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胰岛素的发展史

 裘敏小石头 2018-12-05

胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。外源性胰岛素主要用来糖尿病治疗。

19世纪末,有人发现医学生实习切除胰腺狗的尿液能招致大量的苍蝇,从而发现切掉狗的胰腺可以使狗得糖尿病,以此联想到糖尿病很可能是胰腺功能的缺失造成的。胰腺里含有

一种维持血糖浓度正常的物质。许多科学家都想把这种物质从胰腺里提出来。他们把胰腺捣碎,抽提。均失败。原来,胰腺里大量的蛋白水解酶能够分解胰岛素。

加拿大医学家班廷先尝试结扎狗胰腺导管使分泌胰酶的细胞萎缩。然后切下狗胰腺进行提提。经过多次的失败,终于于1921年7月,成功从狗胰腺里提取出了能够使糖尿病狗血糖降低的物质,把这种物质取名胰岛素。自此,一项伟大的发现完成了,被称为“胰岛素之父”。他和另一名科学家麦克劳德在1923年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

当时获得胰岛素的方法就是从屠宰场拿到冷冻的牛和猪的胰脏,再从磨成粉的胰脏中提纯胰岛素。班廷的团队只能满足很少一部分病人的需求。如何大量制造胰岛素是摆在班廷面前的一个难题。

当班廷发现胰岛素的消息轰动世界的时候,一对丹麦夫妇正在美国度假。克罗格因是哥本哈根大学的一位教授,曾获得诺贝尔生理学或医学奖。他的妻子玛丽是一名医生,也是一名糖尿病患者。凭着职业的敏感,他们意识到这个将会改变成千上万糖尿病患者命运的发现也将改变他们的生活。

此前,美国的礼来公司已经获准大规模工业化生产胰岛素。但欧洲市场和全球市场的需求远非一个公司可以满足。经过谈判,最终,他们获得了在丹麦生产胰岛素的许可权。回到丹麦后,克罗格因夫妇创办了一家公司,专门从事胰岛素的大规模工业生产,这就是现今全球最大的胰岛素制造商诺和诺德公司的前身。1923年诺和诺德制造的胰岛素开始在市场上大量销售,全世界数百万的患者获得了生存的机会,这其中也有克罗格因的妻子玛丽。

胰岛素是在胰岛B细胞中合成的,刚从内质网合成的多肽在N-末端有信号肽链,称前胰岛素原(preproinsulin),相对分子质量为12,000.随后在内质网的信号肽酶的作用下,切除信号肽,成为胰岛素原(proinsulin),相对分子质量9,000,含84个氨基酸。运输到高尔基体后,通过蛋白酶的水解作用,生成一个分子由51个氨基酸残基组成的胰岛素和一个分子C肽。

1922年,胰岛素已经在临床上应用。再后来纯化的胰岛素已经能做成结晶。从1945年到1955年,英国的桑格终于搞清楚了胰岛素的全部化学结构,为胰岛素的人工合成以及分子结构与功能关系的研究奠定了基础。胰岛素的发现,是20世纪生物医学界的一项重大发现,它对挽救成百万糖尿病人作出了巨大的贡献。

1978年,美国的科学家们找到了利用基因重组生产出了和人胰岛素的序列完全相同的胰岛素产品,简称人胰岛素。几年后,欧洲的科学家也制造出同样的产品,因为与人的胰岛素相同,减少了患者的不良反应,人们再也不用依靠动物胰脏,而是能生产出纯净的人胰岛素了。

胰岛素类似物 泛指既可模拟正常胰岛素的分泌,同时在结构上与胰岛素也相似的物质。20世纪90年代末,人类在对胰岛素结构和成分的深入研究中发现,对肽链进行修饰均有可能改变胰岛素的理化和生物学特征,从而能研制出较传统人胰岛素更适合人体生理需要的胰岛素类似物(InsulinSimilitude),亦被称为速效胰岛素或餐时胰岛素。目前已用于临床的有赖脯胰岛素、门冬胰岛素、甘精胰岛素、地特胰岛素等。其中前两种为短效类似物,后两种为长效类似物。

DNA技术带来了一系列新的突破。长效、速效的剂型相继出现了。家用血糖测量仪也有了改进,针头变得更细。还有新型的一次性针筒,胰岛素笔、胰岛素泵等。

胰岛素泵形状、大小如同BP机。它模拟人体健康胰腺分泌胰岛素的生理模式,通过一条与人体相连的软管向体内持续输注胰岛素,俗称“人工胰腺”。这种装置能够按照人体需要的剂量将胰岛素持续地推注到患者的皮下,保持全天血糖稳定,以达到控制糖尿病的目的。

胰岛素发展历程:

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