胰岛素的应用
1889年德国科学家明可夫斯基和梅林切除了狗的胰腺,以观察胰腺是否是生存所必需的器官,结果却意外地发现切除了胰腺的狗出现了糖尿病。他们由此推论,糖尿病的发生与胰腺有关。同时其他科学家在显微镜下也发现胰腺中存在一些细小的细胞团,就像海洋中漂浮的小岛,故命名为“胰岛”,但当时人们并不清楚这些细胞的作用。一直到1921年,糖尿病的治疗仍没有取得突破性进展,医生还在用饥饿疗法来延长患者的生命,当时一旦患糖尿病,意味着生存期就只有1~2年。
真正寻找到有效治疗糖尿病的方法的人是加拿大医生班廷。班廷首次成功地从狗的胰腺中提取出胰岛素并用于治疗糖尿病,而其也被称为“胰岛素之父”,班廷和麦克劳德亦因此获得了1923年诺贝尔生理学和医学奖。1924年开始,胰岛素治疗成为糖尿病的标准疗法。
为纪念班廷在糖尿病治疗领域的杰出贡献,1991年世界卫生组织和国际糖尿病联盟决定将其诞辰日——11月14日定为世界糖尿病日。
胰岛素制剂的发展历程
自从班廷成功地提取出胰岛素后,很多医疗研究机构都在为改进胰岛素制剂而努力。胰岛素制剂也历经了“动物胰岛素-人胰岛素-胰岛素类似物”3代的发展,如今的胰岛素制剂也越来越接近“理想”状态。
1动物胰岛素
第一代胰岛素来自猪、牛等动物的胰岛,但最大问题是第一代胰岛素与人胰岛素结构不同,例如猪与人胰岛素结构最为相似,仅有一个氨基酸不同,但就是这个很小的区别,也极易激活人体免疫反应,产生抗体,造成胰岛素用量会越来越大、效果越来越差,加之胰岛素提纯过程中不可避免地存在杂质蛋白,因此,动物胰岛素常出现过敏反应、降糖效果不稳定、胰岛素耐药、注射部位肌肉萎缩、动物传媒感染等,目前动物胰岛素在大多数地区使用逐渐减少。
2人胰岛素
20世纪80年代人类基因重组技术出现,开启了胰岛素第二个时代。通过基因工程将人胰岛素基因植入酵母菌,合成胰岛素的结构和人胰岛素相似,避免了动物胰岛素的不良反应,但其仍存在缺陷,并不能完全模拟人体胰岛素的生理分泌,即进餐后血糖升高,正常胰腺应立即分泌大量胰岛素进入血液发挥作用,而人胰岛素皮下注射后并不能立即起效,有一个延迟过程,因此短效和预混胰岛素必须在餐前30分钟注射,方能与进餐后血糖高峰同步;进餐结束后,正常胰腺分泌应迅速减少,恢复至基础胰岛素水平以防止发生低血糖,而人胰岛素作用衰退的速度延迟,常会发生低血糖。
3胰岛素类似物
20世纪90年代末,科学家通过改变人胰岛素的氨基酸序列,研制出可以更好模仿人生理胰岛素分泌特点、“更像人”的胰岛素,即胰岛素类似物。因其模拟生理胰岛素分泌,速效和预混胰岛素不需要在餐前30分钟注射,在临餐前注射即可,不容易漏打或错打,给患者带来更多便利,且低血糖的发生明显减少。
常见胰岛素制剂类型及品种
1短效胰岛素和速效胰岛素
均是在早、中、晚三餐前注射,能有效控制餐后血糖。① 短效胰岛素,一般称为R,属于人胰岛素,餐前30分钟注射。一般情况下进餐后0.5~1小时血糖水平就会达到高峰,短效胰岛素常需要2~4小时才能达到作用高峰,这种时间上的不合拍不仅不利于有效控制餐后血糖,还容易导致两餐间低血糖的发生。② 速效胰岛素(超短效胰岛素),属于胰岛素类似物,主要有赖脯胰岛素、门冬胰岛素等,可于进餐前注射,患者注射后马上可以进食,若忘记注射,可在开始进餐后20分钟内补充注射。起效快、达峰快、作用时间短,更符合进餐的生理需求。
2中效胰岛素和长效胰岛素
人体胰岛素有两种分泌模式,一种是基础分泌,维持基础情况下的血糖平稳,例如夜间和未进餐;另一种是餐时分泌,即正常人进食后迅速分泌胰岛素以防止餐后血糖增高。中效胰岛素和长效胰岛素主要用于提高基础胰岛素水平。