实验室测试表明胰岛素剂量可能更准确

一项新的研究表明，大部分糖尿病患者的胰岛素剂量不太可能像预期的那样起作用。

这一发现为开发全世界数百万人所依赖的更好的胰岛素制剂提供了一种工具。

如果您是全球数百万 1 型糖尿病患者中的一员，您就会知道胰岛素制剂在体内发挥作用的速度和持续时间存在差异。 对于糖尿病患者，这些差异对于有效治疗至关重要。 摄入过少或过多的胰岛素都会导致血糖过低或过高。 这两种情况都可能很危险。

“与我们想象的相比，胰岛素中的单分子数量只有一半。”

胰岛素在体内的吸收受胰岛素分子如何聚集成簇的控制。 虽然单个分子在体内提供快速作用，但六个分子的簇（称为六聚体）是长效的。 几十年来，人们一直假设胰岛素以一定分布的一个、两个或六个分子的分子簇聚集。 药物是根据这个假设设计的。

但在高度先进的单分子显微镜的帮助下，一组研究人员率先证明这一重要观点多年来一直是错误的。

“现在对我们来说很明显，我们把事情弄错了 200%。 与我们想象的相比，胰岛素中的单分子只有一半。 相反，六分子簇的数量比我们假设的要多得多。 这些实验不是在动物身上进行的，而是在显微镜载玻片上进行的，人们应该小心如何解释它们对人类的直接应用，”哥本哈根大学化学系教授 Nikos Hatzakis 说。

“然而，我们的结果可能意味着，当我们相信要给予一定剂量时，这可能意味着胰岛素的行为方式与预期不同，甚至可以开发出更好的胰岛素疗法。”

换句话说，糖尿病患者目前输入体内的大部分胰岛素实际上可能没有像预期的那样被吸收。 虽然研究人员强调这对患者来说并不是完全危险的，但它确实表明开发更精确药物的巨大潜力。

该研究出现在期刊上 通讯生物学.

放大胰岛素

“多年来，胰岛素制剂变得越来越好，很多糖尿病患者都得到了很好的调节。 然而，胰岛素制剂的开发一直基于关于分子如何组装的特定假设。 使用粗略的标准模型，这个过程从未被详细地理解过。 这就是我们能做的，”该研究的另一位主要作者、化学系教授 Knud J. Jensen 说。

“这并不意味着目前的胰岛素药物不好或患者用药不当。 但是我们现在对胰岛素的行为方式以及身体可以作为速效药物使用多少有了基本的了解。 我们现在有了正确的方法来为我们提供准确的数字。 我们希望该行业将使用这个或类似的工具——既可以检查当前的胰岛素制剂，也可以开发新的制剂，”Hatzakis 补充道。

研究结果是通过化学、机器学习、模拟和高级显微镜的组合实现的。 研究人员首先直接观察每个胰岛素分子与其他分子结合形成簇的过程。 这使他们能够看到每个集群形成的速度。 研究人员查看了大约 50,000 个集群。

在开发需要在体内产生短效或长效作用的药物时，了解给定量胰岛素中不同簇的确切分布是至关重要的：

“胰岛素的聚集对于制剂的工作方式非常重要。 因为速效和慢效胰岛素制剂之间的区别取决于分子聚集成簇的速度以及它们分解的速度。 获得高度先进的设备使得深入了解精确浓度变得相对简单和快速，同时，这些知识也相当复杂，“主要作者，Hatzakis 研究小组的博士研究员 Freja Bohr 说。

更好的胰岛素

除了分子簇的不同分布之外，观察还表明，簇的形成是一个比曾经假设的要复杂得多的过程。 这些星团可以以比以前假设的更多不同的间隔增长和收缩。

“目前还不能确切地说出如何，这应该可以扩大准备工作的设计方式。 这可能会导致产生一种具有不同效果的胰岛素，从而减少患者血糖的波动——这仍然是一个重大挑战，”Bohr 说。

Jensen 认为，新知识将能够优化所有类型的新型胰岛素，并为超过 4000 万每天服用胰岛素的儿童和成人带来改变。 糖尿病患者的生活并非一帆风顺：

“我有时会收到父母的询问，询问是否有更好的方法来治疗他们年幼的孩子。 当一个人患有 1 型糖尿病时，他们会在很长一段时间内感觉很糟糕。 除其他外，他们可能会在噩梦中醒来，因血糖浓度过低或过高而感到不适，可能因低血糖而失去知觉，并在以后的生活中遭受眼睛和脚部的间接伤害。 所以，如果可以通过制造更好的胰岛素来改善儿童的生活，那就太棒了！” 詹森说。

资料来源：哥本哈根大学