浙江大学新晋院士最新Nature论文，实现胰岛素无创透皮给药，告别针头，皮肤涂抹就能降血糖

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

在糖尿病治疗领域，每天多次的胰岛素注射是无数患者的日常。这不仅带来身体上的疼痛、带来低血糖风险，更造成心理负担，长期困扰着糖尿病临床治疗与患者的生活质量。

能否有一种方法，让胰岛素像护肤品一样通过皮肤轻松进入体内发挥作用？

近日，浙江大学化学工程与生物工程学院申有青院士、浙江大学生命科学学院周如鸿教授、英国帝国理工学院陈荣军教授、浙江大学化学工程与生物工程学院相佳佳研究员作为共同通讯作者（韦秋雨、何至、李梓凡、周珠贤为共同第一作者），在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery 的研究论文。

该研究首次报道了一种皮肤渗透性高分子——聚[2-(N-氧化物-N,N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯]（简称为OP），成功实现了胰岛素的无创透皮给药，其与胰岛素的键合物OP-I在糖尿病动物模型中，只需简单涂抹，即可透皮进入血液，表现出与皮下注射胰岛素相当的降糖疗效。

这项研究打破了大分子药物无法通过完整皮肤进入体内的传统认知，有望彻底改变糖尿病治疗模式，帮助广大需要长期注射胰岛素的患者告别针头。

皮肤：难以逾越的屏障

为什么透皮递送胰岛素如此困难？我们的皮肤，特别是最外层的角质层，构成了一个几乎不可逾越的屏障。

角质层由死亡的角质细胞和脂质组成，如同一堵砖墙结构，通常只能允许分子量小于 500 道尔顿的小分子通过。而胰岛素分子量高达 5808 道尔顿，是这一限制的 10 倍以上。

现有的透皮递送技术如化学促渗剂、微针等各有局限：有的效果不佳，有的仍会损伤皮肤。如何在不破坏皮肤屏障的前提下让大分子药物通过，一直是科学界的难题。

智能材料：OP 聚合物的巧妙设计

浙江大学团队设计的 OP 聚合物之所以能突破皮肤屏障，关键在于其“智能响应”特性。

OP 是一种聚两性离子聚合物，能够根据周围环境的 pH 值改变自身电荷状态。在皮肤表面的弱酸性环境（pH≈5）中，OP 被质子化带正电；而在皮肤深处的中性环境（pH≈7.4）中，它恢复为电中性的两性离子状态。

这一特性与皮肤天然的 pH 梯度完美匹配：在皮肤表面，带正电的 OP 与角质层脂质中的脂肪酸结合，富集在皮肤表面；随着向皮肤深层渗透，pH 值升高，OP 逐渐变为中性，从脂质中释放并自由扩散。

研究团队将胰岛素与 OP 聚合物共价连接，制成OP-I键合物 。令人惊喜的是，这种连接不仅没有影响胰岛素的生物活性，还赋予了它强大的皮肤渗透能力。

OP-I 的皮肤渗透性

OP-I 在皮肤角质层扩散的分子动力学模拟

效果显著：动物实验验证降糖功效

研究团队在 1 型糖尿病小鼠和迷你猪模型中进行了严格测试，结果令人振奋。

在糖尿病小鼠实验中，皮肤表面涂抹 OP-I 后 1 小时内血浆胰岛素浓度迅速上升，2 小时达到峰值。更重要的是，单次涂抹 OP-I（剂量 116 U/kg）能够快速将血糖从 400 mg/dL 降至 200 mg/dL 以下，并在 12 小时内维持正常血糖水平。

在更接近人类皮肤的迷你猪模型中，剂量仅为 29 U/kg 的 OP-I 涂抹就能够在 2 小时内将血糖降至正常范围，效果持续 12 小时。这证明了该技术在大型动物中的有效性。

外用 OP-I 对糖尿病小鼠和迷你猪模型的降血糖作用

安全可靠：无刺激不损伤皮肤

任何新型给药技术都必须通过安全性考验。研究显示，重复涂抹 OP-I 不会引起皮肤结构改变、炎症反应或细胞死亡。血液生化指标也在正常范围内，表明了 OP-I 具有出色的生物相容性。

未来展望：超越胰岛素的广阔应用

这项技术的意义远不止于胰岛素递送。OP 聚合物作为一种通用的透皮递送平台，有望应用于其他大分子药物，包括蛋白质类药物（例如单克隆抗体）、多肽类药物（例如司美格鲁肽）以及核酸类药物（例如 siRNA）。

这意味着未来可能有更多目前只能注射的生物制剂可以通过涂抹方式给药，极大提高患者依从性和生活质量。

总的来说，这项研究突破了大分子药物透皮递送的重大技术瓶颈，为糖尿病患者带来了无创治疗的新希望，有望帮助糖尿病患者告别针头，通过简单的皮肤涂抹就能有效控制血糖。这不仅减轻身体痛苦，更是对患者尊严和生活质量的巨大提升。这项研究也提示我们，科学进步不仅仅在于为无药可医的疾病开发药物，也在于一点点改变医疗体验，让治疗变得更加人性化。

论文链接：

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