治愈糖尿病的希望?全新设计药物降血糖、降体重、增肌肉

生物医学
治愈糖尿病的希望?全新设计药物降血糖、降体重、增肌肉
麻省理工科技评论 2019-09-26

2019-09-26

澳大利亚莫纳什大学的 Mark Febbraio 团队创造出了一种新的设计分子——IC7Fc,利用肥胖小鼠进行的测试显示,IC7Fc 可以降低血糖水平,防止脂肪在肝脏中堆积。
糖尿病 技术 生物 医疗
澳大利亚莫纳什大学的 Mark Febbraio 团队创造出了一种新的设计分子——IC7Fc,利用肥胖小鼠进行的测试显示,IC7Fc 可以降低血糖水平,防止脂肪在肝脏中堆积。

据估计,目前全球约有 3.7 亿人患有 2 型糖尿病,预计这个数字到 2030 年还将翻倍。虽然 2 型糖尿病可以通过药物控制,但是目前仍没有疗法可以停止或逆转疾病进展。

根据 Nature 今日发表的一项研究,来自澳大利亚莫纳什大学的 Mark Febbraio 团队通过将两种不同人类信号蛋白的一部分结合在一起,创造出了一种新的设计分子(designer molecule)——IC7Fc。

利用肥胖小鼠进行的测试显示,IC7Fc 可以降低血糖水平,防止脂肪在肝脏中堆积。被试小鼠进食减少,体重下降,但同时肌肉质量得到维持或有所增加。

治愈糖尿病的希望?全新设计药物降血糖、降体重、增肌肉

(来源:Nature)

而且据论文报告,IC7Fc 在小鼠和非人类灵长类动物体内均未表现出明显的副作用。研究人员认为,IC7Fc 不仅有望作为一种用于治疗 2 型糖尿病的潜在新药,而且还有可能可以治疗除了 2 型糖尿病之外的其它各种疾病,如肌萎缩。

有鉴于此,研究团队目前正在计划推进开展I期人体临床试验。

治疗糖尿病的设计药物

糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病,作为慢性病的代表, 正给全球卫生健康事业带来严峻挑战和沉重负担。从发病机制来说糖尿病可以分为 2 种,1 型糖尿病和 2 型糖尿病。

1 型糖尿病往往由先天因素造成,患者不能正常分泌胰岛素,必须要通过注射补充;而 2 型糖尿病则主要是由于患者对胰岛素产生抵抗,胰岛素不能在体内发挥降低血糖的正常作用。

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(来源:pixabay)

糖尿病并不是致命的,致命的是高血糖引起的并发症。据世界卫生组织统计,高血糖能导致 100 多种并发症。目前的临床数据显示,糖尿病死亡者有一半以上是心脑血管疾病所致,10% 是肾病变所致。发病后 10 年左右,30%~40% 的患者都至少会发生一种并发症,且并发症一旦产生,药物治疗很难逆转。

对于糖尿病患者而言,虽然目前有很多成熟的药物使用,但仍有相当大的需求未得到满足,无数患者仍在等待一种能够阻止或逆转疾病进展的药物。

例如,“神药”二甲双胍被广泛用于降低血糖,但它通常不会减轻体重,一些人也会因为腹泻和胀气等副作用而停止服用它。

而在最新的这项研究中,澳大利亚莫纳什大学的 Mark Febbraio 和他的同事,开发出一种基于信号蛋白的替代药物。它们与一种叫做 gp13 的受体结合,这种受体存在于我们身体的许多细胞中,已知对新陈代谢有有益的影响。

为了研制出这种药物,研究小组将两种不同的人类信号蛋白,白细胞介素-6(IL-6)和睫状神经营养因子(CNTF)的部分特点结合起来,并进行各种其它的调整,创造出一种名为 IC7Fc 的新设计分子。以往的证据表明,IL-6 和 CNTF 可以改善胰岛素抗性,调节食物摄入和体重。

当他们把这种新的蛋白质注射到肥胖小鼠体内时,发现能够产生多种有益的效果,包括降低血糖水平。

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图 | IC7Fc的诸多健康益处(来源:Nature)

被试小鼠进食减少,体重下降,骨密度增加,同时肌肉质量得到维持或有所增加。研究人员进一步分析发现,受试动物体重下降是由于脂肪减少,而肌肉质量没有下降。相比之下,肥胖小鼠在没有摄入 IC7Fc 的情况下,如果仅仅让其吃得更少,会导致肌肉和脂肪都下降。

而事实上,对于人类来说,减肥其实足以帮助恢复正常的血糖水平。研究人员发现,这种药物还能防止肝脏中的脂肪堆积,初步的猴子实验支持了这一发现。

研究人员表示,目前还没有一种药物对健康和新陈代谢有如此多的益处,如果它对人体有效,将会尤其对老年人产生巨大帮助,因为它对肌肉和骨骼都有有益影响。此外,IC7Fc 在小鼠和非人类灵长类动物体内均未表现出明显的副作用。

由于这种药物含有一种蛋白质,所以如果成药,则必须注射而不能口服,不过相比胰岛素注射,这种药物每周只需要注射一针。目前,研究团队正在为接下来的人体临床试验筹集资金。

千年糖尿病,仍无法治愈

人类关于糖尿病的最早记载,始于公元前 1500 年的古埃及。之后的三千多年历史里,糖尿病都被视为是一种可怕的绝症。直到一百多年前,伴随着整个现代科学的发展,人们对于胰腺这个器官有了更加全面的认识,尤其是胰岛素的发现和商业化,使得人们对于糖尿病这个古老的绝症,有了暂时的应对之策。

1921 年,加拿大医学家弗雷德里克·班廷(Frederick Grant Banting)对于胰岛素的发现和使用,绝对是糖尿病历史上的里程碑事件。班廷因此直接获得了 1923 年的诺贝尔生理学或医学奖,从发现胰岛素治疗到获奖只经过了 2 年的时间,这在诺贝尔奖历史上也是最快的一次。

之后的时间里,科学家们又将糖尿病细分为 1 型糖尿病、2 型糖尿病、妊娠期糖尿病等,胰高血糖素、肠泌素等相关激素被发现,二甲双胍、利拉鲁肽等各种降糖药也相继问世。

然而,时至今日,糖尿病究竟为什么会发生,仍然没人能给出一个准确的答案。目前所有的治疗手段包括频繁的胰岛素注射和各类降糖类药物,仍是只能短暂缓解症状,不能彻底根治糖尿病。

可怕的是,自 1980 年以来,糖尿病发病率在全球呈高速增长趋势。根据世界卫生组织首份《全球糖尿病报告》显示,截至 2014 年,全球成人糖尿病患者数量高达 4.22 亿,而 1980 年时这一数字还只有 1.08 亿人。

更可怕的是,由绝症变成慢性病的糖尿病,竟然还有着巨大的杀伤力。根据世卫组织统计,仅 2012 年一年,糖尿病就直接导致全球 150 万人死亡。另外,因血糖超标而导致的心血管病和其它疾病死亡人数,也高达 220 万。

根据国际糖尿病联盟(IDF)公布的最新数据显示,全球糖尿病在 20 岁-79 岁成人中的患病率为 8.3%,其中 80% 在中等和低收入国家,尤其是中国。

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图 | 糖尿病患者世界分布概览(来源:IDF 全球糖尿病概览第 7 版)

根据最新的《中国成人糖尿病流行与控制现状》调查研究显示,中国成人糖尿病患病率已高达 11.6%,糖尿病前期的患病率更是达到了惊人的 50.1%。可以说,糖尿病已经成为我国最为重要和棘手的公共卫生问题之一。然而在中国,糖尿病患者知晓率仅为 30.1%,也就是说,在 1.14 亿糖尿病患者中,有约 8 千万人不知情。未被发现的问题,往往潜藏着更大的危机。

而为了激励人们寻找能够治愈糖尿病的药物,1989 年 7 月 7 日,英国女王伊丽莎⽩点燃了位于加拿大安大略省伦敦镇班廷广场的希望⽕炬(Flame of Hope)。按照规定,这束火炬将一直燃烧,直到人类最终发现治愈糖尿病的方法,并由这一方法的发明者亲手熄灭。

希望⽕炬是对发现了胰岛素的加拿大医生弗雷德里克•班廷(Frederick Grant Banting)的纪念,也是对我们的一种提醒,提醒我们如今还有无数患者饱受糖尿病的折磨,提醒我们在最终战胜糖尿病的道路上,还有很多很多的工作要去做。

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