化学的今天与明天-药用胰岛素的历史、发展及应用特点

化学的今天与明天

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论文题目要求：小而专有关化学和生命健康本质的文献资料集结型文献综述

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药用胰岛素的历史、发展及应用特点

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(内蒙古科技大学矿业学院矿物加工工程**级**班，学号********)

摘要：胰岛素是治疗糖尿病的特效药。它的发现给了糖尿病患者生的希望。本文回顾了胰岛素的历史，描述了胰岛素的发展，了解一下胰岛素的应用特点，以求对胰岛素有一个基本的认识。

关键词：药用胰岛素历史发展应用特点

引言：糖尿病作为一种严重的疾病已广为人知，它是目前世界各国的主要疾病之一。伴随者寿命的延长和生活水平进一步的提高，糖尿病将成为21世纪对人类健康的主要危害。发现胰岛素以前，患病者不是死于酮症酸中毒，就是最终饿毙，悲惨的情状是现代人所不能想像的。而应用胰岛素治疗糖尿病始于1922年，至今仍为治疗1型糖尿病的首选药物，具有不可替代的作用。

一，胰岛素的历史

糖尿病既是一种古老的疾病，又是一种年轻的疾病。说它古老，是因为有文献记载的糖尿病历史可追溯到2000多年以前；说它年轻，是因为对糖尿病的真正认识从近代才开始，这时．糖尿病像洪水猛兽一样向我们逼近，已经严重威胁着人类的健康与寿命。在与糖尿病抗争的漫长历史过程中，人类经历了以下4个阶段：传统经验应用阶段，化学药物兴起阶段，胰岛素使用阶段，综合技术发展阶段。[1]

发现胰岛素以前，糖尿病治疗几乎没有有效的方法。

1889年德国医学家发现胰腺和糖尿病之间存在关联。

1920年，年轻的加拿大医生班亭读到一篇研究报告，其中讲到胰管被结石阻塞的病例，其胰腺的外分泌腺组织萎缩，但胰岛细胞却能存活良好。于是班亭想到可以将实验动物的胰管以手术结扎，模仿结石阻塞的情况；等外分泌线腺萎缩后或许可以分离出胰岛中未知的降血糖物质。

1921年夏天，班亭与其助手在实验室中，将动物胰腺绞碎并用酒精溶解萃取。

他们发现所获得的胰腺萃取液，确实具有降低实验动物的高血糖的作用。接下来他们将萃取物纯化，分离出其中的有效物质，定名为胰岛素。

1921年12月，班亭在美国生理学会年会上报告了胰岛素的发现，引起医学界的轰动，由此他们获得了1923年诺贝尔生理学和医学奖，同时也开创了蛋白质治疗的新理念。

1955年Sanger发现了胰岛素的一级结构而又一次获得了诺贝尔化学奖。1965年我国科学家人工合成结晶牛胰岛素成功也几乎获得诺贝尔奖。

1969年Hodgkins利用X-射线衍射测定了胰岛素的三维立体结构再一次获得了诺贝尔化学奖。

早期的胰岛素是从猪、牛或羊的胰脏提取的粗产品，直到1936年才由Scott利用重结晶法在锌离子的存在下得到了纯化的胰岛素晶体，同时也为以后长效胰岛素制剂的发展奠定了基础。但是，真正在胰岛素纯化方面的历史性突破是1960年色谱技术出现以后，从而使高纯度的单一胰岛素分子的制备成为可能。

早期的动物胰岛素有较强刺激性，作用时间短，20世纪30年代后，研究者使用鱼精蛋白结合胰岛素，使之作用时间延长，每天只需1～2次注射即可。在其后的几十年里，胰岛素在世界各地的医院使用，取得空前的成效

20世纪60年代，研究人员又设法提取人胰岛素。因为动物胰岛素与人胰岛素存在细微差异，抗原性降低了它的效能。但人胰岛素的来源数量有限，不能满足需要。

到了70年代，研究者突破性地使用生物技术人工合成了人胰岛素。

基因合成的人胰岛素与从人体提取的胰岛素的化学组成和结构完全一样。它是通过生物工程，在基因重组的微生物体内合成的。它没有异体抗原性，使用非常安全。

美国Eli Lilly公司于1982年首先利用重组DNA技术合成人胰岛素，标志着生物工程药物时代的开始。现在已有超过50多种基因药物已进入市场并有350多

种基因重组药物正在进行临床前试验，预计在下一个10年内，生物工程工业将是在医药领域发展最快的一个领域。现代生物工程的发展可以根据人们的设计来改造胰岛素肽链的个别氨基酸或序列使其产生我们需要的某种功能如增加作用时间、提高稳定性等，目前有300多个胰岛素相似物已在实验室制备出来，并且有些已进入市场，主要有短效的Insulin Lyspro（Humalog）和Insulin Aspart （Novolog），长效的有Inˉsulin glargine 和丹麦Novo公司生产的NN304又称Deˉtemir 。随着人类基因组计划的完成，由重组DNA技术制备胰岛素而开创的生物工程技术的成功必将为人类的医学发展带来深远的影响。

20世纪70年代末，丹麦的Novo公司生产的半合成胰岛素曾大量投放市场，但很快就被重组基因工程生物合成人胰岛素取代并广泛应用于临床，主要的制剂有美国Eli公司的优泌林系列（Humulin）和丹麦的Novo公司的诺和灵系列。[2] 最新一代的胰岛素产品，称为“基因重组人胰岛素类似物”，它将人胰岛素的部分氨基酸作了修改，这种修改使其更符合临床治疗的需要。与合成人胰岛素一样，胰岛素类似物是通过生物工程合成生产的。2002年，第一个人胰岛素类似物在我国上市。

经改造的基因胰岛素类似物包括速效和超长效胰岛素类似物。

速效胰岛素类似物以单体胰岛素的形式直接入血，因此能够在注射后迅速被吸收，10分钟即可起效。作用时间持续24小时的超长效胰岛素类似物主要用于持续控制基础血糖。它可以与速效类似物联合使用，能很好地模拟正常人的生理性胰岛素分泌，使糖尿病患者的血糖水平得到24小时理想控制。[3]

长期的高血糖水平会导致多种器官的并发症，降低患者生活质量，增加致残致死率。因此，严格的降糖治疗是患者获得健康生活的保证。为了更好地模仿人体生理胰岛素分泌，使患者血糖更加平稳，乃至达到与健康人相似的血胰岛素和血糖波动水平，研究者一直在不断地改进胰岛素制剂，并配合更合理的给药方案。胰岛素的研究，已经经历了80多年的发展，取得了显着的成就。我们期待着不断的科技进步，引领现代医学走向与疾病斗争的最终胜利。