胰島素是機(jī)體內(nèi)最重要的激素之一，也是維持正常新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育和健康生活必備的物質(zhì)。作為一種蛋白質(zhì)類激素，胰島素參與調(diào)節(jié)糖代謝，主要用于治療糖尿病。從第一代發(fā)現(xiàn)動(dòng)物胰島素到研究第二代人胰島素，再到合成第三代胰島素類似物，不過(guò)100多年歷史，卻意味著人類在揭開(kāi)生命奧秘之路上，邁出新的一步。

1889年德國(guó)科學(xué)家明可夫斯基和梅林切除了狗的胰腺，以觀察胰腺是否是生存所必需的器官，結(jié)果卻意外地發(fā)現(xiàn)切除了胰腺的狗出現(xiàn)了糖尿病。他們由此推論，糖尿病的發(fā)生與胰腺有關(guān)。同時(shí)其他科學(xué)家在顯微鏡下也發(fā)現(xiàn)胰腺中存在一些細(xì)小的細(xì)胞團(tuán)，就像海洋中漂浮的小島，故命名為“胰島”，但當(dāng)時(shí)人們并不清楚這些細(xì)胞的作用。

真正尋找到有效治療糖尿病的方法的人是加拿大醫(yī)生班廷。班廷首次成功地從狗的胰腺中提取出胰島素并用于治療糖尿病，而其也被稱為“胰島素之父”，班廷和麥克勞德亦因此獲得了1923年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1924年開(kāi)始，胰島素治療成為糖尿病的標(biāo)準(zhǔn)療法。為紀(jì)念班廷在糖尿病治療領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，1991年世界衛(wèi)生組織和國(guó)際糖尿病聯(lián)盟決定將其誕辰日——11月14日定為世界糖尿病日。

胰島素制劑的發(fā)展歷史

自從班廷成功地提取出胰島素后，很多醫(yī)療研究機(jī)構(gòu)都在為改進(jìn)胰島素制劑而努力。胰島素制劑也歷經(jīng)了“動(dòng)物胰島素-人胰島素-胰島素類似物”3代的發(fā)展，如今的胰島素制劑也越來(lái)越接近“理想”狀態(tài)。

動(dòng)物胰島素

1922年5月，多倫多大學(xué)與禮來(lái)公司達(dá)成協(xié)議，由科學(xué)家們幫助禮來(lái)開(kāi)展胰島素的規(guī)模生產(chǎn)。到這一年秋天，禮來(lái)的胰島素開(kāi)始源源不斷的運(yùn)往多倫多，這讓眼睜睜看著自己的病人因?yàn)槿鄙偎幬锒廊サ陌嗤⑿老踩艨裣矘O而泣。到這一年年底，禮來(lái)的產(chǎn)量達(dá)到了驚人的每周10萬(wàn)單位。每一天清晨，滿載著冰凍豬和牛胰腺的卡車從芝加哥列隊(duì)開(kāi)進(jìn)禮來(lái)公司的工廠，在那里被有條不紊的切割、浸泡、蒸餾和提純，變成一瓶瓶比金子還寶貴的胰島素。現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)的結(jié)合，迅速顯示了無(wú)堅(jiān)不摧的力量。

在1955年，桑格準(zhǔn)確測(cè)定出了胰島素分子中每一個(gè)氨基酸的順序，而胰島素的三維結(jié)構(gòu)則由另一位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，英國(guó)化學(xué)家多蘿西.霍奇（DorothyHodgkin）測(cè)定。

既然知曉了牛胰島素的全部氨基酸序列，我們是不是可以按圖索驥的人工合成出絕對(duì)純凈的胰島素呢？

實(shí)際上，中國(guó)科學(xué)家在本世紀(jì)屈指可數(shù)的重大科學(xué)貢獻(xiàn)之一，1960年代合成牛胰島素的壯舉，也是受到桑格工作的激勵(lì)和感染。不過(guò)在真實(shí)的歷史上，人工合成的動(dòng)物胰島素從未大規(guī)模地進(jìn)入臨床。這一方面是因?yàn)樵诹呤甏藗円呀?jīng)可以利用先進(jìn)的生物化學(xué)方法，從牛胰腺粗提液中提純出成分單一、雜質(zhì)可以忽略不計(jì)的高純度動(dòng)物胰島素（例如1973年丹麥諾和諾德公司推出的單一組分胰島素），因此對(duì)完全人工合成動(dòng)物胰島素的需求就沒(méi)有那么迫切了。

人胰島素

既然我們可以測(cè)定牛胰島素的氨基酸序列，我們自然也可以測(cè)定人胰島素的氨基酸序列。那么我們是不是就可以完全拋棄不完美的動(dòng)物胰島素，直接在工廠里生產(chǎn)人胰島素蛋白，并用于治療糖尿病了？

1978年，僅僅開(kāi)業(yè)兩年后，年輕的基因泰克公司宣布生產(chǎn)出了人源胰島素，其氨基酸序列和生物功能與人類自身合成的胰島素別無(wú)二致。世界上第一個(gè)基因工程藥物誕生了。1982年，胰島素領(lǐng)域的奠基人禮來(lái)公司開(kāi)始以優(yōu)泌林（Humulin）為商品名銷售基因泰克的產(chǎn)品。

然而，人體胰島β細(xì)胞對(duì)合成、包裝和分泌胰島素有著精密調(diào)控?？上攵ㄟ^(guò)注射器進(jìn)入血管的胰島素顯然沒(méi)有能力精確地追蹤和響應(yīng)血糖水平變化。因此從某種程度上說(shuō)，接受胰島素治療的糖尿病患者仍然和健康人有著明顯的區(qū)別。前者仍然需要小心翼翼的調(diào)節(jié)自身的飲食規(guī)律和注射胰島素的節(jié)奏，保證血糖水平能夠處于相對(duì)合理的范圍內(nèi)。

胰島素類似物

既然我們可以利用重組DNA技術(shù)，將人類胰島素的DNA序列放入細(xì)菌，把細(xì)菌變成微型胰島素工廠，那么我們自然也可以在這個(gè)過(guò)程中，隨心所欲的改變?nèi)祟愐葝u素的DNA和蛋白質(zhì)序列，甚至制造出性能優(yōu)于天然胰島素的全新蛋白質(zhì)藥物來(lái)。

20世紀(jì)90年代末，科學(xué)家通過(guò)改變?nèi)艘葝u素的氨基酸序列，研制出可以更好模仿人體生理胰島素分泌特點(diǎn)、“更像人”的胰島素，即胰島素類似物。賽諾菲（Sanofi）公司開(kāi)發(fā)的新型胰島素（商品名來(lái)得時(shí)/Lantus，通用名甘精胰島素/Insulinglargine），通過(guò)對(duì)人源胰島素進(jìn)行基因修飾（特別是將第21位的甘氨酸替換成了精氨酸），延長(zhǎng)了胰島素的半衰期，使得病人們一天注射一次就可以調(diào)節(jié)基礎(chǔ)血糖。類似的產(chǎn)品還有諾和諾德公司的諾地平（Levemir，通用名地特胰島素/Insulindetemir）。在光譜的另一端，賽諾菲、諾和諾德和禮來(lái)公司也通過(guò)基因工程的方法改造人類胰島素，生產(chǎn)出了能夠在半小時(shí)內(nèi)起效的快速胰島素。

與此同時(shí)，通過(guò)鼻腔吸入式的胰島素正在進(jìn)行III期臨床研究（即治療作用確證階段，包括治療劑量的設(shè)定）。通過(guò)皮膚給藥的胰島素、口服的胰島素……也許就在路上，為我們糖尿病患者帶來(lái)了曙光。