植入装置可实现对“糖胖病”的无药管控

一种可植入的无线供电电子装置或能为肥胖与 2 型糖尿病这两种相互关联的代谢紊乱提供一种无需药物的管控方法。该设备可利用电催化技术按需去除血液中过量的葡萄糖。肥胖和糖尿病是密切相关的代谢紊乱，它们会通过复杂的激素、炎症和能量调节过程相互强化，共同推升了全球的“糖胖病”（diabesity）。现有的治疗在很大程度上依赖长期用药和生活方式改变，而当前的血糖监测和胰岛素输送系统在准确性、可靠性、个性化和成本方面仍存在局限性。一些新兴疗法（包括工程化治疗细胞，以及同时能靶向控制体重和血糖的药物）虽前景可期，但仍受到副作用、安全性及可负担性等考量的制约。另一种新兴策略涉及电催化，即利用电极表面驱动化学反应，将葡萄糖转化为其他化合物。

Debasis Maity 和同事利用电催化技术开发了一种名为电催化闭环健康优化系统（ECHO）的可植入装置。这种无线供电装置使用铂修饰的金催化剂，它可将循环中的葡萄糖转化为葡萄糖酸盐，而后者可通过肾脏排出体外。通过将智能手机与连续葡萄糖监测仪相连，ECHO可在血糖超过预设阈值时自动激活，从而在无需外源性胰岛素或药物的情况下靶向去除葡萄糖。在针对 2 型糖尿病肥胖小鼠的概念验证研究中，Maity 等人报告，以低功率（0.75 伏、10 毫安）无线激活该装置可在一小时内恢复正常血糖水平，并使机体的能量利用从葡萄糖转向脂肪。经过六周的治疗，这些小鼠的体重和甘油三酯水平下降，而循环中的游离脂肪酸和酮体水平则上升。这些变化在发生时未出现可检测到的低血糖事件，也未对生理功能、炎症或行为产生不良影响。William Bentley 和 Gregory Payne在一篇相关的“视角”中写道：“目前的生物电子装置为神经和神经肌肉系统提供了重要的接入途径。因此，未来的电子干预装置或能帮助管控糖尿病以外的其他疾病、调节人体与微生物组的相互作用，或在应激条件下维持氧化还原稳态；其应用之多，不一而足。”