人胰岛素的生产

简介

胰岛素(Insulin)是糖尿病，尤其是I型糖尿病的特效药物

，可以促进血液中葡萄糖的利用而降低血糖，并调节糖、脂肪及蛋白质代谢。WHO 相关资料表明：糖尿病已成为继

心血管疾病、肿瘤之后的第 3 位主要疾病，严重威胁全人类健康，全球共有糖尿病患者 1.75亿人，中国糖尿病患

者9200 万人，已超越印度成为亚洲第一大国。2002 年到2012 年的十年间，全球胰岛素的销售额年复合增长率达14.5%；2010年全球胰岛素药物的销售额超过145亿美元，因此胰岛素药物的开发和生产具有重大的社会效益和经济

效益。

人胰岛素是利用基因重组技术生产出来的。是利用重组DNA 技术生产与天然胰岛素有相同的结构和功能。可调节糖代谢，促进肝脏、骨骼和脂肪组织对葡萄糖的摄取和利用，促进葡萄糖转变为糖原贮存于肌肉和肝脏内，并抑制糖原异生。

❖胰岛素由A、B两个肽链组成。人胰岛素(Insulin Human)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。

主要成份

活性成份：人胰岛素

非活性成份：甘油、间–甲酚

其结构式：

分子式：C257H338N65O77S6

分子量：5807.69

生产企业

中国通化东宝、丹麦诺和诺德、美国礼来

目前，国际上生产医用重组人胰岛素的（recombinant human insulin,rhI）方法主要有三种：

1)用基因工程大肠杆菌(E.coli)分别发酵生产人胰岛素(human

insulin，hI)的A、B链，然后经化学再氧化法，使两条链在一定

条件下重新形成二硫键，得到hI。这一方法缺点较多，目前已

较少使用；

2)用基因工程 E.coli发酵生产人胰岛素原(human

pminsulin，hPI)，后经加工形成hI。E.coli系统表达量高，但缺

点是不利于表达hI这样的小蛋白，产物易降解，故常采用融和

蛋白形式将hPI连接在一个较大的蛋白质后，表达产物需经过

一系列复杂的后加工才能形成有活性的hI；

3)通过基因工程酵母菌发酵生产hPI，经后加工形成hI。酵母系统下游后加工院细菌表达系统简单，但缺点是生产慢，生产周期长，且重组蛋白分泌量少(1～50 mg/L)，产量低。因此，虽然rhI投放市场已久，但人们一直在努力寻求和探索更加有效的表达系统和高效的表达策略，尤其是对E.coli表达系统的研究更是越来越深入，用E.coli系统表达hPI的策略也越来越多。另一方面，在胰岛素的基因工程生产中，下游处理非常复杂，复杂的下游处理极大地降低了胰岛素的最终收率。本研究围绕着提高重组目的蛋白表达量，筒化下游处理过程等方面进行探索，建立了一套经过优化的高效完整的基因工程E.coli 发酵表达(His)6-Arg-Arg-人胰岛素原[(His)6-Arg-Arg-human proinsulin，RRh-PI] ，后加工成hl的制备工艺。

4)医用的胰岛素主要有两种，一种是从动物脏器中生化提取的动物胰岛素，如猪胰岛素、牛胰岛素等，动物脏器中生化提取产量低、成本高（100公斤动物胰腺只能提取4-5克胰岛素，一个病人所需胰岛素要从40头牛或50头猪的胰腺中提取）、纯度低，疗效差；一种是通过基因工程手段的人胰岛素，基因重组人胰岛素纯度高、疗效好

美国的E 1 i L i l l y和丹麦的No v o是目前向

市场供应基因工程人胰岛素的主要厂家，他们

分别研究和利用大肠杆菌和酵母生产人胰岛

素。这两个系统各有利弊，一般讲．大肠杆菌系

统表达效率高，但后处理较难：酵母系统表达量

虽然比较低．对表达产物的处理较简便。关键