《科學》子刊:給小腸塗層「膠水」,能讓減肥更容易?

2020-12-18 騰訊網

▎藥明康德內容團隊編輯

小腸是從食物中吸收各種營養成分的主力場所，口服的藥物也有很多依賴小腸才能起到治療作用。

為了控制小腸更好地吸收我們想讓它吸收的營養或藥物，減少我們不太想吸收的物質（比如減肥大敵——食物中過多的糖分），最近麻省理工學院（MIT）和布萊根婦女醫院（Brigham and Women’s Hospital）的研究者開發了一種溶液，能在小腸內壁形成一層「膠水」，在長達一天的時間內，持續將其中攜帶的藥物或酶輸送給腸道。

▲左邊是沒有塗層的豬腸道組織，右邊是有塗層的豬腸道（圖片來源：參考資料[3]；Credit：Junwei Li, MIT）

目前，研究人員已在多種動物和人體組織上進行了概念驗證，相關結果近日發表在《科學》子刊Science Translational Medicine上。

研究人員開發的這種「膠水」名為合成胃腸上皮黏膜（gastrointestinal synthetic epithelial lining，GSEL）系統。這一系統受到兩種自然造物的啟發：首先，小腸中存在的一種酶會分解過氧化氫，釋放出氧氣；其次，貽貝有一種特殊能力，能分泌物質把自己牢牢粘在溼滑的海邊礁石上。

把這兩個概念結合在一起，Giovanni Traverso教授領銜的科研團隊設計出了GSEL。這種材料到達小腸後，遇到分解過氧化氫的酶釋放出氧氣，而氧氣泡則會把多巴胺分子結合在一起，產生聚多巴胺（polydopamine），類似於貽貝的膠水，粘附在小腸內壁形成塗層。

「人們很難想到可以在體內製造一種聚合物，用的是你自己的酶，或者你自己的分子化合物比如多巴胺。」研究第一作者Junwei Li博士說。

▲GSEL在小腸中形成「膠水」的示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

研究團隊以豬為動物模型測試了GSEL系統的多種應用。例如，用它來治療乳糖不耐。在把乳糖酶補充進GSEL後，乳糖消化增加了20倍。

他們還設法將一種特定的納米顆粒混合到GSEL裡，以便減少腸道對葡萄糖的攝取，同樣取得了積極效果。在實驗室的人類小腸組織中的測試結果與豬模型中結果一致。研究人員認為，這種方式將來或可進一步應用於2型糖尿病和肥胖。

研究團隊也探索了GSEL的藥物遞送潛力。他們把吡喹酮（praziquantel，一種抗血吸蟲病藥物）添加在該系統中。這類藥物一般每日需給藥3次，但GSEL塗層極大地延長了藥物在腸道的滯留時間，讓腸道緩慢而持續地吸收藥物，因此可以減少給藥次數。

▲在豬模型中展示了GSEL的多種應用場景（圖片來源：參考資料[1]）

這種合成黏膜大約能在小腸中黏附24小時，隨後會被自然過程洗掉並排出體外。這意味著通過這種腸壁膠水來遞送藥物大約只需要每天服用一次。Traverso教授還提到，令人欣慰的是，目前沒有明顯的不良反應。

研究團隊僅用內窺鏡測試了將GSEL系統直接注射入小腸，但目標是研發出方便攝入的膠囊、藥片或凝膠劑形式。

▲第一作者Junwei Li博士（圖片來源：參考資料[3]；Credit：MelanieGonick, MIT）

研究團隊正在臨床前研究中繼續評估其安全性。「安全是我們的工作重點，」Traverso教授說，「目前來看這一系統有望幫助多種疾病的患者，但在應用於人類之前，我們還需要充分驗證其長期使用的安全性和效果。」將來，他們希望這種方法能夠用於治療消化道疾病，或者幫助人體吸收藥物——只需一口喝下。

題圖來源：123RF

參考資料

[1] Junwei Li et al., (2020) Gastrointestinal synthetic epithelial linings. Science Translational Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.abc0441

[2] Gastrointestinal innovation holds potential for treating variety of conditions. Retrieved Aug. 31, 2020 from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-08/bawh-gih082620.php

[3] Scientists create a synthetic lining for the intestine to make delivering drugs easier. https://www.statnews.com/2020/08/26/small-intestine-lining-gsel-traverso/

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