重温关于胰岛素背后的故事

2018-09-02 来源：文糖医标签：掌上医生喝茶减肥一天瘦一斤安全减肥 cps联盟美容护肤

摘要：自从班廷成功地提取出胰岛素后，很多医疗研究机构都在为改进胰岛素制剂而努力。胰岛素制剂也历经了“动物胰岛素-人胰岛素-胰岛素类似物”3代的发展，如今的胰岛素制剂也越来越接近“理想”状态。

胰岛素是机体内最重要的激素之一，也是维持正常新陈代谢、生长发育和健康生活必备的物质。作为一种蛋白质类激素，胰岛素参与调节糖代谢，主要用于治疗糖尿病。从第一代发现动物胰岛素到研究第二代人胰岛素，再到合成第三代胰岛素类似物，不过100多年历史，却意味着人类在揭开生命奥秘之路上，迈出新的一步。

1889年德国科学家明可夫斯基和梅林切除了狗的胰腺，以观察胰腺是否是生存所必需的器官，结果却意外地发现切除了胰腺的狗出现了糖尿病。他们由此推论，糖尿病的发生与胰腺有关。同时其他科学家在显微镜下也发现胰腺中存在一些细小的细胞团，就像海洋中漂浮的小岛，故命名为“胰岛”，但当时人们并不清楚这些细胞的作用。

真正寻找到有效治疗糖尿病的方法的人是加拿大医生班廷。班廷首次成功地从狗的胰腺中提取出胰岛素并用于治疗糖尿病，而其也被称为“胰岛素之父”，班廷和麦克劳德亦因此获得了1923年诺贝尔生理学和医学奖。1924年开始，胰岛素治疗成为糖尿病的标准疗法。为纪念班廷在糖尿病治疗领域的杰出贡献，1991年世界卫生组织和国际糖尿病联盟决定将其诞辰日——11月14日定为世界糖尿病日。

胰岛素制剂的发展历史

自从班廷成功地提取出胰岛素后，很多医疗研究机构都在为改进胰岛素制剂而努力。胰岛素制剂也历经了“动物胰岛素-人胰岛素-胰岛素类似物”3代的发展，如今的胰岛素制剂也越来越接近“理想”状态。

动物胰岛素

1922年5月，多伦多大学与礼来公司达成协议，由科学家们帮助礼来开展胰岛素的规模生产。到这一年秋天，礼来的胰岛素开始源源不断的运往多伦多，这让眼睁睁看着自己的病人因为缺少药物而死去的班廷欣喜若狂喜极而泣。到这一年年底，礼来的产量达到了惊人的每周10万单位。每一天清晨，满载着冰冻猪和牛胰腺的卡车从芝加哥列队开进礼来公司的工厂，在那里被有条不紊的切割、浸泡、蒸馏和提纯，变成一瓶瓶比金子还宝贵的胰岛素。现代工业和科学的结合，迅速显示了无坚不摧的力量。

在1955年，桑格准确测定出了胰岛素分子中每一个氨基酸的顺序，而胰岛素的三维结构则由另一位诺贝尔奖获得者，英国化学家多萝西.霍奇（DorothyHodgkin）测定。

既然知晓了牛胰岛素的全部氨基酸序列，我们是不是可以按图索骥的人工合成出绝对纯净的胰岛素呢？

实际上，中国科学家在本世纪屈指可数的重大科学贡献之一，1960年代合成牛胰岛素的壮举，也是受到桑格工作的激励和感染。不过在真实的历史上，人工合成的动物胰岛素从未大规模地进入临床。这一方面是因为在六七十年代，人们已经可以利用先进的生物化学方法，从牛胰腺粗提液中提纯出成分单一、杂质可以忽略不计的高纯度动物胰岛素（例如1973年丹麦诺和诺德公司推出的单一组分胰岛素），因此对完全人工合成动物胰岛素的需求就没有那么迫切了。

人胰岛素

既然我们可以测定牛胰岛素的氨基酸序列，我们自然也可以测定人胰岛素的氨基酸序列。那么我们是不是就可以完全抛弃不完美的动物胰岛素，直接在工厂里生产人胰岛素蛋白，并用于治疗糖尿病了？

1978年，仅仅开业两年后，年轻的基因泰克公司宣布生产出了人源胰岛素，其氨基酸序列和生物功能与人类自身合成的胰岛素别无二致。世界上第一个基因工程药物诞生了。1982年，胰岛素领域的奠基人礼来公司开始以优泌林（Humulin）为商品名销售基因泰克的产品。

然而，人体胰岛β细胞对合成、包装和分泌胰岛素有着精密调控。可想而知，通过注射器进入血管的胰岛素显然没有能力精确地追踪和响应血糖水平变化。因此从某种程度上说，接受胰岛素治疗的糖尿病患者仍然和健康人有着明显的区别。前者仍然需要小心翼翼的调节自身的饮食规律和注射胰岛素的节奏，保证血糖水平能够处于相对合理的范围内。

胰岛素类似物

既然我们可以利用重组DNA技术，将人类胰岛素的DNA序列放入细菌，把细菌变成微型胰岛素工厂，那么我们自然也可以在这个过程中，随心所欲的改变人类胰岛素的DNA和蛋白质序列，甚至制造出性能优于天然胰岛素的全新蛋白质药物来。

20世纪90年代末，科学家通过改变人胰岛素的氨基酸序列，研制出可以更好模仿人体生理胰岛素分泌特点、“更像人”的胰岛素，即胰岛素类似物。赛诺菲（Sanofi）公司开发的新型胰岛素（商品名来得时/Lantus，通用名甘精胰岛素/Insulinglargine），通过对人源胰岛素进行基因修饰（特别是将第21位的甘氨酸替换成了精氨酸），延长了胰岛素的半衰期，使得病人们一天注射一次就可以调节基础血糖。类似的产品还有诺和诺德公司的诺地平（Levemir，通用名地特胰岛素/Insulindetemir）。在光谱的另一端，赛诺菲、诺和诺德和礼来公司也通过基因工程的方法改造人类胰岛素，生产出了能够在半小时内起效的快速胰岛素。

与此同时，通过鼻腔吸入式的胰岛素正在进行III期临床研究（即治疗作用确证阶段，包括治疗剂量的设定）。通过皮肤给药的胰岛素、口服的胰岛素……也许就在路上，为我们糖尿病患者带来了曙光。