幾十年來，研究人員一直在呼吁建立一種可穿戴的無創(chuàng)血糖監(jiān)測儀。這種裝置可以幫助數(shù)百萬糖尿病患者更密切地追蹤他們的血糖水平，而不用忍受針刺傷皮膚帶來的痛苦。

科學(xué)家們已經(jīng)嘗試在汗水、唾液、呼吸和尿液中追蹤葡萄糖。他們也嘗試用光譜法從皮膚外部測量血液中的葡萄糖。最近，包括Alphabet在內(nèi)的幾個團體提出使用智能隱形眼鏡測量淚液中的葡萄糖。

但到目前為止，還沒有人成功。對無創(chuàng)、可穿戴式葡萄糖監(jiān)測儀的追求大部分都是由于死氣沉沉的公司和疲憊不堪的研究人員。

而現(xiàn)在，出現(xiàn)了一線希望。上個月，荷蘭一家名為Noviosense的初創(chuàng)公司悄悄公布了淚液葡萄糖傳感器的人體測試數(shù)據(jù)。這項研究規(guī)模不大，只有六名參與者，但10月12日發(fā)表在《生物大分子》(Biomacromolecules)雜志上的結(jié)果看起來很有希望。

血液儀制造商LifeScan的前執(zhí)行官約翰·L·史密斯說：“這是我見過的關(guān)于淚液葡萄糖的最好結(jié)果”，他把職業(yè)生涯的后半部分作為顧問，致力于評估無創(chuàng)葡萄糖傳感技術(shù)。 “但仍需要實質(zhì)性的改進才能使其足夠好進行監(jiān)測。”

這一評論來自史密斯，可謂是高度贊揚。畢竟，史密斯是眾所周知的可穿戴式無針葡萄糖監(jiān)測儀的懷疑論者。事實上，在史密斯2018年出版的《The Pursuit of Noninvasive Glucose: Hunting the Deceitful Turkey》書中說，這項技術(shù)永遠不會實現(xiàn)：“這本[書]可能是這個主題需要的最后更新。”他繼續(xù)說道，“許多參與者和觀察者開始覺得，這是一個永遠不會到來的想法，可能很快就會消失，而且永遠看不到成功?！?/p>

Noviosense用不同的方法來測量眼淚中的葡萄糖。 Noviosense的設(shè)備不是將傳感器放在隱形眼鏡中，而是由用戶放在下眼瞼下面。 Noviosense的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官克里斯托弗·威爾遜說，在那里，它可以獲得可靠的淚液，更好地反映血液中葡萄糖的真實水平。威爾遜說，此外，這種設(shè)計不會像隱形眼鏡那樣使眼睛干燥或妨礙視力。

Noviosense靈活的彈簧形線圈置于下眼瞼后面，用戶可以自己做，并自然地保持在那兒。彈簧形電極被包裹在含有固定化酶的生物聚合物中，當(dāng)暴露于葡萄糖時，這種固定化酶開始了化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)導(dǎo)致過氧化氫的氧化，通過計時安培法測量電極可以檢測到過氧化氫。

威爾遜說，在Noviosense的最終設(shè)計中，當(dāng)設(shè)備靠近眼睛時，它可以將葡萄糖數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/107/" target="_blank">手機，或者它可以通過一副眼鏡進行連續(xù)測量。威爾遜說，對于其首次人體研究，Noviosense使用有線傳感器，因為該公司的無線組件仍在縮小以適應(yīng)傳感器尖端，此外，研發(fā)設(shè)備的校準(zhǔn)算法需要有線版本。

該公司將其設(shè)備與基于針頭的葡萄糖監(jiān)測儀進行了比較，該儀器測量血液(黃金標(biāo)準(zhǔn))和間質(zhì)液(第二接近準(zhǔn)確度)的分析物。結(jié)果：來自淚液葡萄糖測量的95%的數(shù)據(jù)點與血液相同，或落在可接受的誤差范圍內(nèi)。淚液數(shù)據(jù)不如血液好，但與間質(zhì)液大致相同。

這大大超過了之前的研究。史密斯說：“有十多篇文獻報道試圖顯示血液和淚液葡萄糖之間的相關(guān)性，而且大部分結(jié)果基本上沒有相關(guān)性，可能只有60-70%的相關(guān)性，”這還是不夠。

史密斯說，許多先前研究的問題在于淚液收集的方法。研究人員嘗試過毛細(xì)管和濾紙等方法。他們還試圖通過機械或化學(xué)方法刺激淚液產(chǎn)生以獲得更大的樣品。但是這些方法會混淆天然淚液流量，從而影響葡萄糖的比例。

Noviosense的裝置不是以任何方式刺激眼淚或干擾它們，而是充當(dāng)眼瞼下方的流動細(xì)胞并進入威爾遜所謂的“基本型眼淚”。這些眼淚是以恒定速率產(chǎn)生的，并且“不是對情緒或風(fēng)的反應(yīng)或異物或摩擦造成的”。

盡管該裝置的長度為2厘米，但威爾遜表示它很舒服，并沒有因為摩擦而蹦出來，而且他和其他Noviosense員工已經(jīng)長時間佩戴過它。

也許放置葡萄糖傳感器的更明顯的地方是隱形眼鏡，因為很大一部分人已經(jīng)戴過它們。實際上，許多團體為此提出了一些聰明的工程。例如，今年早些時候，韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究所的研究人員報告了一種可伸縮的接觸器，可以監(jiān)測葡萄糖而不會影響佩戴者的視力。

甚至Alphabet也通過其生命科學(xué)集團Verily進入市場。2014年，該公司宣布正在開發(fā)一種能夠監(jiān)測淚液中葡萄糖的智能隱形眼鏡。但是，Verily及其合作伙伴愛爾康(諾華公司的一個部門)此后一直保持沉默。

隱形眼鏡提出了各自的挑戰(zhàn)。威爾遜說，它們會破壞眼睛的脂質(zhì)雙層，使其干燥。液體也可以聚集在隱形眼鏡后面，而不是讓新鮮的液體不斷地通過。根據(jù)文獻和他與隱形眼鏡專家的談話，這些因素造成淚液葡萄糖測量誤差，至少是威爾遜的假設(shè)。

史密斯說，無論出于什么原因，開發(fā)智能隱形眼鏡的團體都沒有向人類報告可靠的葡萄糖結(jié)果，“許多研究人員認(rèn)為Verily眼鏡并未成功。”他說。

Noviosense已經(jīng)開始其下一次臨床試驗，其中包括另外24名患者，均患有1型糖尿病。威爾遜說，每個人都會戴上眼內(nèi)裝置約半天。目標(biāo)是在更大的患者群體中，確定該裝置是否與市場上用于測量間質(zhì)液中葡萄糖的針頭裝置一樣準(zhǔn)確。

從間質(zhì)液中獲取的葡萄糖測量值不如血液測量值準(zhǔn)確。但它們已經(jīng)足夠好了，美國和歐洲的監(jiān)管機構(gòu)都批準(zhǔn)了這類設(shè)備在市場上銷售，例如Abbott，Dexcom和Medtronic等公司。

他們的貼片式裝置，稱為CGM，或連續(xù)葡萄糖監(jiān)測器，是可穿戴的并且粘附在皮膚上，通常在腹部或手臂的背部。電子貼片在皮膚下方注射一根小針，使用類似于Noviosense設(shè)備的電化學(xué)分析測試間質(zhì)液中的葡萄糖。貼片可以佩戴長達兩周，具體取決于型號。

Noviosense將雅培在市場上銷售的CGM的性能與其自身的入眼設(shè)備進行了比較。根據(jù)Noviosense的報告，使用稱為中值絕對相對差(MedARD)的統(tǒng)計分析，Noviosense的設(shè)備得分為12.5%，與雅培的CGM相當(dāng)。該公司希望其下24個受試者的數(shù)據(jù)也能與雅培設(shè)備的準(zhǔn)確性相匹配。

Verily宣告擱置葡萄糖監(jiān)測隱形眼鏡開發(fā)

在今年11月16日，Alphabet的Verily在博文中表示，該公司將暫停與愛爾康(Alcon)合作開發(fā)葡萄糖監(jiān)測隱形眼鏡，部分原因是“在復(fù)雜的眼睛環(huán)境中獲得可靠的淚液葡萄糖讀數(shù)的挑戰(zhàn)”。

在一篇博文中， Verily表示其首批項目之一是將傳感器放在隱形眼鏡上，以測量糖尿病患者的血糖水平，從而更好地控制疾病。Verily于2014年與諾華公司的眼科護理部門愛爾康公司合作，利用該團隊在鏡片開發(fā)和制造方面的專業(yè)知識。Verily 聲稱，“他們對創(chuàng)新的興趣使我們有了一項雄心勃勃的使命，即讓數(shù)百萬人每天使用的物品變成最先進的醫(yī)療設(shè)備。”

Smart Lens項目已發(fā)展成為一個多功能電子平臺，可以支持眼睛上的感應(yīng)和傳輸數(shù)據(jù)等操作。Verily已經(jīng)開發(fā)出將無線電子設(shè)備和微型傳感器集成到隱形眼鏡中的方法，并以多種形式構(gòu)建了數(shù)千個鏡頭。到目前為止，Verily已將電子平臺指向三個不同的護理領(lǐng)域。除了原有的葡萄糖感應(yīng)鏡片，Verily一直致力于用于老花眼的智能可調(diào)節(jié)隱形眼鏡和用于改善白內(nèi)障手術(shù)后視力的智能人工晶狀體。在此過程中，Verily與個人用戶進行了許多臨床研究會議，從眼睛讀數(shù)中收集了數(shù)十萬個生物學(xué)數(shù)據(jù)點。

Verily對葡萄糖感應(yīng)鏡片的臨床研究表明，其對淚液葡萄糖和血糖濃度之間相關(guān)性的測量結(jié)果不足以支持醫(yī)療器械的要求。在某種程度上，這與在復(fù)雜的眼睛環(huán)境中獲得可靠的淚液葡萄糖讀數(shù)的挑戰(zhàn)相關(guān)。例如，Verily發(fā)現(xiàn)淚液中生物分子的干擾導(dǎo)致從淚膜中的少量葡萄糖獲得準(zhǔn)確的葡萄糖讀數(shù)的挑戰(zhàn)。此外，Verily聲稱其臨床研究已證明在實現(xiàn)可靠的淚液葡萄糖讀數(shù)所需的穩(wěn)態(tài)條件方面存在挑戰(zhàn)。

Verily表示已經(jīng)決定與愛爾康一起決定將葡萄糖感應(yīng)鏡片擱置，同時繼續(xù)專注于智能容納隱形眼鏡和智能人工晶狀體項目。

Verily還表示始終致力于改善糖尿病患者的生活，包括通過改進廉價和不顯眼的葡萄糖傳感方法來支持糖尿病管理。并且正在與Dexcom密切合作，開發(fā)小型連續(xù)血糖監(jiān)測儀，并與賽諾菲合資的Onduo將持續(xù)感應(yīng)整合到2型糖尿病患者的護理范例中。

Verily最后表示期待著與愛爾康合作的另外兩個Smart Lens項目走入下一階段發(fā)展，將其重要技術(shù)知識和成就應(yīng)用于眼科學(xué)的普遍狀況。