随着生物技术的发展，大分子药物，例如多肽、蛋白质以及核酸，正逐渐获得广泛的临床应用。与小分子药物相比，这些生物大分子具有更加出色的靶向性和疗效，其适应症涵盖了心血管疾病、糖尿病、癌症等多种威胁人类健康的疾病。然而，生物大分子药物在胃肠道内易被降解，并且由于其较高的分子量，阻碍了有效的口服吸收。尽管学术界在过去数十年中已经投入大量的研究资源发展新型递送技术，但目前罕有口服多肽类药物能够获得FDA批准。以2020年FDA批准的司美格鲁肽口服剂型Rybelsus为例，即使在添加大量吸收促进剂分子后，其生物利用度仍低于1%。针对这一问题，近年来有多项研究试图开发能够将药物直接注射进入胃肠粘膜的装置，但这些技术的稳定性和安全性仍有待进一步评估。

近期，南方科技大学的罗智教授团队在《Science Translational Medicine》杂志上发表了一篇名为“Boosting systemic absorption of peptides with a bioinspired buccal-stretching patch”的论文。这一研究的灵感来自于章鱼吸盘的独特结构和高效的吸附性质。团队利用3D打印技术设计了一种非侵入性口腔药物递送装置。这一技术通过模仿章鱼吸盘的三维结构和肌肉排列，实现了对口腔粘膜温和而有效的粘附与拉伸。这种机械力的作用能够可逆地扰乱上皮细胞结构，破坏其脂质屏障，从而实现了多肽分子的高效扩散。同时，该递送装置可装载各种类型的辅料分子，包括吸收促进剂、缓释剂等，实现多肽药物的可控释放。因此，该制剂方法通过机械拉伸和化学吸收促进剂的协同作用，能够高效地将药物扩散到高度血管化的粘膜组织中，促进其进入全身循环。

图1. 仿生章鱼吸盘通过口腔黏膜的机械拉伸来递送大分子药物。

文章要点

1. 显著生物利用度提升：在大型动物模型（比格犬）体内进行的实验研究中（图2），该仿生吸盘贴片相较于商业化的片剂形式，实现了对去氨加压素（其口服生物利用度仅为0.1%）这一多肽药物生物利用度两个数量级的显著提升。对于司美格鲁肽，该制剂表现出与FDA批准Rybelsus片剂相近的生物利用度。

2. 临床转化潜力：作为一项全新的口腔多肽药物制剂，本工作已申请了PCT专利。该制剂是一种无创的给药技术，且工艺简单、高度灵活，适用于各类不同大分子药物的递送。通过40名健康参与者的人体实验，该工作证实了新剂型在人群中的高接受度，具有较高临床转化的可能性。

图2. 吸盘药物制剂的大动物实验显示对多肽药物生物利用度两个数量级的提升。

本研究为解决大分子药物口服吸收的挑战提供了一种新颖而实用的方法。研究所展示的机械拉伸和化学吸收促进剂的协同作用，是口服大分子药物递送的全新机理。这种递送方式有望成为各类不同生物大分子药物制剂的平台技术，为患者提供更加方便和有效的治疗选项。

文章信息：

Zhi Luo et al., Boosting systemic absorption of peptides with a bioinspired buccal-stretching patch. Sci. Transl. Med.15, eabq1887(2023). DOI:10.1126/scitranslmed.abq1887

作者介绍

罗智研究员，先后取得清华大学学士，瑞士洛桑联邦理工优等博士学位(Distinction)，并于苏黎世联邦理工药学系完成博士后研究 (ETH Fellow)。主要研究方向为生物材料开发与表征，致力于将中子散射等大科学装置技术应用于新材料与新药开发领域。近五年发表学术论文20余篇，包括Sci. Transl. Med., PNAS, Nat. Commun., Adv. Drug Deliv. Rev., Angew. Chem. Int. Ed., Acc. Chem. Res.等国际顶级期刊。课题组长期招聘高分子化学、药学等相关领域的优秀博士后、博士生，欢迎邮件申请 (luoz@sustech.edu.cn)。