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胰岛素是如何诞生及发展的?让我们走进胰岛素的“前世今生”→
2024-05-08

近日,国家组织胰岛素集采协议期满后的接续采购成功开展,进一步稳定药品价格、控制价差,有助于提高患者用药可及性,优化临床用药结构。胰岛素是临床常用的糖尿病治疗药物,注射胰岛素也是最有效的降糖措施之一。胰岛素作为拯救广大“糖友”生命的医学成就,是如何诞生及发展的?现在,让我们走进胰岛素的“前世今生”。


胰岛如何调节血糖水平?


要说清这个问题,首先需要了解一下“血糖”是什么?食物经过一系列复杂的消化分解后转化为葡萄糖,由胃肠道吸收进入血液。血液中的葡萄糖含量,即为血糖。葡萄糖是细胞能量的主要来源,我们的一举一动都需要“燃烧”葡萄糖来提供能量,但是这个“燃烧”过程,只有在葡萄糖进入细胞后才会启动,因此细胞获取葡萄糖的能力影响着血糖的高低。


正常情况下,餐后随着食物的消化吸收血糖升高,胰岛中的β细胞便会分泌胰岛素,刺激细胞对葡萄糖的摄取和利用,如果多余的葡萄糖用不完,还会促进其转移到肝脏,以糖原的形式储存备用。总之,经过胰岛素的作用后,人体中血糖含量下降,回到正常水平。相反,在饥饿或剧烈运动消耗血糖时,人体血糖含量下降,胰岛中的α细胞会分泌胰高血糖素,将肝脏中储存的糖原分解成葡萄糖,进入血液,防止血糖过低。健康人的胰岛细胞通过分泌这些激素把血糖水平调控在正常的范围内。


胰岛素与糖尿病


当胰岛素分泌不足或不能被细胞有效利用时,多余的葡萄糖就无法进入细胞,在血液中积聚起来。体内血糖高到一定水平时,肾脏也无法把血液中葡萄糖全部“回收”,一部分葡萄糖就会随尿液排出,形成“糖尿”,这是“糖尿病”的典型临床症状。


糖尿病是一种常见的慢性病,是由遗传、生活习惯等因素共同作用而引起,主要分为1型和2型糖尿病。1型糖尿病是指胰岛β细胞破坏,基本无法分泌胰岛素,需终身依赖胰岛素治疗。2型糖尿病是指胰岛可以产生胰岛素,但无法分泌足够的量,或者胰岛素刺激细胞获取葡萄糖的能力下降,导致血液中葡萄糖含量高于正常水平。糖尿病患者若长期不注意控制血糖,可能引起全身小血管病变,形成多种并发症,如糖尿病足溃疡、视网膜病变、肾病、高血压等。


对于1型糖尿病,主要治疗方案为注射胰岛素来降低血糖;对于2型糖尿病,疾病早期患者可通过口服降糖药来治疗,当口服降糖药无法达到良好降糖效果时,也需要注射胰岛素来控制血糖。2型糖尿病是可预防的,在日常生活中,我们应保持健康的生活方式,合理饮食、适量运动、充足睡眠,来预防糖尿病的发生。

胰岛素的前世今生


1、动物胰岛素(第一代胰岛素)的诞生使曾经的绝症患者得以挽救


早在公元前1500年的古埃及,就有关于糖尿病的记载,直至100多年前,糖尿病仍是一种致命疾病,在确诊后患者往往伴随心、脑、肾、皮肤等全身多种严重的并发症,只能痛苦地等待死亡。为了摆脱糖尿病的魔咒,人们想尽了办法。最知名的是“饥饿疗法”,患者仅摄入低能量、低碳水食物,这很大程度上降低血糖,并延长寿命。但是很多患者长时间处于饥饿的痛苦状态,最终因营养不良合并感染而死亡。直到1921年,外科医生班廷及其助理成功从狗身上提取胰岛素,并成功降低糖尿病狗的血糖,治疗这类在当时来说的“绝症”终于迎来了曙光。1922年,首位患者接受胰岛素治疗,成功地在短时间内将高血糖降至正常水平,次年,礼来公司完成胰岛素的批量生产。糖尿病终于不是难以攻克的绝症,班廷也因此获得了1923年的诺贝尔生理学或医学奖。


现在看来,班廷时代的胰岛素只是未完善的粗制品。从动物身上提取的胰岛素纯度不高且伴随杂质,提取成本高且产量低,无法满足患者用药需求。1965年,我国科学家全球首次人工合成结晶牛胰岛素,开创了实验室人工合成胰岛素的先河,在探索医学奥秘的征途中迈出了关键的一步。


2、人胰岛素(第二代胰岛素)开启高纯度合成新纪元

人工合成结晶牛胰岛素实现了胰岛素低成本的批量生产,广大患者得以救治。但是动物胰岛素与人类自体分泌的胰岛素在结构上存在差异,可能会诱发过敏或产生胰岛素抵抗,糖尿病人期待着疗效更好、副作用更小的胰岛素诞生。


20世纪80年代,以基因重组技术为基石的人胰岛素应运而生,高度纯化的人胰岛素对于血糖控制更加精确,因此很快取代了第一代的动物胰岛素。依据作用方式及起效时间,人胰岛素可分为餐时、基础及预混三类。餐时人胰岛素起效快,作用持续时间短,在餐前使用,防止餐后的血糖升高过快;基础人胰岛素主要用于控制两餐后血糖,作用时间较长;预混人胰岛素则是餐时和基础人胰岛素的混合,可针对患者需求定制,灵活性强。实际使用过程中,人胰岛素仍然存在一定局限性。注射胰岛素无法很好模拟人体正常情况下胰岛素的分泌特点,可能出现血糖波动范围大的问题,血糖长期偏高会增加并发症风险,血糖过低则立即会出现头晕、头痛、视力模糊等低血糖反应,对从事危险作业的人会造成风险。


3、胰岛素类似物(第三代胰岛素)开启模拟自体胰岛素分泌新篇章


为了解决上述问题,20世纪90年代末,经过对人胰岛素的氨基酸序列及结构调整,胰岛素类似物研发成功。相比于人胰岛素,胰岛素类似物更好地模拟了体内胰岛素的分泌特点,能更平稳地控制血糖,并且给药时间更加灵活。依据作用方式,胰岛素类似物也分为餐时、基础及预混三大类。三代基础胰岛素与二代胰岛素相比,在人体内代谢时间更长,作用维持时间从13-20小时提高到了20-30小时,普通患者可以实现每天注射一次,减少了患者用药的痛苦和麻烦。近年,诺和诺德公司和赛诺菲公司分别上市了德谷胰岛素和甘精胰岛素(U300),分别将作用维持时间延长到了42小时和36小时。这种“超长效”胰岛素让患者用药时间更加灵活,血糖控制也更为平稳。


三代胰岛素的发展让广大糖尿病患者得到更好的救治,在欧美发达国家,三代胰岛素代替二代胰岛素成为了主流产品。在我国,集采前由于三代基础胰岛素价格过高,推广过程相对较慢,随着国内企业的三代胰岛素技术和生产取得重大进展,三代胰岛素也具备了降价条件。集采后三代胰岛素大幅降价,经医保报销后,经济能力一般的患者也可承受三代胰岛素的费用,可以预期三代胰岛素将在我国得到快速、大面积地推广使用。


近年来,胰岛素产品仍然不断地更新迭代,出现了胰岛素与其他降糖药物联用的复合制剂,此外,不需要注射的胰岛素产品也处于积极研发中,如口服型胰岛素、呼吸道给药的吸入型胰岛素、经皮给药的智能胰岛素贴片等。未来胰岛素产品将不断优化和改进,以更高效、更安全、更智能的方式,为患者带来优质治疗和舒适体验。

来源:国家医保局、河北省医疗保障局

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