胰岛素的研发-有趣的历程

胰岛素的研发内容胰岛素的结构差异与临床优势231胰岛素的历史胰岛素的药物动力学胰岛素的发现——证实胰腺损伤可导致糖尿病ThomasCanley(英)1788年——发现胰腺内具有分泌功能的细胞团Langerhans(德)1869年——证实胰腺细胞团产生降血糖物质Vonmering和Minkowski(德)1889-1893年——将胰腺细胞团命名为胰岛EdouardLaguesse(法)1893年——将胰岛分泌的降糖物质命名为胰岛素JeandeMeyer(比利时)1909年JamesBCollip(化学家)FrederickG.Banting(医生)获1923年诺贝尔医学奖ChariesHBest(学生助理)J.J.RMacleod(生理学家)获1923年诺贝尔生理学奖1921年——从狗的胰脏提取了胰岛素并用于临床胰岛素的诞生为纪念四位科学家为糖尿病治疗做出的杰出贡献将班廷（Banting）医生的生日（11月14日）定为世界糖尿病日促成了“诺德”和“诺和”两家胰岛素制造企业的诞生。在此后65年这两家公司公司一直运用国际最前沿的生物研究方法，不断推陈出新，双双成为这一领域的先驱。1989年，“诺德”和“诺和”两家公司决定合并重组，成立了诺和诺德公司胰岛素的诞生：促成诺和诺德公司成立AugustKrogh是哥本哈根大学的教授1920年因发现毛细血管机制而获得诺贝尔奖krogh太太本人就患有糖尿病。1922年Krogh携太太前往美国讲学，在途中不断听到“加拿大的Banting,Best与Macleod提取出了一种有望治疗糖尿病的物质”多伦多的会面1922年11月末前往多伦多拜访Macleod，并获得了在丹麦生产胰岛素的许可权胰岛素初次在临床使用胰岛素治疗后胰岛素治疗前1922年1月1日，Banting和Best给14岁的糖尿病病人注射了胰腺提取物，使患者血糖下降至正常水平另一位糖尿病儿童则因之活至76岁胰岛素正式使用于临床胰岛素发展历程1923动物胰岛素1920193019401950196019701980199020001973单组分胰岛素1978人胰岛素1996胰岛素类似物1946NPH胰岛素1953长效胰岛素未来胰岛素胰岛素的结构差异与临床优势231胰岛素的历史胰岛素的药物动力学内容胰岛素（mu/l）802508162408864时钟时间（小时）进餐葡萄糖胰岛素葡萄糖正常的胰岛素分泌与血糖水平的关系正常人胰腺分泌的胰岛素首先作用于肝脏胰岛素葡萄糖摄取肝糖产生脂肪沉积葡萄糖摄取肝脏是胰岛素作用的首要靶器官靶细胞组织储库降解循环胰岛素溶解解聚扩散抗体–结合自由胰岛素吸收分布作用给药饮食运动反调节降解肾脏排泄（1%）肌肉及脂肪10%-20%肾脏10%-20%肝脏60%-80%清除β细胞胰岛素制剂生物作用外源性人胰岛素的代谢情况皮下注射短效人胰岛素与进餐之间的重要时间间隔当食物被摄入时，胰岛素达峰时间与血糖升高同步非常重要，因此注射时间尤为关键在进餐前30-60分钟注射短效人胰岛素，餐后血糖的漂移将会降低进餐即刻注射速效胰岛素类似物与餐前30分钟注射短效人胰岛素制剂可以获得相似甚至更好的血糖控制胰岛素的吸收在不同部位是不同的腹部最快、腿部最慢、臂部中不同种类胰岛素注射部位也应不同短效的应注射在吸收快的部位长效的可注射在吸收慢些的部位****************腹部臂腿100908070605040300306090120135初始记录的百分率125I胰岛素注射注册后时间（分钟）吸收的变异性•胰岛素抗体的作用–具有循环胰岛素储库的作用–理论上，可能激发无法预料的低血糖的发生，但机率小•胰岛素从血浆中的消失–健康人：血浆中胰岛素寿命3-5分钟–病理状态会影响胰岛素的清除率：如肝病、尿毒症等•降解及排泄–介导胰岛素降解的主要器官：肝脏（60%-80%）、肾脏（10-20%）、外周组织–胰岛素清除：肝脏通过受体介导、肾脏通过肾小球及受体介导循环中的胰岛素动力学•内源胰岛素首要靶器官是肝脏•皮下注射后人胰岛素的交联状态，即从胰岛素六聚体充分稀释、解聚成较小单位所需的时间，是影响胰岛素吸收的主要因素•人胰岛素注射剂量大则六聚体稀释、解聚所需的时间延长，使得胰岛素作用时间延长•不同注射部位胰岛素吸收速率不同小结胰岛素的结构差异与临床优势231胰岛素的历史胰岛素的药物动力学内容胰岛素的三维结构胰岛素六聚体的三维结构图用X线衍射法测出猪胰岛素晶体的立体结构为(中国，1971)：六个胰岛素分子和两个锌离子的胰岛素六聚体两个胰岛素分子形成二聚体，三个二聚体围绕着三重轴形成对称排列的六聚体作为胰岛素的储存形式，在胰岛素制剂注射到人体内也需要经过由六聚体解离为二聚体，再分解为单体释放入血液被利用的过程基因重组胰岛素胰岛素净化人胰岛素动物胰岛素胰岛素发展史上的第一次革命长效胰岛素获得生产资格解决免疫原性问题人胰岛素的产生，降低了免疫源性胰岛素的两个肽链分别为21个氨基酸组成的A链和30个氨基酸组成的B链，氨基酸排列有种属差异人胰岛素的一级结构人胰岛素胰岛素类似物类似物解决模拟生理的问题胰岛素发展史上的第二次革命基因重组胰岛素胰岛素净化长效胰岛素获得生产资格不同的胰岛素类似物基础胰岛素类似物速效胰岛素类似物预混胰岛素类似物速效胰岛素类似物人胰岛素胰岛素类似物胰岛素发展史上的第三次革命？口服胰岛素或者还有…长效胰岛素胰岛素净化基因重组胰岛素类似物获得生产资格非注射给药:口服胰岛素?口服蛋白质和多肽类药物的挑战被酸水解粘液/粘膜/通透性/屏障被酶降解被粘液酶降解被胰酶降解pH变化食物影响通行时间变异吸收总结•人胰岛素解决了动物胰岛素的免疫原性问题：使之降低•胰岛素类似物更加模拟生理性胰岛素分泌，从而解决了外源性人胰岛素非正常生理性的问题•未来的胰岛素类似物将更加模拟生理，同时有望根本解决注射问题