醫學

想藥「到」病除嗎?

如何讓藥物一標中的?

撰文/蘭格(Robert Langer,美國麻省理工學院化學工程與生醫工程的傑米斯豪森講座教授)
翻譯/黃榮棋(美國伊利諾大學香檳校區生理學博士、長庚大學生理科副教授)

醫學

想藥「到」病除嗎?

如何讓藥物一標中的?

撰文/蘭格(Robert Langer,美國麻省理工學院化學工程與生醫工程的傑米斯豪森講座教授)
翻譯/黃榮棋(美國伊利諾大學香檳校區生理學博士、長庚大學生理科副教授)

對藥物而言,從藥罐子來到身體疼痛或發炎的部位,可真是一條漫漫長路。藥物一吞入口,就必須穿越重重迷宮。藥物必須先經過胃,安然到達腸道後,才能經由腸壁進入血液。進入血液之後,還要通過肝臟的考驗才能到達全身各處。每到一個「關卡」,藥物就必須抵抗消化液的酸侵蝕,或必須穿越膜障礙,或必須避開專門將藥物砍成無用碎片的酵素。


製藥人員雖然已經為市場上的某些藥物想出各種方法,協助它們超越這些障礙,但對許多其他的藥物而言,這些方法還是無濟於事。譬如其中有一種方法,是將藥物裹上一層不畏胃液、卻可以輕易溶解於小腸較鹼環境的包覆層。但如果藥物是蛋白質類的物質(就像是利用生物技術製造的多數藥物),就還得躲過「蛋白?」這種蛋白質分解酵素的攻擊。為藥物配備保鏢(上述例子的保鏢分子稱為「蛋白?抑制劑」),雖然可以讓蛋白質藥物保存下來,但卻無法幫助藥物穿過腸壁,因為這些分子太大,無法像一般小分子藥物那般輕易進入血液,而且包覆層對藥物動力學(藥物進入血液的速率以及停留在身體組織與器官的時間)的控制能力也相當有限。藥物如果太快進入血液,使得血中的藥物濃度太高或是藥物停留時間太久,就會造成毒性。相反的,藥物釋出如果太慢,就無法及時進入血液,也可能會變得無效。


注射藥物雖可以避開胃腸道的障礙,但不難想像,許多病患是不會願意一直打針或天天拜訪醫師的。科學家因此想到一個更好的方法。過去20年來,另類投藥系統的設計已經如雨後春筍般出現:貼片、植入式、長效型注射、局部凝膠、可控釋放式藥丸,還有以鼻肺噴劑出售的藥物,在美國每年已銷售超過了200億美元。最引人注意的是美國食品及藥物管理局最近核准的兩種藥:Nutropin Depot與Gliadel。Nutropin Depot是一種由可分解聚合物製成的微顆粒,內含人類生長激素,每注射一次,可持續釋出生長激素達四個星期之久;Gliadel則是一種植入腦部的晶片,可以直接投送化療藥物到腦瘤部位。還有一種則是表面塗有聚合物、可釋出藥物的移植模,利用血管造形術清除血栓之後,這種移植模在維持血管暢通的療效上,截至目前為止十分良好;此移植模已在歐洲核准上市,美國不久也將跟進。

的確,科學家幾乎已經探索了身體每一個可以做為投藥門路的部位,包括皮膚、鼻子、肺臟以及腸道。在這個過程當中,他們利用非侵入式設計來投送複雜的分子,像是利用超音波以無痛的方式將藥物轟進皮膚。他們也結合奈米科技與顯微合成技術,製造了植入式微晶片,使其能定時定量投藥。




策略1︰穿越腸道

障礙:消化酸液與酵素會在藥物到達目的地之前,就將藥物分解;藥物要穿過腸壁也有困難。
解決之道:(a)為藥物包覆上一層生物黏著聚合物,以幫助藥物結合到腸壁上並擠進細胞間隙,如右圖左;(b)將藥物鏈上導引分子,專門針對腸細胞表面的受體,以方便藥物被腸細胞吸收,如右圖中;(c)讓藥物附著到可以將藥物帶進細胞的攜帶分子,如右圖右。

從事這方面研究的公司:
生技澳洲公司(Biotech Australia)位於澳洲新南威爾斯的羅瑟維市
艾米球科技公司(Emisphere Technologies)位於美國紐約州塔利鎮