11月19日，国际顶级学术期刊《自然》（Nature）在线发表了一项来自浙江大学等团队的重要研究成果，题为A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery（一种用于无创透皮胰岛素递送的皮肤可渗透聚合物）。该研究首次报道了一种皮肤渗透性高分子——OP，成功实现胰岛素无创透皮给药，其胰岛素键合物（OP-I）在糖尿病动物模型中，展现出与皮下注射胰岛素相当的降糖疗效。论文通讯作者为浙江大学申有青教授、周如鸿教授，相佳佳研究员以及英国帝国理工学院陈荣军教授。

每天打针好难坚持

全球有数亿糖尿病患者依赖每日多次的胰岛素注射来控制血糖。长期的皮下注射不仅带来疼痛、皮肤并发症，还可能导致患者心理抵触和治疗依从性下降。多年来，人们一直梦想能不能“贴一贴就降糖”，但皮肤作为人体隔绝外界物质的天然屏障，仅允许特定结构的小分子穿透，胰岛素等生物大分子药物因分子量大、结构复杂，难以突破这层壁垒。生物大分子的无损透皮给药至今未能实现。

OP“会变装”

研究团队设计并合成了一种名为“OP”聚[2-(N-氧化物-N,N-二甲基氨基)乙基甲基丙烯酸酯的聚合物。这种聚合物有一个神奇的特性：在皮肤表面弱酸性环境下，它会带上正电，像磁铁一样被皮肤脂质吸引并富集；而当它渗透到皮肤深层的中性环境时，又会变成电中性的“两性离子”，从而摆脱脂质束缚，自由扩散。

这种“酸性结合、中性扩散”的机制，完美契合了皮肤从表到里的pH梯度变化，使得OP能高效穿越角质层、活表皮和真皮，最终进入淋巴系统和血液循环。

从小鼠到迷你猪，效果显著

研究团队将胰岛素与OP连接，制成“OP-胰岛素复合物”（OP-I），并进行了系统实验：

皮肤渗透性验证

在与人类皮肤结构相似的迷你猪皮肤上，涂抹荧光标记的OP或OP-I。仅4小时后，荧光信号已遍布皮肤全层，并进入血液。

高分辨率电镜图像直接捕捉到OP穿透角质层细胞间脂质层的瞬间。

降糖效果证实

在Ⅰ型糖尿病小鼠模型中，涂抹OP-I（剂量116 U/kg）能在一小时内快速降糖，并维持正常血糖水平长达12小时，效果优于皮下注射胰岛素。

更令人振奋的是，在糖尿病迷你猪实验中，仅使用29 U/kg的剂量，OP-I乳膏就能在2小时内将血糖降至正常范围，并维持稳定。

安全性高，无刺激

反复涂抹OP-I后，小鼠和猪的皮肤结构完整，无红肿、无细胞损伤，血液和器官功能指标均正常。

作用机制：“智能导航”与“细胞膜跳跃”

研究人员通过分子动力学模拟和活体成像技术，揭示了OP的渗透机制：

在皮肤表面（pH≈5），带正电的OP与角质层脂质紧密结合，开始“扎根”。

随着渗透深入（pH接近7），OP变为中性，从脂质中“解绑”，在细胞间快速扩散。

进入活表皮和真皮后，OP-I并不进入细胞内部，而是在细胞膜上“跳跃”传递，避免被细胞内酶降解，效率极高。

图说：酸性皮脂 (pH ~5)： 在皮肤最表面的酸性环境中，OP被质子化，带上正电荷，因此能够富集并结合在皮肤表面。角质层 (pH ~5-7)： 随着向皮肤深层渗透，pH值逐渐升高。OP/OP-I在pH变化下，从与脂质结合的状态中释放出来，通过角质细胞间的脂质基质进行扩散。活性表皮 (pH ~7)： 在深层的中性环境中，OP转变为中性的聚两性离子，通过在细胞膜上“跳跃”的方式，在细胞间高效迁移，并最终进入循环系统。

不仅是胰岛素

这项研究不仅为糖尿病患者提供了一种潜在的无痛、无创、便捷的胰岛素给药新途径，更开创了一种新型透皮递送平台。据浙大官方报道，该体系已成功拓展至利拉鲁肽、司美格鲁肽、治疗性蛋白、单克隆抗体及siRNA等多类生物大分子，证实其具有普适性，为生物大分子无损透皮给药开辟全新研究方向。

从实验室到临床应用仍需更多研究与验证，但这项成果无疑为“无针糖尿病管理”迈出了关键一步。未来，我们或许真的可以告别针头，只需一片贴片，就能轻松控制血糖和其他疾病。

编辑：吴欧

论文信息

发布期刊Nature

发布时间2025年11月19日

论文标题 A skin-permeable polymer for non-invasive transdermal insulin delivery

(DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09729-x）