动物细胞与植物细胞有一些共同之处，但我们缺乏的一个关键特征是坚硬的细胞壁。 虽然这为植物提供了结构，但科学家们也越来越多地关注它在新材料、纤维素技术以及现在的胰岛素输送中的应用。

在宾夕法尼亚大学牙科医学院的亨利·丹尼尔 (Henry Daniell) 的带领下，研究人员创造了一种很有前途的植物胰岛素，它含有胰岛素中天然存在的三种肽，更妙的是可以以口服的方式给药。

与内部的遗传物质一样重要的是，植物细胞壁是药物疗效的关键。 它们的坚固性保护胰岛素免受上消化道酸和酶的影响，直到药物到达肠道中的微生物，这些微生物才会释放胰岛素。 从这里开始，胰岛素通过肠-肝轴到达目的地。

在对小鼠的试验中，植物性胰岛素能够在 15 分钟内调节血糖，与自然分泌的胰岛素相当。 用传统胰岛素注射治疗的小鼠血糖水平急剧下降，导致低血糖。

“低血糖的风险是当前输送系统的最大缺点之一，甚至可能导致昏迷，”Daniell 说。 “我们的口服胰岛素含有所有三种蛋白质，并直接输送到肝脏。 它的作用就像天然胰岛素一样，可以最大限度地降低低血糖的风险。”

当前的药物（例如通过胰岛素笔注射）存在低血糖风险，而胰岛素泵提供的精确药物输送需要非常昂贵的硬件。 目前的机器成本约为 6500 美元，使用寿命为三到四年。

至于药物本身，基因工程的复杂过程本质上是一把“基因枪”，用于通过植物细胞壁发射人类胰岛素基因。 这些基因被整合到植物的基因组中，并经过几代人的选择，从保留蓝图的种子中培育出来，让所有生长的植物都能用于生产胰岛素。

研究发现，尽管这部分基因组发生了变化，但在试验中的植物和动物身上都没有发现任何不良影响。在基因完好无损的情况下，生菜可以被冷冻干燥、磨碎并准备好用于口服。

宾夕法尼亚大学/(CC By-NC-ND 4.0) 当前胰岛素疗法和植物基疗法的概述

这些团队看到了这种胰岛素治疗方法的另一个巨大优势。 目前的临床生产需要在受控的实验室条件、储存和运输下，在细菌或酵母细胞中培养激素。

“我们已经看到有关疫苗剂量被销毁的新闻报道，因为一些国家在整个过程中没有冷藏资源，”丹尼尔说。 “这是一个巨大的成本。 使用我们的方法可以消除这种后期制作成本，因为我们已经反复证明该产品的有效性在货架上也可以保持稳定。”

虽然小鼠研究的结果非常有希望，但要使这种方法使估计有 5.37 亿患有糖尿病的成年人中的许多人受益，还有一段时间。 但研究人员有信心进行更大规模的试验，首先是糖尿病犬，然后是人类。

“很多狗都患有糖尿病，主人必须每天在家注射 3 次胰岛素，”Daniell 说。 “我们过去曾对患有血友病或心脏病的狗进行过犬类研究，我们知道如何将植物粉末混合到它们的食物中并添加一些培根风味，他们当然会喜欢它。”

2015 年用改良生菜治疗血友病的研究也显示了针对多种疾病的有效、廉价且易于获得的植物疗法的潜力。

“有了这个给药方式，我们改变了整个模式，而不仅仅是胰岛素，”他补充道。 “我在一个发展中国家长大，看到人们因为买不起药物或疫苗而死去。 对我来说，医疗保健的可负担性和全球可及性是我工作的基础。 在这种情况下，我们在显着改进的同时让胰岛素变得更实惠。 患者可以以更低的成本获得更好的药物。”

该研究发表在《生物材料》杂志上。