動物細胞與植物細胞有一些共同之處，但我們缺乏的一個關鍵特徵是堅硬的細胞壁。雖然這為植物提供了結構，但科學家們也越來越多地關注它在新材料、纖維素技術以及現在的胰島素輸送中的應用。

在賓夕法尼亞大學牙科醫學院的亨利·丹尼爾(Henry Daniell) 的帶領下，研究人員創造了一種很有前途的植物胰島素，它含有胰島素中天然存在的三種肽，更妙的是可以以口服的方式給藥。

與內部的遺傳物質一樣重要的是，植物細胞壁是藥物療效的關鍵。它們的堅固性保護胰島素免受上消化道酸和酶的影響，直到藥物到達腸道中的微生物，這些微生物才會釋放胰島素。從這裡開始，胰島素通過腸-肝軸到達目的地。

在對小鼠的試驗中，植物性胰島素能夠在15 分鐘內調節血糖，與自然分泌的胰島素相當。用傳統胰島素注射治療的小鼠血糖水平急劇下降，導致低血糖。

“低血糖的風險是當前輸送系統的最大缺點之一，甚至可能導致昏迷，”Daniell 說。“我們的口服胰島素含有所有三種蛋白質，並直接輸送到肝臟。 它的作用就像天然胰島素一樣，可以最大限度地降低低血糖的風險。”

當前的藥物（例如通過胰島素筆注射）存在低血糖風險，而胰島素泵提供的精確藥物輸送需要非常昂貴的硬件。目前的機器成本約為6500 美元，使用壽命為三到四年。

至於藥物本身，基因工程的複雜過程本質上是一把“基因槍”，用於通過植物細胞壁發射人類胰島素基因。這些基因被整合到植物的基因組中，並經過幾代人的選擇，從保留藍圖的種子中培育出來，讓所有生長的植物都能用於生產胰島素。

研究發現，儘管這部分基因組發生了變化，但在試驗中的植物和動物身上都沒有發現任何不良影響。在基因完好無損的情況下，生菜可以被冷凍乾燥、磨碎並準備好用於口服。

賓夕法尼亞大學/(CC By-NC-ND 4.0) 當前胰島素療法和植物基療法的概述

這些團隊看到了這種胰島素治療方法的另一個巨大優勢。目前的臨床生產需要在受控的實驗室條件、儲存和運輸下，在細菌或酵母細胞中培養激素。

“我們已經看到有關疫苗劑量被銷毀的新聞報導，因為一些國家在整個過程中沒有冷藏資源，”丹尼爾說。“這是一個巨大的成本。 使用我們的方法可以消除這種後期製作成本，因為我們已經反复證明該產品的有效性在貨架上也可以保持穩定。”

雖然小鼠研究的結果非常有希望，但要使這種方法使估計有5.37 億患有糖尿病的成年人中的許多人受益，還有一段時間。但研究人員有信心進行更大規模的試驗，首先是糖尿病犬，然後是人類。

“很多狗都患有糖尿病，主人必須每天在家注射3 次胰島素，”Daniell 說。“我們過去曾對患有血友病或心髒病的狗進行過犬類研究，我們知道如何將植物粉末混合到它們的食物中並添加一些培根風味，他們當然會喜歡它。”

2015 年用改良生菜治療血友病的研究也顯示了針對多種疾病的有效、廉價且易於獲得的植物療法的潛力。

“有了這個給藥方式，我們改變了整個模式，而不僅僅是胰島素，”他補充道。“我在一個發展中國家長大，看到人們因為買不起藥物或疫苗而死去。 對我來說，醫療保健的可負擔性和全球可及性是我工作的基礎。 在這種情況下，我們在顯著改進的同時讓胰島素變得更實惠。 患者可以以更低的成本獲得更好的藥物。”

該研究發表在《生物材料》雜誌上。