples of targeting ligand-modified oral drug carriers for hypoglycemic proteins and peptides

目前該類載體的設(shè)計(jì)多基于具有明確胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)通路的物質(zhì)，其中免疫球蛋白G（immunoglobulin G，IgG）是體內(nèi)最主要的抗體，由腸道中高表達(dá)的新生兒Fc受體（neonatal Fc receptor，F(xiàn)cRn）介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)[66]。FcRn以pH依賴的方式與IgG的Fc部分進(jìn)行結(jié)合，主要表現(xiàn)為在pH低于6.5時(shí)具有較高親和力，而在中性環(huán)境（pH 7.4）下結(jié)合力較低[67-68]。因此，利用FcRn與IgG的結(jié)合特性，通過(guò)在載體表面修飾IgG的Fc片段可以促進(jìn)其跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)。Pridgen等[64]設(shè)計(jì)的表面修飾Fc片段的納米粒（nanoparticles-Fc，NPFc），在酸性的胃腸道環(huán)境下通過(guò)與腸上皮細(xì)胞表面的FcRn特異性結(jié)合而被攝取入胞。NP-Fc與FcRn形成的復(fù)合物在胞內(nèi)主要通過(guò)內(nèi)含體/溶酶體途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，酸性條件下二者之間的高親和力在一定程度上降低了溶酶體的降解作用[69]。出胞后在中性環(huán)境下NP-Fc與FcRn發(fā)生解離并最終進(jìn)入血液循環(huán)發(fā)揮作用。結(jié)果表明Fc可高效介導(dǎo)納米粒的跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)，NP-Fc在體內(nèi)的吸收效率約為未修飾納米粒的10倍。Shi等[70]制備的Fc修飾的艾塞那肽納米粒也顯示了較強(qiáng)的跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)能力，且經(jīng)口服給藥后可持續(xù)發(fā)揮降血糖作用（長(zhǎng)達(dá)12 h）。人體內(nèi)的膽酸主要由位于回腸細(xì)胞頂端的鈉離子依賴型膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（apical sodium-dependent bile acid transporter，ASBT）介 導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)[71]。近年來(lái)有研究表明，載體表面修飾膽酸或脫氧膽酸可顯著提高胰島素的口服生物利用度。Fan等[65]制備了表面修飾脫氧膽酸的殼聚糖納米粒（deoxycholic acid-modified nanoparticles，DNPs），DNPs與Caco-2細(xì)胞表面的ASBT結(jié)合后被攝取入胞，并進(jìn)一步破壞溶酶體膜結(jié)構(gòu)發(fā)揮逃逸作用。胞質(zhì)中的DNPs可與回腸膽酸結(jié)合蛋白（ileal bile acid-binding protein，IBABP）相結(jié)合從而被運(yùn)送至細(xì)胞基底側(cè)。通過(guò)利用腸道膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)通路，DNPs將胰島素的跨胞轉(zhuǎn)運(yùn)效率提高了12.86倍，最終胰島素的口服生物利用度可達(dá)15.9%。Gao等[72]制備的表面修飾脫氧膽酸的介孔硅納米粒，同樣可促進(jìn)胰島素在小腸的滲透，在糖尿病大鼠上發(fā)揮顯著的降血糖作用。通過(guò)修飾特異性靶向配體來(lái)提高載體在腸上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)效率是最常見(jiàn)也是最簡(jiǎn)單的策略。但是，目前大部分的研究主要關(guān)注載體的入胞效率，而對(duì)載體的胞內(nèi)命運(yùn)及出胞機(jī)制研究較少。因此需要深入探究藥物載體在胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，闡明配體修飾與載體胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)通路的相關(guān)性，從而用于指導(dǎo)具有高效跨胞作用的藥物載體的設(shè)計(jì)，最終達(dá)到提高蛋白多肽類降糖藥物口服生物利用度的目的[35]。

3.1.3 表面性質(zhì)可轉(zhuǎn)換的口服遞送載體針對(duì)黏液屏障與腸上皮細(xì)胞屏障間存在的遞藥矛盾，可通過(guò)調(diào)節(jié)藥物載體表面不同功能配體的長(zhǎng)度[73]或載體的親/疏水性[74]，從而篩選出跨腸道屏障轉(zhuǎn)運(yùn)效率最高的遞送策略。然而，這種方法需要同時(shí)制備多種載體并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行考察，因此耗時(shí)長(zhǎng)、成本高且較復(fù)雜。與之相比，設(shè)計(jì)表面性質(zhì)可變的口服遞送載體則更為簡(jiǎn)單可行，即在黏液中載體表面為高親水性以及電中性，減少與黏蛋白間的相互作用，快速穿透黏液屏障；到達(dá)細(xì)胞表面后則暴露出載體內(nèi)部的正電性，有利于其被腸上皮細(xì)胞所攝取。

Wang等[75]利用蛋白冠冕作用，預(yù)先在陽(yáng)離子脂質(zhì)體（cationic liposomes，CLs）表面吸附了一層牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA）制備了內(nèi)部包載胰島素的蛋白冠冕陽(yáng)離子脂質(zhì)體（protein corona cationic liposomes，PcCLs）。吸 附BSA后PcCLs整體帶少量負(fù)電荷（約為-10 mV），有助于其在黏液中快速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)BSA在小腸內(nèi)蛋白酶的作用下會(huì)逐漸發(fā)生降解并暴露出內(nèi)部帶強(qiáng)正電的CLs，從而促進(jìn)胰島素在腸上皮細(xì)胞的攝取。此外，還可利用腸道微環(huán)境響應(yīng)性地觸發(fā)載體表面性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，如Wu等[76]在聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid)，P]納米粒表面同時(shí)修飾了陽(yáng)離子八聚精氨酸（octa-arginine，R8）和陰離子磷酸絲氨酸（phosphoserine，Pho），制備了具有電荷翻轉(zhuǎn)能力的仿生納米粒P-R8-Pho。P-R8-Pho可模擬病毒在黏液中快速運(yùn)動(dòng)，接著在小腸堿性磷酸酶（intestinal alkaline phosphatase，IAP）作用下特異性水解表面的Pho，暴露出內(nèi)部的R8從而介導(dǎo)納米粒高效穿過(guò)腸上皮細(xì)胞屏障。P-R8-Pho的酶響應(yīng)性電荷翻轉(zhuǎn)作用可以顯著提高胰島素在小腸的轉(zhuǎn)運(yùn)能力，口服生物利用度達(dá)5.96%。通過(guò)多種手段調(diào)節(jié)表面性質(zhì)的轉(zhuǎn)變，載體可依次高效克服黏液屏障以及腸上皮細(xì)胞屏障，有效提高蛋白多肽類降糖藥物的口服生物利用度，并為后續(xù)研究打下基礎(chǔ)。

3.1.4 其他新型口服遞送載體除了上述策略以外，科學(xué)家們還設(shè)計(jì)了許多新型蛋白多肽類降糖藥物的口服遞送載體，它們?cè)诨铙w動(dòng)物水平都顯示了良好的降血糖作用，并顯著提高了藥物的口服生物利用度。離子液體是由有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成的一類液體鹽，熔點(diǎn)通常在100 ℃以下，被廣泛用于化學(xué)研究和制劑技術(shù)[77]。Banerjee等[78]利用膽堿和香葉酸離子液體（choline and geranate，CAGE）制備了高效口服胰島素制劑。CAGE可保護(hù)胰島素免受胃腸道內(nèi)酶的降解，并降低小腸黏液的黏度，促進(jìn)胰島素在黏液中的滲透。CAGE主要通過(guò)打開(kāi)細(xì)胞間緊密連接，顯著提高胰島素在腸上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，約為對(duì)照組的10倍。進(jìn)一步將CAGE與胰島素形成的復(fù)合物包裹進(jìn)腸溶膠囊中，其在糖尿病大鼠上顯示了持續(xù)的降血糖作用（約達(dá)12 h），胰島素的口服生物利用度可提高至51%。

病毒衣殼表面分布著同等密度的正負(fù)電荷（凈中性），且具有較強(qiáng)親水性，有助于病毒快速穿透黏液屏障實(shí)現(xiàn)高效侵襲[79]。受病毒這一表面特性的啟發(fā)，近年來(lái)部分研究人員利用兩性離子制備藥物載體用于高效克服腸道吸收屏障。Han等[80]將甜菜堿聚合物（polycarboxybetaine，PCB）與1，2-二硬脂?；?sn-丙三基-3-磷脂酰乙醇胺（1，2-distearoylsn-glycero-3-phosphoethanolamine，DSPE）相連，制備了一種兩性離子甜菜堿聚合物膠束DSPE-PCB。DSPE-PCB可模擬病毒衣殼表面高電荷密度且電中性的特性，快速穿過(guò)小腸黏液屏障，在黏液中運(yùn)動(dòng)的均方位移（mean square displacement，MSD）約為黏液穿透型納米粒（含有聚乙二醇鏈的聚山梨酯膠束）的12倍。PCB是細(xì)胞表面質(zhì)子輔助氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體1（proton-assisted amino acid transporter 1，PAT1）的底物，可介導(dǎo)DSPE-PCB穿過(guò)腸上皮細(xì)胞屏障，在不打開(kāi)細(xì)胞間緊密連接的前提下將胰島素高效遞送入血。將凍干后DSPE-PCB包裹進(jìn)腸溶膠囊中，可有效降低糖尿病大鼠的血糖水平，胰島素口服生物利用度達(dá)42.6%。

針對(duì)GLP-1類似物的口服遞送，由于其結(jié)構(gòu)以及作用方式與胰島素存在差異，因此在載體設(shè)計(jì)上也需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。Lin等[81]制備了內(nèi)部包載艾塞那肽（exenatide，EXT）的相轉(zhuǎn)變納米乳（phasechangeable nanoemulsions，EXT@PC/NEMs）。隨著溫度升高，構(gòu)成納米乳的脂肪酸由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)。因此，在人體溫度下EXT@PC/NEMs的可變形性增強(qiáng)，細(xì)胞攝取及轉(zhuǎn)運(yùn)效率相應(yīng)提高，可促進(jìn)艾塞那肽在小腸的吸收。EXT@PC/NEMs主要經(jīng)小腸淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)到達(dá)胰腺，并釋放艾塞那肽作用于胰島α和β細(xì)胞，從而促進(jìn)胰島素的分泌，抑制糖原降解，有效控制2型糖尿病大鼠的血糖水平，最終艾塞那肽的相對(duì)生物利用度達(dá)23.8%。Xu等[82]設(shè)計(jì)了一種含有反膠束的脂質(zhì)納米膠囊（lipid-based nanocapsules containing reverse micelles，RM-LNC），該納米膠囊既可用于口服遞送艾塞那肽，也可促進(jìn)L細(xì)胞分泌GLP-1，2種功能協(xié)同作用在2型糖尿病小鼠上顯示了良好的降血糖作用。同時(shí)，長(zhǎng)期給藥還可改善小鼠體內(nèi)葡萄糖代謝，減輕胰島素抵抗。由于GLP-1及其類似物在體內(nèi)易被降解，且主要在胰腺發(fā)揮作用，因此需要提高藥物載體在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間，增加胰腺靶向能力，從而使藥物更好地發(fā)揮降糖作用。

近年來(lái)，可實(shí)現(xiàn)體內(nèi)注射的新型口服給藥裝置也被廣泛應(yīng)用到蛋白多肽類降糖藥物的遞送中。麻省理工學(xué)院的研究學(xué)者研發(fā)了一種腔內(nèi)展開(kāi)微針注射器（luminal unfolding microneedle injector，LUMI）口服膠囊。當(dāng)LUMI到達(dá)小腸后外部的膠囊發(fā)生降解，內(nèi)部的3條折疊臂會(huì)彈開(kāi)，其上的微針會(huì)將裝載的胰島素直接注射入小腸壁中。作用結(jié)束后折疊臂發(fā)生斷裂并被排出體外，不會(huì)引起腸阻塞等不良反應(yīng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：LUMI比皮下注射胰島素起效更快，在4 h內(nèi)全身吸收效率達(dá)10%[83]。另外，科學(xué)家們還通過(guò)仿生豹紋龜?shù)凝敋ぴO(shè)計(jì)了一種自主定向毫米級(jí)涂藥器（self-orienting millimeter-scale applicator，SOMA）。SOMA內(nèi)部是一個(gè)由彈簧連接的載有胰島素的微針。該裝置被吞入體內(nèi)后，可在胃部快速調(diào)整為直立狀態(tài)以保證底部緊貼胃壁，隨后微針直接插入胃壁組織，將胰島素釋放入血。體內(nèi)結(jié)果顯示，口服SOMA可產(chǎn)生與皮下注射胰島素相似的降血糖作用，且血中胰島素水平相當(dāng)[84]。上述新型口服給藥裝置的面世從物理學(xué)的角度為蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

3.2 仿生型胰島素口服遞送載體

3.2.1 肝臟靶向型口服胰島素遞送載體肝臟是內(nèi)源性胰島素的主要作用部位，正常生理狀態(tài)下體內(nèi)胰島素在肝臟與外周間存在濃度梯度。因此，設(shè)計(jì)肝臟靶向的口服胰島素載體可以模擬內(nèi)源性胰島素的分布，提高肝臟處胰島素的蓄積，從而有效發(fā)揮降血糖作用。Zhang等[85]設(shè)計(jì)了一種肝臟靶向的口服胰島素納米粒，通過(guò)將膽酸修飾在納米粒表面，其可經(jīng)肝腸循環(huán)途徑靶向至肝臟，從而有效發(fā)揮降血糖作用，胰島素的相對(duì)藥效學(xué)生物利用度被提高至26.9%。此外，美國(guó)Diasome公司研發(fā)的口服肝靶向胰島素囊泡（hepatic-directed vesicle insulin，HDV-Ⅰ）可將胰島素選擇性輸送至肝臟，有效控制糖尿病患者的餐后血糖水平。但是，目前針對(duì)具有肝臟特異性靶向功能的口服胰島素載體的報(bào)道仍然較少，而更多關(guān)注于注射用肝靶向胰島素的研究。Shao等[9]設(shè)計(jì)的胰島素原-轉(zhuǎn)鐵蛋白復(fù)合物，皮下注射給藥可以模擬內(nèi)源性胰島素在肝臟的選擇性作用，抑制肝糖原的降解并持續(xù)發(fā)揮降血糖作用（長(zhǎng)達(dá)40 h），同時(shí)避免了由于外周胰島素濃度過(guò)高而產(chǎn)生的低血糖等不良反應(yīng)。由此可見(jiàn)，胰島素選擇性作用在肝臟可發(fā)揮良好的降血糖作用，肝臟靶向型胰島素為胰島素的口服遞送提出了新的研究方向，有望給糖尿病的治療帶來(lái)新的啟發(fā)。

3.2.2 葡萄糖響應(yīng)型口服胰島素遞送載體在正常生理狀態(tài)下，血液中葡萄糖水平升高會(huì)促進(jìn)胰島β細(xì)胞分泌，從而將含有胰島素的囊泡釋放入血發(fā)揮降糖作用，因此胰島素的釋放主要受體內(nèi)血糖水平的調(diào)控[86]。但是，目前大部分的胰島素口服遞送載體主要通過(guò)在體內(nèi)的降解釋放藥物，無(wú)法精準(zhǔn)調(diào)控胰島素的釋放速度以及釋放量，可能會(huì)引起低血糖。同時(shí)，由于個(gè)體間吸收差異較大，還可能出現(xiàn)血糖控制不平穩(wěn)的現(xiàn)象，導(dǎo)致血糖波動(dòng)過(guò)大，這也是引起糖尿病并發(fā)癥的主要原因[87]。因此，如何根據(jù)體內(nèi)血糖變化精準(zhǔn)調(diào)控胰島素的釋放成為口服胰島素載體設(shè)計(jì)的一大挑戰(zhàn)。

Yu等[45]制備了一種葡萄糖響應(yīng)型口服胰島素載體。載體表面是由苯硼酸-透明質(zhì)酸聚合物（hyaluronic acid-phenylboronic acid，HA-PBA）形成的外殼，內(nèi)部為表面修飾Fc的胰島素脂質(zhì)體。當(dāng)血糖升高時(shí)，苯硼酸與葡萄糖結(jié)合導(dǎo)致外殼分離，暴露出內(nèi)部的脂質(zhì)體核心。脂質(zhì)體表面的Fc配體可進(jìn)一步促進(jìn)其在腸上皮細(xì)胞的攝取及轉(zhuǎn)運(yùn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)葡萄糖濃度達(dá)10 mmol · L-1時(shí)即可觸發(fā)脂質(zhì)體表面HA-PBA的脫落，從而響應(yīng)性降低糖尿病大鼠餐后高血糖水平，且不會(huì)引起低血糖反應(yīng)。Wang等[44]利用過(guò)氧化氫敏感的兩親性聚合物——聚乙二醇-聚甲硫氨酸（polyethylene glycolpolymethionine，PEG-PolyMet）制備了一種神經(jīng)節(jié)苷脂-單唾液酸靶向肽（ganglioside-monosialic acid-targeting peptide，簡(jiǎn)稱Pep）修飾的聚合物囊泡（Pep-polymersomes，Pep-PMS），其內(nèi)部包載葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOx）以及胰島素。Pep-PMS具有葡萄糖響應(yīng)智能釋藥的特性。在高糖環(huán)境下，GOx氧化葡萄糖產(chǎn)生過(guò)氧化氫，可將PEG-PolyMet中的疏水性側(cè)鏈轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水性，從而使囊泡破裂并釋放內(nèi)部胰島素。體內(nèi)外結(jié)果顯示Pep-PMS可通過(guò)被動(dòng)靶向作用蓄積在肝臟的竇周隙，并響應(yīng)體內(nèi)高血糖選擇性釋放胰島素。Pep-PMS在糖尿病大鼠體內(nèi)顯示了持續(xù)的、響應(yīng)性的降血糖作用，并顯著提高了肝糖原的合成。

綜上，基于內(nèi)源性胰島素的分泌以及分布模式，仿生設(shè)計(jì)的口服胰島素遞送載體可以精準(zhǔn)調(diào)控餐后高血糖水平，恢復(fù)肝臟-外周的胰島素濃度梯度，改善血糖的利用，為口服胰島素遞送載體的設(shè)計(jì)帶來(lái)新的理念。

4 蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的臨床研究進(jìn)展

隨著對(duì)蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體研究的不斷深入，現(xiàn)已有產(chǎn)品上市或進(jìn)入臨床研究階段，根據(jù)其遞送策略的不同可簡(jiǎn)單劃分為3類：1）吸收促進(jìn)劑類，如丹麥Novo Nordisk制藥公司開(kāi)發(fā)的口服索馬魯肽片劑以及以色列Oramed制藥公司和合肥天麥生物聯(lián)合研發(fā)的口服胰島素膠囊ORMD-0801[88-89]等；2）微納米載體類，如美國(guó)Diasome公司研發(fā)的口服肝臟靶向的胰島素囊泡HDV-I以及以色列Oshadi制藥公司研發(fā)的口服胰島素納米粒Oshadi-Icp[90-91]等；3）新型給藥系統(tǒng)類，如美國(guó)Rani制藥公司設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)的“機(jī)器人”藥丸RaniPillTM等。這些制劑在臨床研究中顯示了良好的降血糖作用，口服生物利用度約達(dá)1%左右，具有一定的臨床應(yīng)用前景。其中，由Novo Nordisk開(kāi)發(fā)的口服索馬魯肽片劑（商品名：Rybelsus?）于2019年9月經(jīng)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）批準(zhǔn)上市，這是全球首個(gè)獲批上市的口服GLP-1類似物，極大地推動(dòng)了蛋白多肽類降糖藥物口服制劑的研發(fā)進(jìn)程，具有里程碑式的重要意義[92]。

吸收促進(jìn)劑可以提高腸上皮細(xì)胞的通透性從而促進(jìn)藥物的口服吸收，主要作用機(jī)制包括直接打開(kāi)細(xì)胞間緊密連接或提高細(xì)胞膜的流動(dòng)性[93]。由于制備工藝簡(jiǎn)單，吸收促進(jìn)劑被廣泛應(yīng)用于蛋白多肽類降糖藥物口服制劑的開(kāi)發(fā)中，臨床效果良好，具有一定的應(yīng)用前景。索馬魯肽是一種長(zhǎng)效GLP-1類似物，相對(duì)分子質(zhì)量為4 113，體內(nèi)半衰期長(zhǎng)達(dá)165 h[94]。Novo Nordisk利用Eligen?技術(shù)，即添加一種小分子吸收促進(jìn)劑N-[8-（2-羥基苯甲?；┌被鵠辛酸鈉[sodiumN-[8-(2-hydroxybenzoyl)amino]caprylate，SNAC]制備了索馬魯肽片劑。與大多數(shù)口服藥物制劑在腸道吸收不同，索馬魯肽片劑主要在胃部吸收[6]（見(jiàn)圖2[95]），且吸收程度與SNAC的用量相關(guān)，體內(nèi)研究表明300 mg的SNAC可產(chǎn)生最高的索馬魯肽血漿濃度。SNAC可以幫助維持索馬魯肽的單體形式，并且通過(guò)緩沖作用升高胃內(nèi)局部pH，提高索馬魯肽的溶解度，防止其被胃內(nèi)的蛋白酶降解。此外，SNAC具有較強(qiáng)的親脂性，通過(guò)與胃上皮細(xì)胞相互作用，可促進(jìn)索馬魯肽在胃部的快速吸收[6,96]。在SNAC多種促吸收機(jī)制的作用下，索馬魯肽在體內(nèi)的生物利用度可達(dá)1.22%[97]。臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示，口服索馬魯肽具有較顯著的降糖減肥作用，可有效控制2型糖尿病患者的血糖水平，且作用效果顯著優(yōu)于恩格列凈和西格列汀等小分子降血糖藥物[98-99]。口服索馬魯肽的上市有望改善糖尿病患者的用藥方式，提高病人的生活質(zhì)量，從根本上解決皮下注射給藥方式帶來(lái)的不便。

圖2 口服索馬魯肽吸收機(jī)制[95]Figure 2 The absorption mechanism of oral semaglutide[95]

Oramed制藥公司開(kāi)發(fā)的新型蛋白多肽類藥物口服遞送技術(shù)PODTM外部為腸溶膠囊，內(nèi)部含有乙二胺四乙酸（ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA）和膽鹽等吸收促進(jìn)劑，可以通過(guò)打開(kāi)細(xì)胞間緊密連接促進(jìn)藥物在小腸的吸收。此外，膠囊內(nèi)部還含有大豆胰蛋白酶抑制劑和抑肽酶等，保護(hù)藥物不被胃腸道內(nèi)的蛋白酶降解，維持藥物穩(wěn)定性[100]。合肥天麥生物與Oramed公司利用PODTM技術(shù)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的口服胰島素腸溶膠囊ORMD-0801，Ⅱ期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示可有效降低1型糖尿病患者的餐后血糖以及2型糖尿病患者的空腹血糖且安全性良好[101]。2020年，ORMD-0801獲得中國(guó)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（National Medical Products Administration，NMPA）的批準(zhǔn)，進(jìn)入中國(guó)開(kāi)展Ⅲ期臨床試驗(yàn)，給胰島素口服制劑的研究帶來(lái)新的曙光。

盡管在基礎(chǔ)研究中多利用微納米載體克服胃腸道屏障，促進(jìn)蛋白多肽類降糖藥物的口服吸收，以達(dá)到較高的生物利用度，但受限于復(fù)雜的制備工藝以及較高的生產(chǎn)成本，其中僅有少量進(jìn)入臨床研究階段。由美國(guó)Diasome公司研發(fā)的HDV-I，其磷脂雙分子層中含有肝細(xì)胞靶向分子（hepatocytetargeting molecule，HTM）和生物素磷脂酰乙醇胺（biotin-phosphatidylethanolamine，biotin-PE），可模擬生理?xiàng)l件下的門(mén)靜脈胰島素灌注，將胰島素選擇性輸送至肝臟從而重建肝臟對(duì)葡萄糖的代謝調(diào)節(jié)作用，促進(jìn)肝臟對(duì)葡萄糖的攝取、提高肝糖原的儲(chǔ)存并有效降低血糖[102]。臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示口服HDV-I可有效控制1型和2型糖尿病患者的餐后血糖水平，且不引起低血糖等不良反應(yīng)的發(fā)生[103-104]，目前HDV-I正處于Ⅲ期臨床研究階段。

此外，美國(guó)Rani制藥公司設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一種新型給藥系統(tǒng)——RaniPillTM，這是一種微型注射膠囊，表面為腸溶包衣，可以保護(hù)膠囊在胃部不被破壞。在小腸中，由于pH升高，腸溶衣溶解，膠囊內(nèi)部的氣球充氣膨脹并通過(guò)壓力將含有藥物的微針直接推入腸壁，殘余的裝置則在幾天內(nèi)排出體外。Ⅰ期臨床研究顯示，RaniPillTM膠囊在體內(nèi)安全性良好，不會(huì)引起不良反應(yīng)，且不受食物的影響。該膠囊有望突破生物藥口服瓶頸，成為胰島素口服給藥的新載體[105]。表2總結(jié)了絕大部分口服蛋白多肽類降糖藥物制劑的研發(fā)概況。

表2 已上市或處于臨床研究階段的蛋白多肽類降糖藥物口服制劑Table 2 Oral preparations of hypoglycemic proteins and peptides on the market or in clinical research

5 總結(jié)及展望

蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體的設(shè)計(jì)是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。盡管目前相關(guān)研究已有較多報(bào)道，然而這一領(lǐng)域仍面臨著許多挑戰(zhàn)。一方面，基礎(chǔ)研究中多關(guān)注于如何克服胃腸道的生物化學(xué)屏障（如pH、酶等）以及腸上皮細(xì)胞的頂側(cè)膜屏障，并未有效解決載體“入胞容易，出胞困難”這一關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。此外，由于糖尿病患者間存在個(gè)體差異，如何更精準(zhǔn)地調(diào)控藥物釋放，減輕患者的血糖波動(dòng)成為蛋白多肽類降糖藥物口服遞送載體設(shè)計(jì)的更高需求。另一方面，目前臨床上蛋白多肽類降糖藥物口服制劑研發(fā)進(jìn)程緩慢，且多集中于開(kāi)發(fā)安全高效的口服吸收促進(jìn)劑以提高藥物的吸收效率。盡管口服索馬魯肽已成功上市，但其生物利用度仍較低，僅為1% ~ 2%。因此，開(kāi)發(fā)新型制劑技術(shù)顯著提高藥物的口服生物利用度，使其突破給藥方式的限制，更高效地發(fā)揮降糖作用成為蛋白多肽類降糖藥物口服制劑臨床轉(zhuǎn)化的主要目標(biāo)。最后，該領(lǐng)域還存在著基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，產(chǎn)出比低下的問(wèn)題。主要是目前基礎(chǔ)研究中大多利用微納米載體促進(jìn)蛋白多肽類降糖藥物的口服吸收，在小動(dòng)物模型上通?？梢赃_(dá)到較高的口服生物利用度，但是缺少在大動(dòng)物模型如比格犬體內(nèi)的藥效驗(yàn)證，難以評(píng)估其在人體內(nèi)的療效。同時(shí)，受限于復(fù)雜的制備工藝以及較高的生產(chǎn)成本，大部分藥物載體的臨床轉(zhuǎn)化效率較低。因此，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)高效、制備簡(jiǎn)單且質(zhì)量可控的口服藥物載體有助于推動(dòng)其臨床轉(zhuǎn)化進(jìn)程。

綜上，盡管蛋白多肽類降糖藥物的口服遞送面臨著重重困難，但是其對(duì)于糖尿病的臨床治療顯示了重要的意義，有望提高糖尿病患者的用藥依從性，改善生存質(zhì)量。雖然目前大部分的研究仍處于臨床前研究階段，臨床轉(zhuǎn)化效率較低，但是相信隨著載體材料和制劑技術(shù)的不斷發(fā)展、各種新型口服吸收促進(jìn)劑的相繼提出以及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)代的到來(lái)，開(kāi)發(fā)出一系列安全、高效的蛋白多肽類降糖藥物口服制劑將成為可能。