重組激素類藥物

重組激素類藥物胰島素與糖尿病直至20世紀(jì)的前兩個十年，那些因胰島素嚴(yán)重缺乏的１型糖尿病患者的命運就向現(xiàn)代人們患上惡性腫瘤或艾滋病一樣，生命岌岌可危。其后，得于胰島素的發(fā)現(xiàn)和用于臨床治療，不僅能很好的控制高血糖，也使糖尿病患者恢復(fù)原有的壽命，得到與正常人相同的享受生活的權(quán)利。一、重組人胰島素第2頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研發(fā)史自18世紀(jì)至今，在諸多研究者不斷進取的努力下，胰島素的研究經(jīng)歷了五個階段：

發(fā)現(xiàn)胰島素

得到胰島素

了解胰島素

合成胰島素

改造胰島素第3頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史

得到胰島素1921年

從狗的胰臟提取了胰島素并用于臨床JamesBCollip(化學(xué)家)FrederickG.Banting(醫(yī)生)

獲1923年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎

ChariesHBest(學(xué)生助理)J.J.RMacleod(生理學(xué)家)獲1923年諾貝爾生理學(xué)獎為紀(jì)念四位科學(xué)家為糖尿病治療做出的杰出貢獻將班?。˙anting）醫(yī)生的生日（11月14日）定為世界糖尿病日第4頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—了解胰島素1955年——

FrederickSanger(英國)

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闡明牛胰島素的氨基酸排列順序獲得1958年諾貝爾化學(xué)獎第5頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—了解胰島素RosalynYalow(andSolomonBerson)（美國）1959年開始用放射免疫方法測定血液中胰島素含量1977年，獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎第6頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—得到胰島素1926年JohnJ.Abel

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得到結(jié)晶胰島素1935年ScottandFiacher

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獲得高純度結(jié)晶胰島素第7頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—得到胰島素1936年

HansChristanHagedorn,etal

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合成魚精蛋白鋅胰島素(PZI)1946年HansChristanHagedorn,etal

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合成中效胰島素制劑（NPH）Hagedorn，是PZI、NPH的主要發(fā)明者，內(nèi)科醫(yī)師，博士，丹麥Steno糖尿病中心創(chuàng)始人，兼任主任26年第8頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—得到胰島素1951年——鋅胰島素1961年——中性可溶性胰島素1964年——預(yù)混胰島素1972年——單峰胰島素1973年——單組分胰島素（純度達到99%）第9頁,共59頁，2024年2月25日，星期天1965年王應(yīng)睞，鄒承魯，龔岳亭等

(中)KatsoyannisPG(美)Meienhorer(德)

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人工合成牛胰島素1967年DonaldF.Steiner(美)

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發(fā)現(xiàn)胰島素原1969年DorothyHodgkin(英)

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確定胰島素氨基酸排列的三維空間結(jié)構(gòu)1971年P(guān)ierreFreychet(美)

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確認胰島素受體胰島素的研究發(fā)展史—了解胰島素第10頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—了解胰島素

1958年，由中科院上海生物化學(xué)所、有機化學(xué)所和北京大學(xué)聯(lián)合進行人工合成胰島素研究，1965年獲得人工合成牛胰島素。牛胰島素晶體結(jié)構(gòu)模型第11頁,共59頁，2024年2月25日，星期天動物胰島素的副作用

免疫反應(yīng)胰島素耐藥高血糖、低血糖反復(fù)發(fā)生注射部位脂肪萎縮水腫（水鈉潴留）第12頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—合成胰島素1979年Ullrich和Itakura

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闡明了胰島素質(zhì)粒的分子序列1979-1981年Goeddel和Chance

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開始用DNA技術(shù)生物合成人胰島素1981年-

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基因合成重組人胰島素系列制劑第13頁,共59頁，2024年2月25日，星期天諾和靈人胰島素的生產(chǎn)過程第14頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素的研究發(fā)展史—了解胰島素用X線衍射法測出豬胰島素晶體的立體結(jié)構(gòu)為(中國，1971)：六個胰島素分子和兩個鋅離子的胰島素六聚體。兩個胰島素分子形成二聚體，三個二聚體圍繞著三重軸形成對稱排列的六聚體。作為胰島素的儲存形式，在胰島素制劑注射到人體內(nèi)也需要經(jīng)過由六聚體解離為二聚體，再分解為單體釋放入血液被利用的過程。胰島素六聚體的三維結(jié)構(gòu)圖第15頁,共59頁，2024年2月25日，星期天目前短效胰島素治療的問題皮下注射起效時間慢作用時間長早期餐后高血糖和隨后的下一餐前的低血糖危險升高餐前30分鐘注射胰島素依從性差臨床需要起效更快的胰島素制劑—速效胰島素類似物第16頁,共59頁，2024年2月25日，星期天20世紀(jì)末

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人胰島素類似物研制成功

胰島素的研究發(fā)展史

改造胰島素胰島素的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)對維持其生物活性有很重要的意義，人工合成的胰島素制劑受此影響在皮下注射后需有一定的解離時間才能發(fā)揮效力，故治療時需提前20-30分鐘注射胰島素。糖尿病人需要更接近生理狀態(tài)、使用方便的胰島素制劑。利用基因重組技術(shù)，修飾胰島素的氨基酸組合：第17頁,共59頁，2024年2月25日，星期天A1B1213028272728lispro基因合成的人胰島素類似物優(yōu)泌樂賴脯胰島素速效胰島素A1B12130天門冬氨酸賴氨酸glulisine谷氨酸賴氨酸谷賴胰島素基因重組的速效人胰島素類似物，直接以單體胰島素的形式入血，能夠在注射后被迅速吸收，注射10分鐘后即可起效。與長效胰島素聯(lián)合應(yīng)用，模擬基礎(chǔ)、餐時胰島素治療，血糖更易控制，低血糖發(fā)生率低。第18頁,共59頁，2024年2月25日，星期天人胰島素類似物

基因重組的速效人胰島素類似物的預(yù)混制劑，具有餐時注射起效快，靈活方便的特性。A1B12130天門冬氨酸脯氨酸aspart諾和銳門冬胰島素諾和銳30特充速效胰島素第19頁,共59頁，2024年2月25日，星期天基因合成的人胰島素類似物超長效人胰島素類似物,比常規(guī)長效胰島素作用時間更長,主要用于24小時長期控制基礎(chǔ)血糖?？梢耘c速效類似物聯(lián)合使用,能很好的模擬正常人的生理性胰島素分泌,使糖尿病患者的血糖水平得到24小時理想控制。A1B12130肉豆蔻酸賴氨酸detemirA1B12130精氨酸甘氨酸glargin32天門冬氨酸來得時甘精胰島素中、長效胰島素地特胰島素諾和平第20頁,共59頁，2024年2月25日，星期天與胰島素研究相關(guān)的諾貝爾獎項斯德哥爾摩-諾貝爾頒獎大廳

1923--F.G.Banting醫(yī)學(xué)獎

J.J.R.Macleod生理學(xué)獎

1958--FrederickSanger化學(xué)獎

1977--RosalynYalow

生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎

TheNobelPrize第21頁,共59頁，2024年2月25日，星期天胰島素抵抗和胰島素分泌缺陷：2型糖尿病發(fā)病機理

胰島素敏感性

胰島素分泌大血管病變30%50%50%50%70%-100%

40%70%150%10%100%100%2型糖尿病糖耐量低減

出現(xiàn)胰島素抵抗

正常糖代謝

第22頁,共59頁，2024年2月25日，星期天二、重組人生長激素第23頁,共59頁，2024年2月25日，星期天GH的相關(guān)基礎(chǔ)知識生長激素的概述生長激素的釋放和調(diào)控生長激素的分泌生長激素分泌的刺激因素生長激素分泌的抑制因素生長激素的生理作用第24頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素概述結(jié)構(gòu)：含有191個氨基酸殘基的單鏈，由兩個二硫鍵連接的蛋白質(zhì)。分子量：22KD分泌：垂體前葉(腺垂體)嗜酸細胞分泌,是腺垂體中含量最多的激素,約占腺垂體激素的50%。圖為hGH一級結(jié)構(gòu)第25頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素概述生長激素每天的分泌量:--兒童期約為16~20ug/kg.d--青春期激增到20~38ug/kg.d--成人分泌量減少,一直維持至老年第26頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素概述hGH是非糖基化蛋白質(zhì)激素,在垂體和循環(huán)中hGH的分子是非均一,包括單體、單體聚合體、分子片段和單體與其它蛋白的復(fù)合物。hGH-１基因為正常的hGH，主要在垂體的生長激素細胞中表達；hGH-2基因是一個變異基因，幾乎只在胎盤中表達；病理情況下，hGH-2基因可在垂體瘤組織中表達。hGH-１基因編碼２１７個aaGH前體，翻譯后剪去26個aa的信號肽，形成22KD的191個氨基酸單鏈多肽的hGH；另一種剪切方式形成2０KD的1７６個氨基酸單鏈多肽；hGH-2基因的翻譯產(chǎn)物可發(fā)生糖基化，使分子量增加到2５KD。22KDhGH約占垂體內(nèi)hGH的７０～７５％，是循環(huán)中主要的hGH。第27頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素的天然構(gòu)象第一張生長激素晶體衍射照片顯示SCIENCE，1992；255：306-312第28頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素概述第29頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素的分泌、調(diào)節(jié)高級神經(jīng)中樞下丘腦垂體前葉生長激素GHRH(+)SRIF(-)IGFs(亦稱生長介素)直接作用甲狀腺性腺第30頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素的分泌與調(diào)節(jié)特點：脈沖式分泌,與年齡相關(guān)，青春發(fā)育中期分泌脈沖幅度最大，分泌量最多頻率：間隔約3～5小時高峰：睡后一小時分泌達高峰，分泌量是一天總量的一半以上。調(diào)節(jié)：下丘腦分泌兩個神經(jīng)激素生長激素釋放激素（GHRH）生長激素釋放抑制激素（SRIF）中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過多巴胺，5-羥色胺和去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)控GHRH和SRIH的分泌。第31頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生理下生長激素的分泌模式間隔3~5小時*，約8個脈沖/日，夜間最高第32頁,共59頁，2024年2月25日，星期天青春期不同階段生長激素的分泌青春期前早中后成人年齡（歲）9.0±0.311.5±0.214.4±0.216.4±0.423.0±0.624hGH濃度(ug/L)6.7±1.04.7±0.713.8±2.44.4±0.93.9±0.5GH脈沖強度(ug/L)14.4±1.312.8±1.322.4±2.814.7±3.910.3±1.3GH脈沖數(shù)(24h)8.8±0.77.0±0.57.8±0.66.6±0.66.1±0.5GH分泌(ug?kg-1

?24h-1)2920601917第33頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素生理作用（一）促進生長，調(diào)節(jié)骨代謝刺激骨骺端軟骨細胞分化、增殖，從而促進骨生長，使骨長度增加?？芍苯哟碳こ晒羌毎x，并對維持骨礦物質(zhì)含量、骨密度起重要作用。協(xié)同性激素及促鈣化激素共同干預(yù)骨的重塑。第34頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素生理作用（二）調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝促進蛋白質(zhì)合成，糾正負氮平衡。調(diào)節(jié)脂代謝，降低機體脂肪儲備，增加血清脂肪酸含量，降低血清膽固醇和低密度脂蛋白水平?？山档图毎麑σ葝u素的敏感性，減少外周組織對葡萄糖利用，使血糖升高。對水、礦物質(zhì)代謝有重要作用?？墒辜毎麅?nèi)鉀鹽、磷酸鹽潴留，還可促進腎小管鈉回吸收，引起水、鈉潴留。第35頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素生理作用（三）其他作用增加機體免疫力，刺激免疫球蛋白合成，促進巨噬細胞和淋巴細胞增殖。加速傷口愈合，刺激燒傷創(chuàng)面及手術(shù)切口成纖維細胞合成膠原。促進心肌蛋白合成，增加心肌收縮力，降低心肌耗氧量。GH具有抗衰老,促進腦功能效應(yīng);促進精子形成、排卵等第36頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素分泌的刺激因素深睡眠運動應(yīng)激狀態(tài)低血糖藥物：胰島素（誘導(dǎo)低血糖）、可樂定、精氨酸等第37頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素分泌的抑制因素快眼運動睡眠心理因素中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤分娩損傷藥物：糖皮質(zhì)激素等甲狀腺功能低下第38頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素作用機制GH-IGF-I軸對GH分泌的調(diào)控：下丘腦垂體GH肝臟IGF甲狀腺性腺T3T4TE2GHBPIGFBP軟骨生長板骨生成（+）GHRHSRIF（-）第39頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素作用機制生長激素通過直接作用于骨骼或通過IGF-1介導(dǎo)作用于骨骼，促進骨骼的線性增長?？笹H抗體阻礙GH與受體結(jié)合，從而抑制IGF-1的產(chǎn)生，進而其促生長效果Comparativestudyofbiosynthetichumangrowthhormoneimmunogenicityingrowthhormonedeficientchildren.RougeotC,MarchandP,DrayF,etal.HormRes.1991;35(1):76-81.第40頁,共59頁，2024年2月25日，星期天生長激素發(fā)展史1956年從尸體垂體中分離和提純GH1958-1985年美國至少有8000名兒童接受這種GH治療

1985年報道GH治療后患致命的退行性神經(jīng)疾?。–reutzfeldt-Jakob?。┙?985年體外重組人生長激素合成成功rhGH的大量臨床應(yīng)用成為可能1985年－逾二十萬患者接受治療

第41頁,共59頁，2024年2月25日，星期天FDA批準(zhǔn)生長激素適應(yīng)癥1985兒童生長激素缺乏癥（GHD）1993慢性腎功能不全腎移植前生長不足1996HIV感染相關(guān)性衰竭綜合征1996Turner綜合征身材矮小1997成人GHD替代治療2000Prader-Willi綜合征2001小于胎齡兒（SGA）2003特發(fā)性矮身材（ISS）2003短腸綜合征2006SHOX基因缺少但不伴GHD患兒第42頁,共59頁，2024年2月25日，星期天GH治療副反應(yīng)

局部反應(yīng)：目前少見抗體產(chǎn)生：水劑發(fā)生率低低甲狀腺素血癥：補充甲狀腺素予以糾正暫時性糖代謝異常股骨頭壞死、滑脫：可暫時停用GH并補充VitD和鈣片治療。GH治療副反應(yīng)特發(fā)性良性顱內(nèi)壓升高：暫停GH治療嚴(yán)重者可用脫水劑降低顱內(nèi)壓誘發(fā)腫瘤的可能性：無明確證據(jù)有家族腫瘤發(fā)生遺傳傾向和畸形綜合征、長期超生理劑量GH應(yīng)用者需謹慎。治療過程中應(yīng)密切監(jiān)測隨第43頁,共59頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)

促性腺激素類藥物第44頁,共59頁，2024年2月25日，星期天促性腺激素(gonadotropin，Gn；gonadotropinhormone，GTH)簡稱促性素，包括由腺垂體分泌的LH、FSH和由胎盤分泌的hCG和eCG。促性腺激素的合成和釋放受下丘腦分泌的GnRH的調(diào)控。臨床上藥用的促性腺激素主要是從絕經(jīng)后婦女的尿液中提取的。第45頁,共59頁，2024年2月25日，星期天促性腺激素類藥物促性腺激素的種屬特異性極強，從動物腺垂體提取的制品對人幾乎無效。臨床上藥用的制劑有：孕婦尿液中提取的hCG，絕經(jīng)期婦女尿液中提取的人尿促性素(humanmenopauselgondotropin,hMG)人FSH，純化的FSH和基因重組的FSH第46頁,共59頁，2024年2月25日，星期天藥理作用與FSH的生理作用相似。促進卵泡發(fā)育：增強卵泡的募集和生長，刺激卵泡內(nèi)細胞增殖和發(fā)育促進激素合成：

FSH與LH協(xié)同，卵泡膜細胞產(chǎn)生雄激素，提高顆粒細胞內(nèi)芳香化酶的活性，促進雄激素轉(zhuǎn)化為雌激素；促進排卵、促進黃體的形成，維持黃體的功能。hCG在妊娠早期，由絨毛膜分泌，其結(jié)構(gòu)與LH相似，作用相近。受精后8~10天血中hCG水平開始升高，可作為早孕的診斷依據(jù)之一。第47頁,共59頁，2024年2月25日，星期天三、臨床應(yīng)用Gn主要用于替代治療：適用于Gn水平低下，而性腺反應(yīng)正常的病人。1.下丘腦-垂體功能衰竭：患者血清中FSH、LH和E均低于正常值，而PRL正常，稱低促性腺激素閉經(jīng)。如sheehan’s綜合征，垂體瘤術(shù)后等。2.下丘腦-垂體功能不全時刺激治療。血中FSH、LH和E2水平正常，但不排卵，為Ⅰ度閉經(jīng)。3.超排卵。為IVF-ET做準(zhǔn)備。一百多年前由席漢（Sheehan）發(fā)現(xiàn)的一種綜合癥，當(dāng)產(chǎn)后發(fā)生大出血，休克時間過長，就可造成腦腺垂體功能減退的后遺癥，表現(xiàn)為消溲，乏力，脫發(fā)，畏寒，閉經(jīng)，乳房萎縮等，嚴(yán)重者可致死。臨床上稱之為席漢氏綜合癥。第48頁,共59頁，2024年2月25日，星期天常用促性腺激素類藥物促性腺激素類藥物多為從孕婦或絕經(jīng)期婦女的尿液中提取的活性物質(zhì)，具有促進卵泡生成、成熟和排卵作用，同時能促進和維持黃體功能。常用藥物：絨毛膜促性腺激素(chprionicgonadotropin,CG)尿促性素(humanmenopauselgonadotropin,hMG)尿促卵泡素(urofollitropin)第49頁,共59頁，2024年2月25日，星期天絨毛膜促性腺激素

(chprionicgonadotropin,CG)CG有初孕婦尿液中提取?！倔w內(nèi)過程】注射給藥，12h后達峰值，t1/2=11h，23h；120h后降至穩(wěn)定的低濃度。24h內(nèi)10%~12%藥物以原型從腎排除。給藥后32~36h內(nèi)發(fā)生排卵。第50頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【藥理作用】對女性：促進和維持黃體的功能，促進黃體合成孕激素，促進卵泡的生成和成熟，可模擬LH峰而誘發(fā)排卵。對男性：促進垂體功能低下者睪丸合成雄激素，促使睪丸下降，促進男性第二性征發(fā)育和維持。第51頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【臨床應(yīng)用】不孕癥，黃體功能不足，功能性子宮出血，先兆流產(chǎn)或習(xí)慣性流產(chǎn)，隱睪癥和男性性腺功能減退癥?！静涣挤磻?yīng)】卵巢腫大，伴胃脹、胃痛、盆腔痛；卵巢過度刺激綜合征（OHSS），胸腔、腹腔積液，血容量降低，電解質(zhì)紊亂等。男性性早熟：痤瘡，陰莖睪丸增大，陰毛增生，身高過高。少見不良反應(yīng)：乳房腫大、頭痛、易激動、精神抑郁、疲勞、注射部位疼痛、過敏等。促排卵時可增加多胎率和新生兒發(fā)育不良、早產(chǎn)等。第52頁,共59頁，2024年2月25日，星期天【禁忌癥】垂體增生或腫瘤，前列腺癌或其他與雄激素有關(guān)的腫瘤禁用。性早熟，診斷未明確的陰道流血，子宮肌瘤卵巢腫瘤或卵巢腫大，血栓性靜脈炎，對促性腺激素過敏者禁用。第53頁,共59頁，2024年2月25日，星期天尿促性素（絕經(jīng)促性素）

（humanmenopauselgonadotropin,hMG）由絕經(jīng)期婦女尿中提取?！倔w