生物行移动版

几十年来，科学家们一直致力于复制胰腺β细胞的功能，这些微小的胰岛素生产细胞在糖尿病患者中无法正常工作。传统的胰岛素注射不仅痛苦，而且难以精确控制血糖，而β细胞移植则面临免疫排斥和副作用的风险。如今，美国北卡罗来纳大学教堂山分校和北卡罗来纳州立大学的研究团队开发出一种创新的解决方案：一种装载活体β细胞的智能贴片，能够根据血糖水平自动分泌适量胰岛素，有效避免低血糖风险。

这项研究基于该团队此前在《PNAS》上发表的“智能胰岛素贴片”技术。两种贴片均为硬币大小的薄聚合物方块，表面布满微小的针头。不同的是，新贴片将活的β细胞封装在微针中，而非人工胰岛素泡沫。β细胞通常位于胰腺，负责生产、储存和释放胰岛素以调节血糖。在糖尿病患者中，这些细胞受损或功能不足，导致血糖失控。全球超过3.87亿人受糖尿病影响，预计到2030年将增至5亿。1型和晚期2型糖尿病患者需频繁监测血糖并注射胰岛素，过程痛苦且不精确，错误剂量可能导致失明、截肢甚至死亡。

自20世纪70年代以来，研究人员尝试移植胰岛素生成细胞作为替代疗法。1990年首例成功移植后，数百名患者接受了手术，但仅少数达到正常血糖水平，多数出现排斥反应。免疫抑制药物也干扰了β细胞功能。近期，科学家尝试将β细胞封装在生物相容性聚合物中植入体内。顾臻博士团队则另辟蹊径，设计了一种设备，使β细胞远离患者免疫系统。第一作者Yanqi Ye利用化妆品和诊断中发现的天然材料构建了“智能细胞贴片”。她将培养基和数千个封装在藻酸盐微囊中的β细胞注入微针（每根约睫毛大小），贴片贴于皮肤时，微针刺入毛细血管，建立内部环境与外部细胞的连接。Ye还制备了“葡萄糖信号放大器”——合成纳米囊泡，内含三种化学物质，确保β细胞能感知血糖升高并作出反应。

在1型糖尿病小鼠模型中，贴片使血糖迅速降至正常水平。为评估是否会导致低血糖，研究人员给小鼠再次施用贴片，结果治疗时间延长至20小时，且未出现危险的低血糖。该研究发表在《Advanced Materials》上。资深作者顾臻教授表示：“这项研究为排斥问题提供了潜在解决方案，并建立了身体生理信号与治疗性细胞之间的桥梁。”共同作者John Buse博士补充道：“智能胰岛素方法有望让糖尿病患者从持续的自我照顾中暂时解脱，获得迫切需要的休息。”尽管贴片在成为临床可行方案前还需进一步修改、预临床和临床试验，但研究已为更安全、更便捷的糖尿病治疗提供了原则性证明。