大肠杆菌生产人胰岛素

大肠杆菌生产人胰岛素

基因工程自诞生以来发展很快。

1972年，美国斯坦福大学生物化学系主任贝格尔把两种病毒的DNA人工组合到一起，形成了第一个人工重组DNA分子，这是基因工程的开创性工作。

1973年，科恩发表一篇报告，说他们把大肠杆菌的两种质粒的DNA连接到了一起，并且又送回到大肠杆菌细胞中去，重组质粒的DNA得到了复制和表达。这是第一次完成了一个基因工程。

1976年，美国用大肠杆菌生产出了本来由人脑产生的生长抑制素，完成第一个有实用价值的基因工程。已知生长抑制素是含有14个氨基酸的多肽链，在清楚其结构以后，根据遗传密码可以倒推出它的基因结构——一条由42个核苷酸组成的DNA片断。人工合成这个DNA片断，再把它送入大肠杆菌。由这项研究开始，科学家又掌握了一条获得基因的新途径——人工合成。

使用类似方法，美国人在1978年又用大肠杆菌生产出了胰岛素，使胰岛素可以工业化生产，给糖尿病患者带来了福音。原先胰岛素的来源是从牛胰脏提取，产量有限。用化学方法人工合成胰岛素仅有科学意义而无实用价值，因为成本太高了。现在世界医药市场上的胰岛素，已经大半是基因工程的产品了。

鼠生长激素、人生长激素、鸡卵清蛋白、人白细胞干扰素等许多种物质，也都已经可以用大肠杆菌生产。

生物制法：首先剪切胰岛素基因，再将胰岛素基因转入人的大肠杆菌内，再创造大肠杆菌裂殖的有利环境，对大肠杆菌进行大规模培养，使之产生大量的治疗糖尿病的药物——胰岛素。

基因制法: 在基因工程人胰岛素的生产过程中,一般是先表达胰岛素原,然后对胰岛素原复性,复性后的胰岛素原通过酶切得到有活性的胰岛素.其中胰岛素原的复性效率是决定最终收率的关键因素,正确折叠与错误折益胰岛素原的分子量完全相同,结构非常相似,采用RT-HPLC可对其进行分离检定.Sergeev等利用反相色谱建立了复性液中胰岛素原的检测方法.如果要对正确折叠与错误折盛胰岛素原的结构进一步说明,可将其用蛋白酶V8酶解,然后用RP-HPLC-MS作肤图谱.Damn等用S.aureus protease V8酶解胰岛素原,然后用R'FHPLC做肚谱图,并结合质谱法对重组胰岛素原的折受过程进行了监测.

新胰岛素工艺提升市场超15% 行业格局将变

(2009-05-22 10:57:54)

糖尿病在过去十年里在全球各地发展势头十分迅猛，现在中国、印度、巴西和俄罗斯等新兴工业国也已迈入糖尿病高发国行列。而尽管目前国际医药市场上已有磺酰脲类、α－葡糖苷酶抑制剂类和噻唑烷二酮类等数十个品种的降糖药，但临床医学界早已观察到糖尿病人对这些药物发生了耐受现象。

作为糖尿病“最后的治疗手段”的胰岛素，其需求量因此不断上升。

目前，全球胰岛素市场被诺和诺德、礼来和赛诺菲－安万特所垄断，我国的吉林通化东宝药业的产能也突飞猛进，已跻身胰岛素领先生产商行列。然而，胰岛素生产工艺层出不穷，据说已有转基因植物胰岛素生产工艺诞生，由此引起了上述生产商的关注。

新技术来袭

就胰岛素生产工艺而言，在20世纪80年代以前，国际市场所需胰岛素原料药基本来自动物胰岛素，但随着生物工程制药业的崛起和重组DNA技术的日趋成熟，利用酵母菌表达人胰岛素基因法生产的人胰岛素已成为国际胰岛素市场上的主流产品，而副作用较大的动物胰岛素在西方国家早已退出舞台，目前仅少数国家仍在继续使用，估计动物胰岛素目前所占世界胰岛素市场的份额已不足5％近期，加拿大SemBioSys生物工程公司宣称，其已成功利用北美洲常见的一种油料植物??红花（可榨取食用红花油）经转基因技术改造后生产出人胰岛素产品。据该公司CEO鲍曼先生介绍，该公司

经多年试验，现已能做到每英亩红花所产的红花籽能提取到1公斤左右的人胰岛素产品（这些胰岛素原料药加工成制剂足以供2500名糖尿病人使用1年）。鲍曼还称，该公司利用红花提取的人胰岛素原料药的价格，仅为利用转基因酵母菌法生产的同类产品价格的70％。由此推测，若今后转基因红花生产的人胰岛素产品能获准上市，则其价格将进一步下降至现胰岛素市场价的40％或更低。据悉，SemBioSys公司已在2008年初正式向美国FDA提出其转基因红花人胰岛素产品在美进行临床试验的申请。现该产品正在做Ⅰ~Ⅱ期临床试验。

一旦该人胰岛素在美通过临床试验并上市，将为早已竞争十分激烈的国际胰岛素市场增添一强有力的新竞争对手。从理论上讲，利用转基因植物生产蛋白质类药品要比利用大肠杆菌等真核细菌转基因生产的药品更容易，且很容易获得高产。而且，发酵转基因微生物需要价格极其昂贵的不锈钢制发酵罐与提取设备（在国外每套不锈钢制发酵罐/提取设备的市场价格在几百万至上千万美元），而如利用转基因植物来生产人蛋白质药品则无需任何发酵设备，只需像种植普通作物那样播种、田间管理和收获，大大节省了生产成本。

因此，全球医药业界人士的目光都集中在SemBioSys公司身上，一旦该人胰岛素通过临床试验并获上市批文，将是世界上首个利用转基因植物生产并上市的胰岛素，具有里程碑意义。从另一个角度来看，诺和诺德、礼来等胰岛素生产商的市场份额将不可避免地受到该产品的威胁。

巨头们严阵以待

业内人士分析，SemBioSy公司的人胰岛素原料药将挟其低廉的生产成本优势，不仅对欧美胰岛素生产商构成巨大威胁，对我国的吉林通化东宝和北京甘李药业两大人胰岛素生产商所造成的影响同样不容小觑。

据悉，我国通化东宝药业经扩产后，去年其重组基因人胰岛素原料药产量已从几年前微不足道的年产200公斤急速扩张至去年3000公斤年产能的规模化生产水平，估计这一胰岛素原料药产量约占国际市场胰岛素当年供应量的1/5。

而国家有关部门为鼓励国内企业提高胰岛素原料药出口数量水平，今年年初已出台了胰岛素出口退税新政策，即胰岛素类产品的出口退税率从原来的5％提高至13％。这一措施将极大地促使国内胰岛素原料药生产企业将目光更多地从国内市场转向海外市场。令人欣慰的消息是，吉林通化东宝药业公司已与20多个国家的客商达成出口胰岛素原料药和制剂的意向，几年来，该公司已向苏丹、乌克兰、俄罗斯、埃及、巴西、巴基斯坦、印度、伊朗和尼泊尔等国家累计出口1亿多美元的人胰岛素产品。如果没有新情况出现，我国胰岛素原料药对外出口前景将是一片光明。

据了解，虽然早在20多年前美国已有一些生物工程制药公司利用转基因土豆、转基因香蕉、转基因西红柿和转基因烟草等高产作物成功生产出抗病毒疫苗，但迄今为止，上述产品中尚未有被FDA批准上市的先例。据美国科学家分析，植物远比大肠杆菌或酵母菌等微生物所含成分更复杂，一旦植物中的植物毒素或其它未知成分由于提取工艺不纯而带入产品中并进入人体，是否会引起严重的副作用也未必可知。所以，尽管美国生物制药公司早在20多年前即已有利用转基因植物生产人蛋白质药品的构想和实践，但美国至今未见有任何一种人用蛋白质类药品是利用转基因植物所生产和上市。

那么，今年这一局面是否会被打破？据悉，诺和诺德、礼来、赛诺菲－安万特、通化东宝均在密切注视着SemBioSys的人胰岛素产品是否能顺利获得FDA的上市许可。不管事态发展如何，国际胰岛素市场增长率今年将超过15％，但今年恐将充满变数，对我国刚刚起步不久的生物工程法生产胰岛素原料药企业来说考验尤为严峻。胰岛素国际市场是否有新走向，还将拭目以待。(医药经济报)

工业生产胰岛素精制工艺改革研究

——Ⅲ.从粗品胰岛素精制高纯胰岛素

--《南京大学学报数学半年刊》1986年03期

胰岛素制剂的纯度与其抗原性密切相关。1972年Eli Lilly公司制成了单峰胰岛素和单组成胰岛