一款可以根據(jù)人體血糖濃度實時響應釋放藥物的“智能胰島素貼片”

醫(yī)藥科學家顧臻今年40歲，在他目前走過的為數(shù)不多的幾個“十年”中，有兩個“十年”讓他記憶尤為深刻。

一是中小學時代用十年克服了“口吃”；二是近十年研發(fā)了一款可以根據(jù)人體血糖濃度實時響應釋放藥物的“智能胰島素貼片”，這個密布微米級短針、一元硬幣大小、信用卡薄厚、痛感有如蚊子叮咬的貼片或?qū)⑷〈F(xiàn)在的胰島素注射針，顛覆糖尿病傳統(tǒng)治療手段。

雖然是兩種截然不同的經(jīng)歷，但貫穿顧臻這兩個“十年”的關鍵詞都是“永不言棄”，他的故事，或許可以給近期的科技熱詞——“十年磨一劍”精神提供一種注解。

十年致力“智能胰島素貼片”研制

作為浙江大學藥學院的院長，顧臻2020年一入職就受到不少國內(nèi)同行的關注。實際上，他研發(fā)的“智能胰島素貼片”原型在2015年一經(jīng)問世就曾在國際上引發(fā)較大反響，那張密布上百根微米級短針的照片入選了《科學》雜志年度十大圖片，他本人則被《麻省理工科技評論》評為“全球35位35歲以下創(chuàng)新俊杰”之一，并在2016年獲得著名的“斯隆研究獎”。

“智能胰島素貼片”微針陣列局部特寫，曾入選《科學》雜志年度十大圖片

廣泛的關注源于巨大的期待。世界衛(wèi)生組織最近的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球約有超過4.2億的糖尿病患者，且患病率在低收入和中等收入國家上升迅速。顧臻介紹，多數(shù)糖尿病患者需要靠每天注射胰島素進行治療，顧臻的外婆就是其中一位，也因此，他從小就希望破解胰島素給藥的難題：“目前注射胰島素的方式不但令人痛苦，還不能靈活響應人體的需求，用量難以精準匹配，一旦注射過量還可能讓糖尿病患者血糖過低，危及生命?！彼Ｍ軌蜷_發(fā)一種新型的胰島素遞藥系統(tǒng)，提高糖尿病患者的生存質(zhì)量。

“從我開始著手研究智能胰島素貼片到現(xiàn)在，整整十年?！鳖櫿檎f。他本科、碩士畢業(yè)于南京大學化學系及高分子科學與工程系，而后在加州大學洛杉磯分校獲得工學博士學位，博士后獲聘于麻省理工學院化工系，師從著名科學家羅伯特·蘭格教授。

談及“智能胰島素貼片”的設計思路，他說：“注射胰島素的目的是幫助細胞‘吃’葡萄糖，從而促進細胞代謝、使血糖下降。在正常機體內(nèi)，胰腺里專門負責分泌胰島素的β細胞發(fā)揮了重要作用，血糖升高時，分泌胰島素多些，血糖降低時，分泌便會抑制。而智能胰島素貼片的設計思路，就是模擬β細胞的功能，將能響應血糖的胰島素釋放體系與可穿透皮膚的‘微針’貼片結合，幫助胰島素在病患體內(nèi)按需釋放，并通過貼片這種簡易使用形式提升他們的生活質(zhì)量。”

延伸閱讀：《給藥應用的微針專利態(tài)勢分析-2020版》

然而，從基礎研究到應用落地，中間必經(jīng)過漫長而曲折的道路。近十年間，這款備受期待的新型藥劑研發(fā)成果在一步步“進化”。顧臻透露，“智能胰島素貼片”的大型動物試驗效果令人滿意，并且正在向美國FDA（食品藥品監(jiān)督管理局）申請臨床試驗，計劃今年開展人體試驗。而“永不言棄”正是這項研究能夠走到今天的秘訣之一。

科研上的“永不言棄”是從母親那里繼承

“永不言棄”是他從母親那里繼承的“基因”。顧臻說：“我母親剛懷孕時，父親便被查出白血病，當時有人勸她放棄我，或許以后日子能好過些，但她堅持留下我。她說：‘或許以后這個孩子能幫助治療白血病。’”所以父母給他取名“臻”，寓意“達成目標”。顧臻出生不久后父親去世，并且把遺體捐獻給了當?shù)蒯t(yī)學院，用于醫(yī)學研究，顧臻則帶著父母“永不言棄”的希望，走進了醫(yī)藥科學領域。

“母親當年沒有放棄我，這也是一種堅持?！鳖櫿榈目蒲羞h非一帆風順，但每遇坎坷，他都選擇像母親一樣敢于、甘于堅持，明知山有虎，偏向虎山行。他說：“我也一直鼓勵學生盡可能研發(fā)新藥、新劑型，因為‘新’，肯定挑戰(zhàn)大，唯有堅持，方能順達。”

顧臻團隊在2015年首次提出“智能胰島素貼片”的原型時，很多方面并不理想。比如實驗中，20克重的糖尿病小鼠需要用約1平方厘米的貼片來提供胰島素，因此有人質(zhì)疑這種貼片實際上并不可行：用到人身上豈不是要貼滿前胸后背？

但經(jīng)過不斷技術迭代，幾年后的今天情況已經(jīng)大不相同。顧臻介紹，現(xiàn)在只需要把一元硬幣大小的貼片貼在50斤實驗小豬的四肢或背腹部，就能“監(jiān)測”血糖濃度，向機體遞送適量的胰島素。但這還不是終點，他說：“目前是餐前一貼，一天需要貼兩三片，未來將做到幾天貼一片，二三十年后，應該有很多人都能夠使用上這種貼劑?！?/p>

顧臻

很多人懼怕時間的流逝，但對于顧臻來說時間仿佛是最好的伙伴，總是在提供經(jīng)歷的同時賦予他力量。憑借“永不言棄”的信念，他還曾在青少年時期用十年時間治愈了口吃。

他回憶：“10來歲時我突然開始口吃，但越是說不好我越要說?！痹谥袑W語文課的課前輪流演講環(huán)節(jié)，他特意把演講的主題定為“口吃”，“我向大家講述我的感受，告訴老師和同學我愿意努力練習，期待他們多和我交流，課上盡可能叫我回答問題”。到了大學，他終于擺脫了口吃，現(xiàn)在是一名可以站在講臺上侃侃而談的老師，做過200余場學術報告。

顧臻在“堅持”這件事上受益良多，而他母親當年的堅持也沒有落空。除了“智能胰島素貼片”，顧臻也在不斷創(chuàng)新抗癌給藥系統(tǒng)。臨近父親去世40周年，顧臻團隊在《科學進展》雜志上，以封面文章形式報道了團隊通過體外冷凍癌細胞遞送藥物治療白血病的研究成果；2018年，其團隊在《自然·生物醫(yī)學工程》上報道了用造血干細胞和血小板聯(lián)合遞送抗癌藥物治療白血病的創(chuàng)新研究。剛來浙大，他的團隊便與浙大附屬第一醫(yī)院的血液科展開了積極合作。

特別值得一提的是，作為一名醫(yī)藥科學領域的科學家，顧臻在做基礎研究創(chuàng)新的同時主動拉長戰(zhàn)線，積極推進科研成果轉(zhuǎn)化落地。他介紹，在北卡羅萊納大學教堂山分校及北卡州立大學聯(lián)合生物醫(yī)學工程系工作時，曾領導藥劑工程學科創(chuàng)建了“創(chuàng)新轉(zhuǎn)化學位”，并為這個學位融合了醫(yī)學院、藥學院、工學院、商學院、管理學院等多個學院的課程。來到浙江大學，顧臻一直強調(diào)三件事：學科交叉，努力發(fā)展“新藥學”；醫(yī)藥聯(lián)動，圍繞“臨床需求”，緊密與醫(yī)學院和附屬醫(yī)院互動；服務地方與企業(yè)，協(xié)同提升創(chuàng)新及轉(zhuǎn)化能力，他希望通過這些舉措讓醫(yī)藥創(chuàng)新盡快“浮出紙面”。

顧臻告訴記者，他很喜歡其家鄉(xiāng)南通愛國實業(yè)家張謇的話：“天之生人也，與草木無異。若遺留一二有用事業(yè)，與草木同生，即不與草木同腐朽?！彼Ｍ约旱娜松材軌蜃鲆恍┎煌氖虑?，“我們最好能真切地看到科學挽救生命，改善病患的生活，這是生物醫(yī)藥研發(fā)的初心”。

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