人胰岛素和动物胰岛素相比的优势 (人胰岛素是普通胰岛素吗)

99年前,糖尿病被认为是绝症。一个人确诊了糖尿病,他的生命时钟就只剩下数年时间。

直到1921年,加拿大医生班廷从狗的胰腺中提取出胰岛素,随后在糖尿病的治疗上获取了奇迹般的效果。

2年之后,班廷回合麦克劳德获得诺贝尔生理学和医学奖;又次年,胰岛素成为治疗糖尿病的标准疗法;1991年,班廷的生日,11月14日,被世界卫生组织和国际糖尿病联盟确定为世界糖尿病日。班廷,被称为“胰岛素之父”

时间拉回到99年后的今天,血糖控制达标的糖尿病患者,生活质量与健康人群已经不会有太大的区别,胰岛素在糖尿病的治疗中的地位早已是毋庸置疑。从动物源的胰岛素、重组人胰岛素,到各种胰岛素类似物,临床有很多选择的余地。不过,班廷当年使用的狗胰岛素,临床上已不见踪迹。

现如今从动物的胰腺中提取胰岛素,早已满足不了医疗用胰岛素的需求。那非动物源性的胰岛素,是怎么“制造”出来的呢?

胰岛素是天然的好?还是人造的好?正规胰岛素,普通胰岛素,指的是人胰岛素还是猪胰岛素?听说人胰岛素是转基因工程的产物,是真的吗?

生产胰岛素是利用转基因技术吗,人胰岛素基因工程

猪胰岛素,才是正规胰岛素

胰岛素是蛋白质,蛋白质是由氨基酸们手牵手拉在一起形成的肽链,经过空间折叠、交联、修饰后形成。21个氨基酸排好队成为A链,30个氨基酸拉拉手组成了B链,51个氨基酸组成的A链与B链通过二硫键连接起来,组成了胰岛素的基本结构。

不同动物之间胰岛素有细微的不同。牛胰岛素和人胰岛素分子结构相比较,虽然有三个氨基酸不同,好在生理作用相似吗,加之牛拥有健硕的身体和广泛养殖,使得牛胰岛素的获取相对较易,因此,牛胰岛素是最早被广泛用于临床治疗糖尿病的胰岛素。

世界上第一个人工合成的具有生物活性的蛋白质,也是牛胰岛素,由中国科研人员于1965年9月17日完成。

但真正让人类达成“胰岛素自由”的动物,是猪。

猪胰岛素和人胰岛素之间的区别微乎其微,仅仅在B链上的第30位氨基酸残基不同,人胰岛素为苏氨酸,猪胰岛素为丙氨酸。如此细微的差别,使得猪胰岛素与牛胰岛素相比较,生理作用与人胰岛素更接近。因此,猪立即成为医用胰岛素的最主要来源。

猪胰岛素同样易获取,应用更为广泛,广泛到猪胰岛素一度独占胰岛素的“正统地位”。何以见得?看它的别名:正规胰岛素、普通胰岛素,除非特殊说明,指的都是猪胰岛素。瞧,人胰岛素尚未称“正规”,让猪胰岛素捷足先登了。

没办法,猪胰岛素的使用量实在是太大了。很多患者在医院里治疗时,不论是急诊、手术、住院乃至进入了ICU,但凡需要强化能量供给,输注葡萄糖的同时,医生还会在注射液中添加一定剂量的普通胰岛素,以保证机体的糖、蛋白质、脂肪等营养物质代谢顺利进行。很多患者都需要外源性胰岛素,即便不是糖尿病患者。

下次再遇见医生给液体里加上胰岛素,不用觉得奇怪:明明血糖不高,为啥还要使用胰岛素。

再次感叹一下,猪不单单是队友,更是人类的好朋友,浑身都是宝。

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猪胰岛素毕竟是猪的,人胰岛素才更适合用于人体,怎么造出来却是个难题

猪胰岛素的优点再怎么夸,毕竟也还是猪的胰岛素,虽然只是一个氨基酸残基的差别,也会带来一些问题。

首当其冲的,是容易出现过敏反应。

“非我族类,其心必异”,猪胰岛素对于人体来说,属于异种蛋白,有免疫原性。

所谓的免疫原性,是指能引起免疫应答的性能。猪胰岛素进入人体之后,虽然和人胰岛素长得极为相似,免不了会被个别火眼金睛的免疫细胞所发现,并引发过敏反应。虽然比例不高,但由于胰岛素在糖尿病治疗中的重要地位,一旦发生了过敏反应,处理起来还是比较棘手的。

此外,用动物源性的胰岛素进行皮下注射,注射部位更容易出现硬结、脂肪萎缩等现象。

看来,必须想办法把人胰岛素给搞出来!

获取猪胰岛素,可以采取杀猪取胰腺的方式进行,想要获取人胰岛素,这个思路万万不可!

对了,回想起1965年的那个秋天,中国科学家实现了牛胰岛素结晶 的人工全合成,是不是人胰岛素也可以进行全合成呢?

先看一看当年是怎样“拼凑”出来的牛胰岛素:中科院有机所和北京大学化学系负责将人胰岛素的A链进行化学合成,上海生化所负责B链的合成,A链和B链都造出来之后,再将A链和B链进行重组、纯化。

过程艰辛而繁琐,想要进行工业化生产难度很大。

到了20世纪70年代,人胰岛素的量产之路出现了曙光:利用基因工程,让细菌来生产胰岛素!

大致的过程是这样的:从人体细胞中获取用来生产人胰岛素的基因,用一种叫做质粒的细胞器作为载体,想办法把这段基因转载到大肠杆菌工程菌中,再繁殖这些工程菌,让细菌生产出人胰岛素,再从菌液中进行分离、提纯。

通过基因工程,细菌就像是勤劳的小蜜蜂,为人类“酿造”出了人胰岛素。很多厂家胰岛素的标签上,写的是“重组人胰岛素”。其中的重组二字的来源,就是重组DNA技术。

我可没有说,所有的人胰岛素,都是转基因工程的产物!

人胰岛素与猪胰岛素相比较,免疫原性显著下降,生物活性更高,鲜有人过敏,注射部位出现脂肪萎缩也少了。

大名鼎鼎的“诺和灵”系列,以及国产的“甘舒霖”系列,应用的都是重组人胰岛素。

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是不是人胰岛素研发成功了,胰岛素的研究就到头呢?

恰恰相反,人胰岛素实现量产,只是胰岛素类药物研发的一个时间节点,人类只是完成了对自然中存在的胰岛素进行模仿。而随后胰岛素类似物的发现与应用,才渐渐实现了对生理性胰岛素分泌的进一步模仿。

短效的有门冬胰岛素、赖脯胰岛素,长效的甘精胰岛素和地特胰岛素等,严格意义上说,已不是胰岛素,是胰岛素的类似物。

天然的药物未必就是最优秀的药物。通过各种技术手段合成而来的药物,通过其优异的药理性能,大大提高了患者生存质量,实现治病救人的目的,同样是值得推广的好药。

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参考文献:[1]谢雨婷,向宇飞,周智广.突破、完善与希望:胰岛素治疗90年[J].中华糖尿病杂志,2015,7(1):18-21.