东方时讯网麻省理工学院的工程师与布莱根妇女医院和诺和诺德的科学家合作，正在开发一种药物胶囊技术，可以口服单克隆抗体或其他通常需要注射的基于蛋白质的药物，用于治疗以下疾病：癌症、类风湿性关节炎、克罗恩病。这项新技术是一种自注射胶囊，称为液体注射自定向毫米级施药器(L-SOMA)，将其吞服，然后有效地将液体药物直接注射到胃壁中。在大型动物临床前模型中，研究人员使用该技术提供四种常用注射药物，包括单克隆抗体。
诺和诺德公司副总裁UlrikRahbek表示：“虽然现在还处于早期阶段，但我们相信该设备有潜力改变一系列治疗领域的治疗方案。”他与KarlvanTassel职业生涯的GiovanniTraverso博士一起麻省理工学院机械工程开发助理教授和布莱根妇女医院胃肠病学家，是该团队在《自然生物技术》上发表论文的共同高级作者。“这种方法的持续研究和开发意味着目前只能通过肠胃外注射(非口服途径)给药的几种药物将来可能会口服给药。我们的目标是尽快将该设备投入临床试验。”Rahbek指出。
题为“使用胃自动注射器口服输送全身单克隆抗体、肽和小分子”的论文描述了新的L-SOMA技术。
虽然口服给药是患者服药的一种简单、无创的方式，但大多数大蛋白药物不能口服，因为消化道中的酶会在吸收之前将其分解。作者指出，这意味着单克隆抗体疗法和其他生物药物通常必须注射，这不太方便。“口服给药提供了一种简单且无创的药物输送方法。然而，由于胃肠道吸收不良和酶促降解迅速，必须通过胃肠外注射多种分子才能达到所需的剂量和药代动力学……基于注射的给药方法通常会导致医疗保健专业人员推迟开始用药，转而采用较少剂量的药物。有效的口服药物。”而患者本身一般更喜欢吃药，
尽管口服生物药物的新技术正在开发中，但它们有其局限性，这意味着它们不能用于一些广泛使用的生物制剂，例如餐前胰岛素。特拉维索说：“我们今天认识到，药丸是首选的给药途径，不仅对患者来说，而且对医疗保健提供者来说也是如此。”“如果我们能让患者更容易服药，那么他们就更有可能服药，医疗保健提供者也更有可能采用已知有效的疗法……我们的团队专注于开发系统，使患者更容易接受药物治疗。”
Traverso和同事一直在研究口服生物药物的不同策略。2019年，他们开发了一种胶囊，可用于注射多达300微克的胰岛素。该药丸大约有蓝莓大小，有一个高而陡的圆顶，其灵感来自于豹龟。正如乌龟翻滚后能够自行恢复原状一样，胶囊也能自行调整方向，以便将针头注射到胃壁内。在最初的版本中，针尖是由压缩胰岛素制成的，注射到胃壁后会溶解在组织中。
《自然生物技术》报告中描述的新L-SOMS技术保持相同的形状，使胶囊在到达胃后能够正确定向。然而，研究人员重新设计了胶囊内部，使其可以用于输送液体药物，并且剂量更大——高达4毫克。这与他们的原始版本SOMA形成鲜明对比，SOMA注射固体药物，但不适用于液体药物。
L-SOMA技术将允许输送需要更快吸收的液体药物，或者难以配制为固体的液体药物。以液体形式输送药物还可以帮助它们更快地到达血液，这对于胰岛素和肾上腺素等用于治疗过敏反应的药物来说是必需的。
特拉弗索表示，研究人员设计的设备是针对胃部，而不是消化道的后期部分，因为吞咽后东西到达胃部所需的时间因人而异。此外，胃壁厚且肌肉发达，使得注射药物成为可能，同时减轻有害的副作用。
“我们认识到液体注射剂有可能很容易地分布在胃粘膜下层平面内，从而比固体剂型能够容纳更大的剂量，”作者评论道。“此外，与固体剂量颗粒相比，制剂与组织之间相互作用的表面积增加，可以加速药物的药代动力学和药效学。此外，通过针对胃而不是小肠，胶囊避免了胃排空所需的1-4小时。”
新的输送胶囊充满了液体，还包含注射针和有助于将液体推出胶囊的柱塞。针头和柱塞均由固体糖制成的颗粒固定到位。当胶囊进入胃时，潮湿的环境导致颗粒溶解，将针头推入胃内壁，同时柱塞将液体推过针头。当胶囊排空时，第二个柱塞将针头拉回到胶囊中，以便它可以安全地通过消化道排出体外。
为了评估该药丸的功效，研究人员在猪身上测试了L-SOMA装置，给每只猪注射四种治疗方法中的一种，包括胰岛素、肾上腺素、阿达木单抗(一种用于治疗类风湿性关节炎、克罗恩病和其他自身免疫性疾病的单克隆抗体)和索马鲁肽样GLP-1类似物(一种抗糖尿病药物)。然后，他们从每只动物身上采集了血液样本，发现L-SOMA药丸的药物释放水平与注射药物相当。“口服单克隆抗体的递送是我们在药物递送科学领域面临的最大挑战之一，”Traverso说。“从工程角度来看，提供显着水平的单克隆抗体的能力确实改变了我们开始思考这些条件管理的方式。”
他们还发现，重复使用L-SOMA和胰岛素进行治疗会产生相同的结果，这表明使用L-SOMA进行多次后续剂量可能是有效的。“该药丸在给药后30分钟内即可达到与标准护理皮下注射相似的最大药物血浆浓度，并在数小时内提供高达80%的计算绝对生物利用度，”该团队继续说道。他们还没有发现注射后胃壁有任何损伤的迹象，注射渗透到组织中约4.5毫米。
麻省理工学院的团队目前正在与诺和诺德合作进一步开发该系统。研究人员承认，为了进行人体测试，需要进行重大的临床开发来评估安全性和有效性。尽管如此，他们得出的结论是，“这些在清醒动物模型中进行的多日给药实验和口服给药支持了该系统的转化潜力……在这里，我们表明L-SOMA可以携带和递送各种分子量的药物通过口服胶囊。这样做可以为仅限于注射剂的药物提供一种侵入性较小的给药途径。”
研究人员预计，在未来，患者可能能够口服多种曾经只能通过针头获得的药物。此外，由于L-SOMA的可注射性质，科学家认为它有潜力注射疫苗，包括COVID-19疫苗以及其他疫苗。
Traverso和他的合作者继续探索该设备的可能性。“通过基础工程的应用，我们可以口服的药物类型正在发生变化，”特拉维索说。“它改变了我们对管理不同条件的看法。这项技术进步可适用于需要定期给药的慢性疾病或间歇性的系统。如果可以口服给药，则注射药物的大规模给药也会变得更加容易。”