重組人胰島素生產(chǎn)工藝

關(guān)于重組人胰島素生產(chǎn)工藝重組人胰島素

定義：

胰島素是由胰島β細(xì)胞受內(nèi)源性或外源性物質(zhì)如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸等的刺激而分泌的一種蛋白質(zhì)激素。胰島素的生物合成胰島素合成的控制基因在第11對(duì)染色體短臂上。在β細(xì)胞的細(xì)胞核中，胰島素基因區(qū)DNA向mRNA轉(zhuǎn)錄，mRNA從細(xì)胞核移向細(xì)胞漿的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，轉(zhuǎn)譯成由109個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成的前胰島素原。前胰島素原經(jīng)過(guò)蛋白水解作用除其前肽，生成86個(gè)氨基酸組成的長(zhǎng)肽鏈——胰島素原（Proinsulin）。胰島素原隨細(xì)胞漿中的微泡進(jìn)入高爾基體，經(jīng)蛋白水解酶的作用，切去31、32、60三個(gè)精氨酸連接的鏈，斷鏈生成沒(méi)有作用的C肽，同時(shí)生成胰島素，分泌到β細(xì)胞外，進(jìn)入血液循環(huán)中。未經(jīng)過(guò)蛋白酶水解的胰島素原，生物活性?xún)H有胰島素的10%。結(jié)構(gòu)：胰島素由A、B兩個(gè)肽鏈組成。A鏈有11種21個(gè)氨基酸，B鏈有15種30個(gè)氨基酸，共26種51個(gè)氨基酸組成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四個(gè)半胱氨酸中的巰基形成兩個(gè)二硫鍵，使A、B兩鏈連接起來(lái)。此外A鏈中A6(Cys)與A11(Cys)之間也存在一個(gè)二硫鍵。

第2頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天豬胰島素牛胰島素賴(lài)脯人胰島素（禮來(lái)公司、速效Ins）

門(mén)冬胰島素（諾和諾德公司、速效Ins）

甘精胰島素

(安萬(wàn)特公司、長(zhǎng)效Ins)人胰島素原B30A8;A10;B30

B28;B29B28A21;B31;B32第3頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天3DStructureofInsulin胰島素二聚體（dimer）胰島素六聚體（hexamer

）第4頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天Ins的性質(zhì)

第5頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天胰島素的功能胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素，也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。藥理作用治療糖尿病、消耗性疾病。目前臨床使用的胰島素來(lái)源

1、動(dòng)物胰島素：從豬和牛的胰腺中提取，兩者藥效相同，但與人胰島素相比，豬胰島素中有1個(gè)氨基酸不同，牛胰島素中有3個(gè)氨基酸不同，因而易產(chǎn)生抗體。

2、半合成人胰島素：將豬胰島素第30位丙氨酸，置換成與人胰島素相同的蘇氨酸，即為半合成人胰島素。

3、重組人胰島素（現(xiàn)階段臨床最常使用的胰島素）：利用生物工程技術(shù)，獲得的高純度的生物合成人胰島素，其氨基酸排列順序及生物活性與人體本身的胰島素完全相同。

第6頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天1921年----從動(dòng)物胰腺中提取出胰島素，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)胰島素治療的歷史。

1926年----重結(jié)晶胰島素

1930s----傳統(tǒng)中、長(zhǎng)效動(dòng)物胰島素

1970s----單峰胰島素和單組分胰島素

70年代末----半合成胰島素

1982年----采用基因重組技術(shù)生產(chǎn)的人胰島素正式上市。90年代至今----重組人胰島素類(lèi)似物成功研發(fā)上市，包括超短效和長(zhǎng)效人胰島素類(lèi)似物。第7頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天動(dòng)物來(lái)源的胰島素（28種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)ILETINILILLYNPHPURIFIEDPORKISOPHANEINSULINNOVONORDISKINCILETINIILILLYPROTAMINEZINC&ILETINI(BEEF-PORK)LILLYINSULINNOVONORDISKINCPROTAMINEZINCANDILETINIILILLYINSULININSULATARDNPHNORDISKNOVONORDISKINCPROTAMINEZINCANDILETINII(PORK)LILLYINSULINNORDISKMIXTARD(PORK)NOVONORDISKINCPROTAMINEZINCINSULINBRISTOLMYERSSQUIBBLENTARDNOVONORDISKINCREGULARILETINIILILLYLENTENOVONORDISKINCREGULARILETINII(PORK)LILLYLENTEILETINIILILLYREGULARPURIFIEDPORKINSULINNOVONORDISKINCLENTEILETINII(PORK)LILLYREGULARINSULINNOVONORDISKINCLENTEINSULINNOVONORDISKINCSEMILENTENOVONORDISKINCNPHILETINI(BEEF-PORK)LILLYSEMILENTEINSULINNOVONORDISKINCNPHILETINIILILLYULTRALENTENOVONORDISKINCNPHILETINII(PORK)LILLYULTRALENTEINSULINNOVONORDISKINCNPHINSULINNOVONORDISKINCVELOSULINNOVONORDISKINC第8頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天半合成來(lái)源的胰島素（5種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)INSULATARDNPHHUMANNOVONORDISKINCMIXTARDHUMAN70/30BAYERPHARMSNOVOLIN70/30NOVONORDISKINCNOVOLINLNOVONORDISKINCNOVOLINNNOVONORDISKINC第9頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天基因重組來(lái)源的胰島素（27種）藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)藥品名稱(chēng)生產(chǎn)企業(yè)APIDRASANOFIAVENTISUSLANTUSSANOFIAVENTISUSEXUBERAPFIZERLEVEMIRNovoNordiskHUMALOGLILLYMIXTARDHUMAN70/30BAYERPHARMSHUMALOGMIX50/50LILLYNOVOLIN70/30NovoNordiskHUMALOGMIX75/25LILLYNOVOLINLNOVONORDISKINCHUMALOGPENLILLYNOVOLINNNOVONORDISKINCHUMULIN50/50LILLYNOVOLINRNOVONORDISKINCHUMULIN70/30LILLYNOVOLINR（Purified）NOVONORDISKINCHUMULIN70/30PENLILLYNOVOLOGNOVONORDISKINCHUMULINBRLILLYNOVOLOGMIX70/30NOVONORDISKINCHUMULINLLILLYVELOSULINBRNOVONORDISKINCHUMULINNLILLYVELOSULINBRHUMANNOVONORDISKINCHUMULINRLILLYHUMULINULILLYHUMULINRPENLILLY第10頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天通化東寶

1998年12月研制出中國(guó)第一支基因重組胰島素“甘舒霖”

甘舒霖?R--常規(guī)重組人胰島素注射液甘舒霖?N--低精蛋白重組人胰島素注射液甘舒霖?30R--30/70混合重組人胰島素注射液（30%常規(guī)重組人胰島素和70%低精蛋白重組人胰島素）深圳科興蘇泌啉--常規(guī)重組人胰島素注射液蘇泌啉恩--低精蛋白重組人胰島素注射液徐州萬(wàn)邦

萬(wàn)邦林--常規(guī)重組人胰島素注射液萬(wàn)蘇林—豬胰島素制劑胰島素國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家其他（持有藥品注冊(cè)證）

---南京新天生物化學(xué)制藥有限公司、華西醫(yī)科大學(xué)制藥廠、上海第一生化制藥廠、武漢生化制藥廠等第11頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天臨床用胰島素分類(lèi)普通胰島素：從動(dòng)物胰臟中提取人胰島素傳統(tǒng)中長(zhǎng)效胰島素

長(zhǎng)效人胰島素類(lèi)似物速效人胰島素類(lèi)似物非注射胰島素第12頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天

傳統(tǒng)中長(zhǎng)效胰島素制劑

低精蛋白鋅胰島素：胰島素、魚(yú)精蛋白和鋅的結(jié)晶。例：禮來(lái)公司，HumulinN(rDNA、大腸桿菌)

諾和諾德，NovolinN(rDNA、釀酒酵母)

胰島素鋅混懸液：精蛋白鋅胰島素與常規(guī)胰島素的混懸液例：禮來(lái)公司，Humulin30/70(30%常規(guī)胰島素，70%精蛋白鋅胰島素)Humulin50/50

諾和諾德，Novolin30/70Novolin50/50缺陷：作用時(shí)間少于24小時(shí)作用峰值明顯，夜間低血糖危險(xiǎn)性高吸收不穩(wěn)定結(jié)霜現(xiàn)象，由于溫度過(guò)冷或過(guò)熱導(dǎo)致胰島素再玻璃瓶壁沉淀，喪失活性第13頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天速效胰島素特點(diǎn)：起效快，皮下注射后15分鐘起效。達(dá)峰快，注射后15分鐘起效，30～60分鐘達(dá)到藥效高峰。藥效維持時(shí)間短，大約在3小時(shí)左右（2～4小時(shí)）。

藥代動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)與進(jìn)餐后人體內(nèi)源性胰島素分泌十分相似，能夠很好地控制當(dāng)餐后血糖而且不容易發(fā)生低血糖。起效時(shí)間達(dá)峰時(shí)間峰持續(xù)時(shí)間作用消除時(shí)間常規(guī)皮下Ins:30-90min1.5-2.5h2-4h6-8h生理Ins：0-20min30-45min2-3h3-4h第14頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天Lispro（賴(lài)脯胰島素，Humalog?）是第一個(gè)用于臨床的速效胰島素類(lèi)似物,由美國(guó)禮來(lái)公司研制生產(chǎn)，將人胰島素的B28與B29位的氨基酸對(duì)換。。Aspart（門(mén)冬胰島素，Novolog?）由丹麥諾和諾德公司研制生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)與人胰島素的區(qū)別在于用天冬氨酸取代了B鏈28位上的脯氨酸。APIDRA（賴(lài)谷胰島素，Apidra?）安萬(wàn)特公司研制，以賴(lài)氨酸和谷氨酸分別取代了人胰島素B3位的天冬氨酸和B29位的賴(lài)氨酸。第15頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天長(zhǎng)效胰島素-人胰島素類(lèi)似物1.

甘精胰島素（glargine）：商品名Lantus?------甘氨酸替代胰島素A鏈21位門(mén)冬氨酸、并在B鏈末端增加兩個(gè)精氨酸。

●使胰島素結(jié)合更多帶正電的氨基酸殘基，改變等電點(diǎn)，使等電點(diǎn)由5.4上升至中性。這樣，胰島素類(lèi)似物在酸性條件下可溶，在生理的近中性條件下結(jié)晶。2.InsulinDetemir：商品名Levemir?

------胰島素B鏈29位賴(lài)氨酸側(cè)鏈通過(guò)?；B接一個(gè)N-16-烷基酸的14碳游離脂肪酸●該游離脂肪酸能與白蛋白結(jié)合，延緩與胰島素受體結(jié)合，從而延長(zhǎng)其半衰期。

第16頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天InsulinDetemir（Levemir?）諾和諾德公司研制

glargine（Lantus?）安萬(wàn)特公司研制第17頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天胰島素肺部吸入制劑--------Exubera●輝瑞、萬(wàn)安特以及Nektar共同研發(fā)●于2006.1.27被FDA批準(zhǔn)●一種作用快的胰島素干粉吸入劑●適用于餐前給藥，其胰島素吸收具有速效化的特征第18頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天胰島素制備工藝

以動(dòng)物胰臟為原料提取胰島素

----酸醇提取法

※傳統(tǒng)胰島素---豬、牛胰臟提取，只經(jīng)一步重結(jié)晶

※單峰胰島素----凝膠過(guò)濾純化

※單組分胰島素---凝膠過(guò)濾、離子交換純化

半合成胰島素----以豬胰島素為原料，酶修飾后得到人胰島素重組DNA技術(shù)生產(chǎn)人胰島素

※AB鏈合成：分別表達(dá)AB鏈，化學(xué)方法連接

※逆轉(zhuǎn)錄法：表達(dá)胰島素原，酶切得到重組人胰島素第19頁(yè),共26頁(yè)，2024年2月25日，星期天重組DNA技術(shù)制造人胰島素

AB鏈合成法：以人工合成的人胰島素A鏈和B鏈基因分別與半乳糖苷酶基因連接，形成融和基因，分別在大腸桿菌中表達(dá)A鏈和B鏈，然后再通過(guò)化學(xué)氧化作用，通過(guò)二硫鍵連接起來(lái)?！驯惶蕴?/p>