浙江大學新晉院士最新Nature論文，實現胰島素無創透皮給藥，告別針頭，皮膚涂抹就能降血糖

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

在糖尿病治療領域，每天多次的胰島素注射是無數患者的日常。這不僅帶來身體上的疼痛、帶來低血糖風險，更造成心理負擔，長期困擾著糖尿病臨床治療與患者的生活質量。

能否有一種方法，讓胰島素像護膚品一樣通過皮膚輕松進入體內發揮作用？

近日，浙江大學化學工程與生物工程學院申有青院士、浙江大學生命科學學院周如鴻教授、英國帝國理工學院陳榮軍教授、浙江大學化學工程與生物工程學院相佳佳研究員作為共同通訊作者（韋秋雨、何至、李梓凡、周珠賢為共同第一作者），在國際頂尖學術期刊Nature上發表了題為：A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery 的研究論文。

該研究首次報道了一種皮膚滲透性高分子——聚[2-(N-氧化物-N,N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯]（簡稱為OP），成功實現了胰島素的無創透皮給藥，其與胰島素的鍵合物OP-I在糖尿病動物模型中，只需簡單涂抹，即可透皮進入血液，表現出與皮下注射胰島素相當的降糖療效。

這項研究打破了大分子藥物無法通過完整皮膚進入體內的傳統認知，有望徹底改變糖尿病治療模式，幫助廣大需要長期注射胰島素的患者告別針頭。

皮膚：難以逾越的屏障

為什么透皮遞送胰島素如此困難？我們的皮膚，特別是最外層的角質層，構成了一個幾乎不可逾越的屏障。

角質層由死亡的角質細胞和脂質組成，如同一堵磚墻結構，通常只能允許分子量小于 500 道爾頓的小分子通過。而胰島素分子量高達 5808 道爾頓，是這一限制的 10 倍以上。

現有的透皮遞送技術如化學促滲劑、微針等各有局限：有的效果不佳，有的仍會損傷皮膚。如何在不破壞皮膚屏障的前提下讓大分子藥物通過，一直是科學界的難題。

智能材料：OP 聚合物的巧妙設計

浙江大學團隊設計的 OP 聚合物之所以能突破皮膚屏障，關鍵在于其“智能響應”特性。

OP 是一種聚兩性離子聚合物，能夠根據周圍環境的 pH 值改變自身電荷狀態。在皮膚表面的弱酸性環境（pH≈5）中，OP 被質子化帶正電；而在皮膚深處的中性環境（pH≈7.4）中，它恢復為電中性的兩性離子狀態。

這一特性與皮膚天然的 pH 梯度完美匹配：在皮膚表面，帶正電的 OP 與角質層脂質中的脂肪酸結合，富集在皮膚表面；隨著向皮膚深層滲透，pH 值升高，OP 逐漸變為中性，從脂質中釋放并自由擴散。

研究團隊將胰島素與 OP 聚合物共價連接，制成OP-I鍵合物 。令人驚喜的是，這種連接不僅沒有影響胰島素的生物活性，還賦予了它強大的皮膚滲透能力。

OP-I 的皮膚滲透性

OP-I 在皮膚角質層擴散的分子動力學模擬

效果顯著：動物實驗驗證降糖功效

研究團隊在 1 型糖尿病小鼠和迷你豬模型中進行了嚴格測試，結果令人振奮。

在糖尿病小鼠實驗中，皮膚表面涂抹 OP-I 后 1 小時內血漿胰島素濃度迅速上升，2 小時達到峰值。更重要的是，單次涂抹 OP-I（劑量 116 U/kg）能夠快速將血糖從 400 mg/dL 降至 200 mg/dL 以下，并在 12 小時內維持正常血糖水平。

在更接近人類皮膚的迷你豬模型中，劑量僅為 29 U/kg 的 OP-I 涂抹就能夠在 2 小時內將血糖降至正常范圍，效果持續 12 小時。這證明了該技術在大型動物中的有效性。

外用 OP-I 對糖尿病小鼠和迷你豬模型的降血糖作用

安全可靠：無刺激不損傷皮膚

任何新型給藥技術都必須通過安全性考驗。研究顯示，重復涂抹 OP-I 不會引起皮膚結構改變、炎癥反應或細胞死亡。血液生化指標也在正常范圍內，表明了 OP-I 具有出色的生物相容性。

未來展望：超越胰島素的廣闊應用

這項技術的意義遠不止于胰島素遞送。OP 聚合物作為一種通用的透皮遞送平臺，有望應用于其他大分子藥物，包括蛋白質類藥物（例如單克隆抗體）、多肽類藥物（例如司美格魯肽）以及核酸類藥物（例如 siRNA）。

這意味著未來可能有更多目前只能注射的生物制劑可以通過涂抹方式給藥，極大提高患者依從性和生活質量。

總的來說，這項研究突破了大分子藥物透皮遞送的重大技術瓶頸，為糖尿病患者帶來了無創治療的新希望，有望幫助糖尿病患者告別針頭，通過簡單的皮膚涂抹就能有效控制血糖。這不僅減輕身體痛苦，更是對患者尊嚴和生活質量的巨大提升。這項研究也提示我們，科學進步不僅僅在于為無藥可醫的疾病開發藥物，也在于一點點改變醫療體驗，讓治療變得更加人性化。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09729-x