近日，南方科技大学生物医学工程系副教授罗智课题组在Science Translational Medicine期刊上发表了题为“Boosting systemic absorption of peptides with a bioinspired buccal-stretching patch”的研究文章。该研究受到章鱼触手吸盘结构的启发，开发了一种创新的口腔贴片技术，该研究目前已进入临床转化阶段，有望重新定义大分子药物剂型，进而在医药研发领域产生深远的影响。
近年来，越来越多的新型药物被开发用于疑难杂症的治疗，例如多肽、mRNA、单克隆抗体等。这些生物大分子药物在糖尿病、心血管疾病、癌症、病毒感染等疾病的治疗中发挥着越来越重要的作用。然而，多肽与蛋白质等药物的口服递送面临着多重挑战，例如，药物在消化道的不稳定性、低生物利用度以及肝脏首过效应等。这些挑战不仅限制了大分子药物在临床应用中的有效性，还因其复杂和不便的给药方式（如皮下注射）影响了患者的依从性和生活质量。因此，开发针对多肽药物的新型口服递送系统具有至关重要的意义。
如下图所示，该技术通过机械拉伸口腔黏膜并结合渗透增强剂，能够显著促进药物的跨膜吸收。这一设计模仿了章鱼吸盘的肌肉排列，实现了稳定而高效的粘附，能以大约100千帕的力量拉伸软组织，从而改变黏膜的细胞结构和脂质屏障，促进药物的扩散。贴片内还可以装载各种辅助剂，包括渗透增强剂、缓释剂等，实现药物的可控释放。这种机械和化学的协同作用，是一类全新的药物递送机理，能够大幅度提高大分子药物的生物利用度。
图1. 一种仿生章鱼吸盘通过口腔黏膜的机械变形来输送大分子药物的生物吸力贴片
经过一系列严格的实验验证，包括在比格犬和40名健康人体试验参与者的临床前研究，该工作证实了这种基于吸盘的贴片在提升药物生物利用度方面具有显著效果。例如，使用该贴片递送的去氨加压素（Desmopressin）的生物利用度从0.12%提升到了16.4%。近两个数量级的突破性提升在药物递送研究中具有里程碑意义。更进一步，在人体试验中（图2），大多数参与者表示，与传统的注射方式相比，他们更倾向于使用这种贴片作为常规和周期性的给药方法。
图2. 人体实验证实新剂型的安全性及高接受度
在临床实验中，研究团队发现以下优势，首先，这种贴片技术有潜力在治疗糖尿病、肥胖症以及其他需要依赖注射递送的疾病中找到广泛应用。由于其非侵入性特点，这种给药方式可以提高患者的治疗依从性，从而带来更为有效的治疗结果。其次，这种新型递送系统的开发还可以促进与之相关的药物研发，推动制药工艺的创新和优化，加强对创新药的专利保护。因此，该研究不仅在科学上具有突破性，也为未来医药研究和临床应用提供了新的方向和可能性。
罗智为论文第一作者及通讯作者，南科大为论文第一单位。合作单位苏黎世联邦理工大学教授Jean-Christophe Leroux为论文共同通讯作者。本工作得到了科技部国家重点研发计划、广东省生物材料重点实验室等项目的支持。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abq1887
