BY:王腾王腾 时佳时佳 孙玉新孙玉新 玛依努尔玛依努尔 据世界卫生组织统计，据世界卫生组织统计，20112011年全球糖尿年全球糖尿病患者病患者2.82.8亿，在中国，已突破亿，在中国，已突破92009200万万人，人，发病率达发病率达10%10%，同时由于老龄化等因素，国，同时由于老龄化等因素，国内还有内还有90009000多万的潜在糖尿病患者加之多万的潜在糖尿病患者加之中国糖尿病患者整体治疗率不足三成，且中国糖尿病患者整体治疗率不足三成，且人均胰岛素使用量偏低，仅为美国糖尿病人均胰岛素使用量偏低，仅为美国糖尿病患者人均使用量的患者人均使用量的0.8%0.8%，所以中国胰岛素，所以中国胰岛素市场潜力巨大市场潜力巨大胰岛素定胰岛素定义：义：胰岛素是由胰岛细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸等的刺激而分泌的一种蛋白质激素胰岛素结胰岛素结构：构：胰岛素由A、B两个肽链组成A链有11种21个氨基酸，B链有15种30个氨基酸，共26种51个氨基酸组成其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键，使A、B两链连接起来此外A链中A6(Cys)与A11(Cys)之间也存在一个二硫键。
猪胰岛素猪胰岛素牛胰岛素牛胰岛素赖脯人胰岛素（礼来公司、速效赖脯人胰岛素（礼来公司、速效Ins）门冬胰岛素门冬胰岛素 （诺和诺德公司、速效（诺和诺德公司、速效Ins）甘精胰岛素甘精胰岛素 (安万特公司、长效安万特公司、长效Ins)人胰岛素原人胰岛素原B30 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29B28 A21 ;B31 ;B32 3D Structure of Insulin胰岛素二聚体（胰岛素二聚体（dimer）胰岛素六聚体（胰岛素六聚体（hexamer）Ins的性质的性质 胰岛素的功能胰岛素的功能 稳定性稳定性 Ins在弱酸性水溶液中或混悬在中性缓冲液中较稳在弱酸性水溶液中或混悬在中性缓冲液中较稳定定 还原剂及多种重金属使还原剂及多种重金属使Ins失活失活 紫外线、光氧化、超声波会引起紫外线、光氧化、超声波会引起Ins变性胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素药理作用药理作用 治疗糖尿病、消耗性疾病治疗糖尿病、消耗性疾病1921年年-从动物胰腺中提取出胰岛素，开创了人类胰从动物胰腺中提取出胰岛素，开创了人类胰岛素治疗的历史岛素治疗的历史1926年年-重结晶胰岛素重结晶胰岛素1930s-传统中、长效动物胰岛素传统中、长效动物胰岛素1970s-单峰胰岛素和单峰胰岛素和 单组分胰岛素单组分胰岛素 70年代末年代末-半合成胰岛素半合成胰岛素重组胰岛素的研究历史重组胰岛素的研究历史1982年年-采用基因重组技术生产的人胰岛素正式上采用基因重组技术生产的人胰岛素正式上市市。
1998年，成功研制出了中国第一支基因重组人胰岛素年，成功研制出了中国第一支基因重组人胰岛素制剂制剂“甘舒霖甘舒霖”90年代至今年代至今-重组人胰岛重组人胰岛 素类似物成功研发上市，素类似物成功研发上市，包括超短效和长效人胰包括超短效和长效人胰 岛素类似物岛素类似物基因重组人胰岛素研 制成功 基因重组人胰岛素实验中国胰岛素市场状况 放眼全球，胰岛素作为最重要的糖尿病治疗药物，放眼全球，胰岛素作为最重要的糖尿病治疗药物，在过去在过去5 5年中取得了年中取得了14%14%的复合增长率，的复合增长率，20102010年已达到年已达到145145亿亿美元的销售额但胰岛素市场高度集中于三巨头美元的销售额但胰岛素市场高度集中于三巨头诺和诺德、礼来和赛诺菲安万特，三家公司占全球胰岛诺和诺德、礼来和赛诺菲安万特，三家公司占全球胰岛素素90%90%以上的市场份额以上的市场份额目前临床使用的胰岛素来源目前临床使用的胰岛素来源 1、动物胰岛素：从猪和牛的胰腺中提取，两者药效相同，但与人胰岛素相比，猪胰岛素中有1个氨基酸不同，牛胰岛素中有3个氨基酸不同，因而易产生抗体动物来源的胰岛素（动物来源的胰岛素（28种）种）2、半合成人胰岛素：将猪胰岛素第30位丙氨酸，置换成与人胰岛素相同的苏氨酸，即为半合成人胰岛素。
半合成来源的胰岛素（半合成来源的胰岛素（5种）种）3、重组人胰岛素（现阶段临床最常使用的胰岛素）：利用生物工程技术，获得的高纯度的生物合成人胰岛素，其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰岛素完全相同基因重组来源的胰岛素（基因重组来源的胰岛素（27种）种）基因重组来源的胰岛素基因重组来源的胰岛素（27种）种）药品名称药品名称生产企业生产企业药品名称药品名称生产企业生产企业APIDRA SANOFI AVENTIS US LANTUS SANOFI AVENTIS US EXUBERA PFIZER LEVEMIR Novo Nordisk HUMALOG LILLY MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS HUMALOG MIX 50/50 LILLY NOVOLIN 70/30 Novo NordiskHUMALOG MIX 75/25 LILLY NOVOLIN L NOVO NORDISK INC HUMALOG PEN LILLYNOVOLIN N NOVO NORDISK INC HUMULIN 50/50 LILLY NOVOLIN R NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 LILLY NOVOLIN R（Purified）NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 PEN LILLYNOVOLOG NOVO NORDISK INC HUMULIN BR LILLYNOVOLOG MIX 70/30 NOVO NORDISK INC HUMULIN L LILLYVELOSULIN BR NOVO NORDISK INC HUMULIN N LILLYVELOSULIN BR HUMANNOVO NORDISK INC HUMULIN R LILLYHUMULIN U LILLYHUMULIN R PEN LILLY胰岛素给药方式的发展胰岛素给药方式的发展一种新的注射给药方式一种新的注射给药方式:NIS泵泵 通过一条与人体相连的软管向体内持续输注胰岛素的装置。
它模拟人体健康胰腺分泌胰岛素的生理模式俗称“人工胰腺人工胰腺”维持血液中维持血液中INS水平水平 缩短控制高血糖的时间缩短控制高血糖的时间 减少低血糖发生，减少低血糖发生，减轻病人多次皮下注射减轻病人多次皮下注射INS的痛苦的痛苦 INS泵是强化治疗的最佳手段泵是强化治疗的最佳手段口服给药：由于采用了包裹的方法来保护胰岛素制口服给药：由于采用了包裹的方法来保护胰岛素制剂，口胰岛素在胃及小肠内不被破坏，在大肠内分剂，口胰岛素在胃及小肠内不被破坏，在大肠内分解、释放出来，通过肠黏膜进行吸收解、释放出来，通过肠黏膜进行吸收肺部给药：巨大的肺泡表面积、极薄的肺泡、丰富的肺部给药：巨大的肺泡表面积、极薄的肺泡、丰富的毛细血管网、狭小的气血通路、低酶活性、肺深处较毛细血管网、狭小的气血通路、低酶活性、肺深处较慢的清除速率等，这些良好的生理环境为蛋白多肽的慢的清除速率等，这些良好的生理环境为蛋白多肽的吸收提供了有利条件吸收提供了有利条件眼部给药：眼部给药：INS主要通过眼结膜和鼻泪管黏膜吸收进主要通过眼结膜和鼻泪管黏膜吸收进入体循环两达到降糖效果一般眼内容量少，入体循环两达到降糖效果一般眼内容量少，INS作作用时间短，生物利用度低因此人们致力于研究能延用时间短，生物利用度低因此人们致力于研究能延长长INS作用时间的滴眼剂，并选择刺激性小的滴眼剂。
作用时间的滴眼剂，并选择刺激性小的滴眼剂鼻腔给药黏膜内血管丰富黏膜上蛋白酶含量也比胃肠道中鼻腔给药黏膜内血管丰富黏膜上蛋白酶含量也比胃肠道中少，减少了少，减少了INS被酶破坏失活提高了药物的生物利用度被酶破坏失活提高了药物的生物利用度许多药物动力学研究表明，鼻黏膜吸收许多药物动力学研究表明，鼻黏膜吸收INS的机制与体内内的机制与体内内源性的源性的INS释放极为相似，为鼻腔释放极为相似，为鼻腔INS给药提供了理论依据给药提供了理论依据鼻腔给药需要加入吸收促进剂才能增加吸收效果鼻腔给药需要加入吸收促进剂才能增加吸收效果口服给药、局部给药口服给药、局部给药 人胰岛素分类人胰岛素分类 传统中长效胰岛素传统中长效胰岛素 长效人胰岛素类似物长效人胰岛素类似物 速效人胰岛素类似物速效人胰岛素类似物 非注射胰岛素非注射胰岛素速效胰岛素速效胰岛素特点：特点：起效快，皮下注射后起效快，皮下注射后15分钟起效分钟起效达峰快，注射后达峰快，注射后15分钟起效，分钟起效，3060分钟达到药效高峰分钟达到药效高峰药效维持时间短，大约在药效维持时间短，大约在3小时左右（小时左右（24小时）小时）药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似，药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似，能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖。
能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖起效时间起效时间 达峰时间达峰时间峰持续时间峰持续时间 作用消除时间作用消除时间常规皮下常规皮下Ins:30-90min1.5-2.5h 2-4h6-8h生理生理Ins：0-20min30-45min2-3h3-4h Lispro（赖脯胰岛素（赖脯胰岛素，Humalog ）是第一个用于临床的速效胰岛素类似物,由美国礼来公司研制生产，将人胰岛素的B28与B29位的氨基酸对换Aspart（门冬胰岛素，（门冬胰岛素，Novolog ）由丹麦诺和诺德公司研制生产，结构与人胰岛素的区别在于用天冬氨酸取代了B链28位上的脯氨酸APIDRA（赖谷胰岛素，（赖谷胰岛素，Apidra ）安万特公司研制，以赖氨酸和谷氨酸分别取代了人胰岛素B3位的天冬氨酸和B29位的赖氨酸长效胰岛素长效胰岛素-人胰岛素类似物人胰岛素类似物1.甘精胰岛素甘精胰岛素（glargine）：）：商品名商品名Lantus-甘氨酸替代胰岛素甘氨酸替代胰岛素A A链链2121位门冬氨酸、并在位门冬氨酸、并在B B链末端链末端增加两个精氨酸增加两个精氨酸使胰岛素结合更多带正电的氨基酸使胰岛素结合更多带正电的氨基酸残基，改变等电点，使等电点由残基，改变等电点，使等电点由5.4上升至中性。
这样，上升至中性这样，胰岛素类似物在酸性条件下可溶，在生理的近中性条胰岛素类似物在酸性条件下可溶，在生理的近中性条件下结晶件下结晶2.Insulin Detemir：商品名商品名Levemir -胰岛素胰岛素B链链29位赖氨酸侧链通过酰基化连接一个位赖氨酸侧链通过酰基化连接一个N-16-烷基烷基 酸的酸的14碳游离脂肪酸碳游离脂肪酸该该游离脂肪酸能与白蛋白结合，延缓与胰岛素受体结合，从而延长其半衰游离脂肪酸能与白蛋白结合，延缓与胰岛素受体结合，从而延长其半衰期Insulin Detemir（Levemir ）诺和诺德公司研制诺和诺德公司研制 glargine（Lantus）安万特公司研制安万特公司研制胰岛素肺部吸入制剂胰岛素肺部吸入制剂-Exubera辉瑞、万安特以及辉瑞、万安特以及Nektar 共同研发共同研发于于2006.1.27被被FDA批准批准一种作用快的胰岛素干粉吸入剂一种作用快的胰岛素干粉吸入剂适用于餐前给药，其胰岛素吸收具有适用于餐前给药，其胰岛素吸收具有速效化的特征速效化的特征胰岛素制备工艺胰岛素制备工艺 以动物胰脏为原料提取胰岛素以动物胰脏为原料提取胰岛素-酸醇提取法酸醇提取法 半合成胰岛素半合成胰岛素-以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素重组重组DNADNA技术生产人胰岛素技术生产人胰岛素 AB链合成：分别表达链合成：分别表达AB链，化学方法连接链，化学方法连接 逆转录法：表达胰岛素原，酶切得到重组人胰岛素逆转录法：表达胰岛素原，酶切得到重组人胰岛素重组重组DNA技术制造人胰岛素技术制造人胰岛素 1.AB链合成法链合成法：以人工合成的人胰岛素以人工合成的人胰岛素A链和链和B链基因分别与半乳糖苷酶基因连接，形成融链基因分别与半乳糖苷酶基因连接，形成融和基因，分别在大肠杆菌中表达和基因，分别在大肠杆菌中表达A链和链和B链，链，然后再通过化学氧化作用，通过二硫键连接然后再通过化学氧化作用，通过二硫键连接起来。
起来已被淘汰已被淘汰2.反转录酶法：仿照天然合成途径反转录酶法：仿照天然合成途径 通过胰岛素原的通过胰岛素原的cDNA合成，表达产物是胰合成，表达产物是胰岛素原，经工具酶切开，除去岛素原，经工具酶切开，除去C-肽得人胰岛肽得人胰岛素Ins A链链Ins B链链转化大肠杆菌转化大肠杆菌发酵发酵A链链B链链纯化纯化二硫键二硫键活性胰岛素活性胰岛素AB链合成人胰岛素链合成人胰岛素质质粒粒Ins mRNA反转录反转录Ins cDNA转化大肠杆菌转化大肠杆菌PCR连接连接胰岛素原胰岛素原活性胰岛素活性胰岛素二硫键酶切酶切 提取质粒提取质粒限制性内切酶酶切限制性内切酶酶切 反转录酶法合成人胰岛素反转录酶法合成人胰岛素 离子换，分子筛色谱，反相色谱结晶CNBr裂解，去除保户多肽发酵胰岛素原融合蛋白胰岛素原（SSO3）粗品亚硫基化胰岛素原纯化胰岛素原纯品酶切解离A,B链胰岛素粗品纯化的人胰岛素基因重组大肠杆菌生产重组人胰岛素工艺流程基因重组大肠杆菌生产重组人胰岛素工艺流程破碎菌体 包涵体 尿素溶解 复性酵母系统生产重组人胰岛素的工艺流程酵母系统生产重组人胰岛素的工艺流程发酵菌种 摇瓶种子培养 种子罐培养 生产罐发酵 微小胰岛素原溶液 离心除去菌体超滤、离子交换吸附沉淀 纯化的胰岛素原 胰岛素粗品 胰酶和羧肽酶处理 离子交换色谱、分子筛色谱、二步反相色谱 重结晶、胰岛素纯品酵母系统生产重组胰岛素酵母系统生产重组胰岛素优点：二硫键的结构与位置正确，不需要复性加工处理缺点：表达低，发酵时间长表达载体结构基因组成：信号肽、前肽序列、MCS 和微小胰岛素原。
前肽序列引导目的蛋白通过正确的分泌途径至胞外宿主：贝克酵母分泌量大，形成二硫键，培养基简单，高密度发酵，无热原和有毒物质发酵生产重组人胰岛素设备重组胰岛素的质量控制 测定生物活性 效价测定 控制产品中杂质或潜在有害物质 保证产品安全性保证产品安全性和有效性长期重复大剂量使用1.通化东宝通化东宝 1998年年12月研制出中国第一支基因重组胰岛素月研制出中国第一支基因重组胰岛素“甘舒霖甘舒霖”甘舒霖甘舒霖 R-常规重组人胰岛素注射液常规重组人胰岛素注射液 甘舒霖甘舒霖 N-低精蛋白重组人胰岛素注射液低精蛋白重组人胰岛素注射液 甘舒霖甘舒霖 30R-30/70混合重组人胰岛素注射液混合重组人胰岛素注射液 （30%常规重组人胰岛素和常规重组人胰岛素和70%低精蛋白重组人胰岛素低精蛋白重组人胰岛素）2.深圳科兴深圳科兴 苏泌啉苏泌啉-常规重组人胰岛素注射液常规重组人胰岛素注射液 苏泌啉恩苏泌啉恩-低精蛋白重组人胰岛素注射液低精蛋白重组人胰岛素注射液 3.徐州万邦徐州万邦 万邦林万邦林-常规重组人胰岛素注射液常规重组人胰岛素注射液 万苏林万苏林猪胰岛素制剂猪胰岛素制剂胰岛素国内主要生产厂家胰岛素国内主要生产厂家其他其他（持有药品注册证）（持有药品注册证）-南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上海第一生化南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上海第一生化 制药厂、武汉生化制药厂制药厂、武汉生化制药厂 等等。