北京
*仅供医学专业人士阅读参考
在全球范围内，2型糖尿病与肥胖症常常紧密伴发，科学界将其统称为糖尿病肥胖症（Diabesity），这两者相互促进、形成恶性循环，目前已波及全球超过25亿人口，每年造成近3万亿美元的庞大医疗负担。
长期以来，临床上对糖尿病肥胖症的干预高度依赖终身药物治疗。虽然近年来GLP-1/GIP受体激动剂取得了显著的降糖减重效果，但其高昂的费用、频繁的胃肠道不良反应、停药后的体重大幅反弹以及潜在的长期安全性未知问题，依然是难以逾越的瓶颈。而传统胰岛素治疗则存在剂量难以精准调控、极易引发致命性低血糖的风险。
今日，《科学》杂志发表了来自瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）科研团队的论文，研究者们提出了一种全新的解决方案，无线电催化闭环健康优化系统（ECHO），颠覆了依赖药物或刺激胰岛素分泌的传统范式，首次通过植入式电催化器件将血液中多余的葡萄糖直接氧化为可经肾脏排出的葡萄糖酸盐，实现了无药物、自主且无低血糖风险的糖尿病肥胖症一体化管理。
这一全新的解决方案，建立在一种特殊的催化材料的基础上。研究者在具备高孔隙率和导电性的石墨毡（GF）基底上，先组装出直径约600 nm的花状金纳米簇（Au），随后在其表面高度均匀地修饰粒径小于10 nm的铂纳米点（Pt），成功制备出GF_Au@Pt异质结电催化材料。其中，金纳米片提供了高比表面积和良好的导电支撑，而铂纳米点则作为高效活性位点，显著提升了葡萄糖氧化的催化速率与选择性。
测试中，GF_Au@Pt在低至0.6 V的电压下即可启动葡萄糖氧化反应（GOR），工作电压定为0.75 V。在0.75 V电压和10 mA电流驱动下，该催化剂能高效将葡萄糖转化为葡萄糖酸盐，使其经由肾脏随尿液排出体外，且不产生有害的活性氧（ROS）或氯气。更关键的是，在面对果糖、半乳糖、尿酸、多巴胺及常见药物等高浓度干扰物时，该催化剂均表现出极高的葡萄糖专一选择性，完全不发生交叉反应。
研究者将GF_Au@Pt电催化电极与定制的无线供电电路集成于3D打印的聚酰胺（Polyamide）防水壳体中，构建出ECHO植入器件，其外部包裹由聚纤维素袋、海藻酸盐（Alginate）以及EDC-NHS表面修饰层构成的三层防护膜以确保长期生物相容性。在小鼠皮下植入3个月后，设备依然保持完好的电催化性能，且未引起局部炎症或金属离子泄漏。
研究者将ECHO系统植入2型糖尿病肥胖小鼠模型皮下，持续运行60-90分钟的单次干预，即可将小鼠的高血糖恢复至正常血糖范围，降糖动力学与野生型（WT）小鼠餐后血糖恢复曲线高度吻合。
每天进行60分钟的ECHO治疗，可连续6周稳定控制血糖，期间未观察到低血糖或酮症酸中毒现象。
ECHO系统还可以与连续血糖监测仪（CGM）联动使用。当CGM监测到组织液葡萄糖浓度超过10 mM阈值时，自动触发ECHO进行5分钟的微调。在CGM连续工作12天的寿命期内，该系统实现了全程无需人为干预、全自主的血糖平稳控制。
这一降糖思路彻底打破了传统治疗对降糖药物或外源胰岛素的依赖，避免了药物带来的胃肠道毒副作用和低血糖风险，带来了全新、安全且可控的无药治疗方案。
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参考资料：
[1]Maity, Debasis, et al. "Wireless Electrocatalytic Closed-Loop System for Drug-Free Management of Diabesity." Science, vol. 394, no. 6822, 2026, art. eady8560. Science, https://doi.org/10.1126/science.ady8560.
本文作者丨代丝雨
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