科學研究 - 融入日常生活的血糖感測器，預防糖尿病發病和重症化

目前全球估計大約有4億2200萬糖尿病患者。糖尿病現在還很難徹底治癒，需要終身一邊控制血糖值一邊生活。然而，患者一般只有去醫院驗血時才能準確評估和感受到自己努力控制血糖的成果。爲此，PROVIGATE公司（東京都文京區）正在推進開發能在家中低成本輕鬆測量血糖值的血糖感測器。目的是透過在家中以數值方式應答控制血糖的成果，喚起患者日常控制血糖的意識，堅持下去，從而預防糖尿病的發病和重症化。這種血糖感測器將爲改變人們與糖尿病的相處方式開闢新的道路。

關水康伸
代表董事CEO

伊藤成史
CTO

以周爲單位進行小測試
容易感受到努力的成果

我們進食時會透過腸道吸收葡萄糖等糖分，作爲活體內的能量來源。胰腺分泌的激素胰島素會幫助細胞吸收糖分，並將血液中的糖分比例控制在一定的範圍内。糖尿病就是活體內胰島素無法正常工作，導致血糖值長期處於高水平的慢性疾病。如果任由血糖值一直處於高水平，就可能出現血管傷害，最終引發腎病、視網膜疾病、神經性疾病、腦梗或者心梗等嚴重的併發症。

然而，佔糖尿病患病大多數的2型糖尿病，由於病情進展緩慢，自覺病徵不易察覺，很容易出現初診時病情就已經嚴重的現象。另外，即使罹患糖尿病，只要合理飲食、運動和服藥，也可以過與非糖尿病人同樣的生活，但能否持續努力主要取決於患者。因此，即使到醫療機構就診，重症化的例子也很多。PROVIGATE的關水康伸CEO指出了當前的醫療方式的結構性侷限：「很多患者1～3個月才去看一次醫學家，只能透過驗血來查看控制血糖的成果。另外，大部分患者都沒有家用血糖儀，無法瞭解自己的日常血糖情況。即使孤獨地努力控制，如果無法透過數值應答血糖改善的結果，估計很難堅持控制血糖」。

PROVIGATE開發的是經濟負擔和身體負擔均比較輕、任何人都可以輕鬆掌握血糖值的感測器，以及與該感測器聯動使用的糖尿病預防和控制血糖支援APP（圖1）。生物標誌物採用的是葡萄糖與血液蛋白之一白蛋白結合形成的糖化白蛋白（GA）。GA可以間接反映1～2周内的平均血糖值，是非常優異的血糖代用標誌物。與一天需要多次採血的普通家用血糖儀不同，每週測量一次即可瞭解最近的平均血糖值。

圖1：PROVIGATE的目標是透過讓患者在定期就診之外的時間裏，在自己的家中測量血糖值來敦促患者堅持控制血糖。今後還考慮提供由AI與醫學家合作自動生成符合患者生活方式的控制血糖方案。

這樣醫學家也可以準確掌握患者在兩次檢查之間的狀態，能根據患者的生活狀況提供適當的控制血糖方案。關水康伸就該感測器的優點表示：「醫院的檢查相當於幾個月一次的期末考試，必須認真準備才能取得好結果。而我們的感測器是檢查近期努力成果的小測試。本週均衡地飲食和運動的努力就會直接體現在數值上。可以趁還沒忘記時，以周爲單位回顧數值」。

將半導體用於生物感測器
試製品獲得效果將推進量產

該感測器的開發契機是東京大學研究生院工學系研究科的坂田利彌副教授於2008年開發的生物感測器。透過最適化測量樣本和半導體感測器的界面，這種生物感測器可以分析多種成分，所以就考慮將其用於血糖監測系統。關水康伸2014年結識了正在START的支援下推進感測器商業化的坂田副教授，他回憶說：「聽過（坂田）的介紹後，感覺核心技術非常優秀，感到了今後還可成爲測量各種生物標誌物的較大的可能性。就於2015年與坂田先生等人一起創辦了PROVIGATE公司」。

創業之初推進開發的是淚糖感測器，在分析淚液成分時發現含有白蛋白（GA）。另外還應答，與糖結合的GA的比例與血糖值有着極高的相關（圖2）。由此判斷，與利用淚糖測量大致的血糖值相比，透過每週一次的微量採血準確測量血糖值，其臨牀的有用性更高，因此將生物標誌物變更成了GA。

圖2：測量GA時，透過其在分子中的佔比（GA％）而非濃度來測量樣本中所含的全部白蛋白中的GA含量。從淚液或口水中獲得的GA％與從血液中獲得的GA％高度相關，因此將來還計劃用淚液或口水代替血液監測血糖值。

目前試製品已完成驗證，正着手構建量產體制。負責指揮開發的是全球首次證明可利用間質液持續監測血糖，並上市了家用數位尿糖儀的伊藤成史CTO。伊藤成史自信地表示：「僅在實驗室驗證原理並不能誕生產品。要想量產高精度感測器，需要有經驗豐富的製造技術。只是模仿論文和專利的條件無法實施高精度和穩定性。PROVIGATE彙集了在各領域都有豐富開發經驗的工程師，可以抓住重點有效推進開發」。

在寡佔市場建立專利屏障
開發人員的熱情是驅動力

在日本取得成功的醫療器械類初創企業比較少的情況下，PROVIGATE已經在瞄準實用化。關水康伸指出，終極因數之一是構築了符合業務特性的智慧財產權。他表示：「與獨佔（壟斷）市場的冶癒藥物不同，診斷藥和診斷醫療器械基本都是難以進行技術和專利獨佔的寡佔市場（寡頭壟斷），但可憑藉製造技術實施長久的業務隊形變換。要想與全球市場競爭，必須積累足夠的經驗並構建與維持專利屏障，強有力地推進業務隊形變換」。

伊藤成史補充說，開發人員的熱情是推進產品實用化的驅動力。他表示：「醫療領域爲避免發生事故，制定了相關的法律法規。遵守這些法規是基本要求，在這種環境下推出新產品會遭遇許多困難。最瞭解技術的開發人員希望實用化的熱情，是克服這些困難的源泉」。

GA感測器的目標是2023年作爲面向醫療機構的測量系統透過藥事審批，之後作爲家用醫療產品推廣普及。國際糖尿病聯盟的資料顯示，四分之三的糖尿病患者集中在中低收入國家。如果能以低成本在家中安全地掌握血糖值，應該可以爲大量糖尿病患者及其家人，或者糖尿病「預備軍」提供非常大的幫助。PROVIGATE的GA感測器將改變全球糖尿病醫療的方式。