胰岛素的发展史PPT参考幻灯片课件.ppt
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1、胰岛素的发现之旅胰岛素的发现之旅insulininsulininsulin12023/2/25 五、糖尿病的危害五、糖尿病的危害六、关注和思考六、关注和思考一、胰岛素的发现一、胰岛素的发现三、胰岛素的分类三、胰岛素的分类 四、胰岛素的临床应用四、胰岛素的临床应用二、胰岛素发展史二、胰岛素发展史22023/2/251921年年 制备出胰岛素制备出胰岛素 -Banting和和Best时间表时间表 1920s 1920s192019201925192519301930在在1920s1920s前前,糖尿病没糖尿病没有治疗的办法有治疗的办法每年都有大量的儿童死于糖尿病每年都有大量的儿童死于糖尿病3202
2、3/2/25192019201925192519301930Banting是加拿大儿童医院外科医师,是加拿大儿童医院外科医师,因为当时的医学对胰脏了解得很少,因为当时的医学对胰脏了解得很少,每当对学生们讲述胰脏和糖代谢的时候,每当对学生们讲述胰脏和糖代谢的时候,Banting总是感到焦虑,心中无底。总是感到焦虑,心中无底。1920年年10月月31日,日,Banting在一次备课时在一次备课时突发了这样的灵感突发了这样的灵感-结扎狗胰管;结扎狗胰管;68周待其退化;周待其退化;将剩余部分取出进行提取。将剩余部分取出进行提取。1921年春,为了验证年春,为了验证自己的想法,自己的想法,Bantin
3、g关闭了诊所,辞掉了工作,关闭了诊所,辞掉了工作,对多伦多大学生理学系对多伦多大学生理学系John J.R.McLeod教授提出了教授提出了唯一的要求:我只要唯一的要求:我只要10条狗,条狗,1名助手,做名助手,做8周实验周实验”。Banting与与22岁的助手岁的助手Charles Best将犬的胰脏取出将犬的胰脏取出切碎,用冰冻过的捣臼研细,加入冷切碎,用冰冻过的捣臼研细,加入冷Ringer液稀释,液稀释,滤掉颗粒,制成了第一份粉红色的胰提取液。滤掉颗粒,制成了第一份粉红色的胰提取液。随后又发现,不结扎胰管使外分泌腺萎缩,随后又发现,不结扎胰管使外分泌腺萎缩,用乙醇就可从胰腺内提取降糖物质
4、。用乙醇就可从胰腺内提取降糖物质。4个月后,胰岛素提取成功。个月后,胰岛素提取成功。而后,而后,MacLeod和和James B.Collip也加入到胰岛素的提纯过程中。也加入到胰岛素的提纯过程中。42023/2/25代谢调节作用代谢调节作用代谢调节作用代谢调节作用降低血糖降低血糖降低血糖降低血糖调节脂质代谢调节脂质代谢调节脂质代谢调节脂质代谢调节蛋白质代谢调节蛋白质代谢调节蛋白质代谢调节蛋白质代谢细胞保护作用细胞保护作用细胞保护作用细胞保护作用抑制抑制抑制抑制 细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡细胞凋亡保护内皮细胞保护内皮细胞保护内皮细胞保护内皮细胞保护体细胞保护体细胞保护体细胞保护体细胞抗炎作用抗炎
5、作用抗炎作用抗炎作用恢复恢复恢复恢复 细胞功能细胞功能细胞功能细胞功能抑制动脉硬化抑制动脉硬化抑制动脉硬化抑制动脉硬化缓解胰岛素抵抗缓解胰岛素抵抗缓解胰岛素抵抗缓解胰岛素抵抗胰岛素的作用:不仅仅是降低血糖胰岛素的作用:不仅仅是降低血糖52023/2/2519231923年,礼来公司上市世界上第年,礼来公司上市世界上第一支动物胰岛素一支动物胰岛素-因苏林。因苏林。上市当年即有上市当年即有75007500位医师对位医师对2,50002,5000例糖尿病患者使用了该药。例糖尿病患者使用了该药。在随后的在随后的5050年间,年间,至少挽救了至少挽救了30003000万糖尿病患者。万糖尿病患者。胰岛素进
6、入临床胰岛素进入临床-创造了糖尿病治疗史上的奇迹创造了糖尿病治疗史上的奇迹62023/2/25192019201925192519301930Ted Ryder在1922年开始使用胰岛素治疗,那年他6岁,死于1992,他是用于胰岛素治疗后生存最久的人。悲伤无助的母亲抱着哭闹不止的15个月大的小JL.注射了2个月的胰岛素后,小JL看上去健康多了,还有点坏脾气。胰岛素开始走进人们的生活胰岛素开始走进人们的生活72023/2/25动物胰岛素动物胰岛素人胰岛素人胰岛素胰岛素类似物胰岛素类似物胰胰岛岛素素的的发发展展历历程程82023/2/25胰岛素单体结构胰岛素单体结构A A链链B B链链92023/
7、2/25 可溶性人胰岛素的自我聚合可溶性人胰岛素的自我聚合:人胰岛素人胰岛素2 2条条B B链链20202929位氨基酸间相互作用形成位氨基酸间相互作用形成双体双体,在中性溶液中及锌离子存在条件下,在中性溶液中及锌离子存在条件下,3 3个二个二聚体形成六聚体。聚体形成六聚体。单体单体 双体双体 六聚体六聚体102023/2/25动物胰岛素牛胰岛素:自牛胰腺提取而来,与人胰岛素结构相差3个氨基酸,故抗原性较强,临床效价偏低。猪胰岛素:自猪胰腺提取而来,与人胰岛素结构最接近,仅相差1个氨基酸,故抗原性较低,临床效价高。112023/2/25141470701 1每年每年每年每年每年每年每年每年 1
8、 1 型糖尿病型糖尿病型糖尿病型糖尿病 动物胰岛素的来源动物胰岛素的来源122023/2/25动物胰岛素的副作用动物胰岛素的副作用 免疫反应免疫反应 胰岛素耐药胰岛素耐药 高血糖、低血糖反复发高血糖、低血糖反复发生生 注射部位脂肪萎缩注射部位脂肪萎缩 水肿(水钠潴留)水肿(水钠潴留)132023/2/25胰岛素的发展人胰岛素的问世1973年年 单组份胰岛素单组份胰岛素 -离子交换技术、分子筛技离子交换技术、分子筛技术术1980年年 半生物合成人胰岛素半生物合成人胰岛素 -化学修饰,酶切割技术化学修饰,酶切割技术1981年年 礼来公司上市了世界上礼来公司上市了世界上第一第一 支人胰岛素支人胰岛素
9、优泌林优泌林 -基因重组基因重组(rDNA)142023/2/25人胰岛素 人工合成的胰岛素与人体内源性胰岛素结构完全相同,故抗原性低,疗效高,且使用人胰岛素极少产生药物过敏反应或皮下脂肪萎缩,免疫性胰岛素抵抗发生率显著下降,用药剂量也相对较少,而且人胰岛素吸收快,作用快,效力集中;在人体内代谢速度也比动物胰岛素快,但半衰期较短。故单用时有可能作用高峰时出现低血糖症或清晨高血糖。人胰岛素的产生:1.合成:将猪胰岛素改变B链第30位氨基酸,从 丙氨酸转变为苏氨酸;2.采用基因工程的技术。152023/2/25物种物种、纯度纯度、PHPH值值可影响药用胰岛素抗体的形成可影响药用胰岛素抗体的形成动物
10、胰岛素动物胰岛素人胰岛素人胰岛素 物种物种(氨基酸序列)(氨基酸序列)与人体与人体不不同同与人体与人体相相同同 纯度纯度杂质水平杂质水平100ppm100ppm杂质水平杂质水平1ppm1ppm PH PH值值酸性,中性酸性,中性中性中性 免疫原性免疫原性高高低低162023/2/25人胰岛素的衍生物-预混人胰岛素:l 诺和灵30/70 l 优泌林30/70l 甘舒林30/70172023/2/25预混胰岛素预混胰岛素:一天两次注射,简单方便BG=血糖 2007 International Diabetes Center,Minneapolis,MN All rights reserved.50
11、4030201000246810121416 18202224时间血浆胰岛素血浆胰岛素(mU/L)182023/2/25胰岛素类似物应运而生胰岛素类似物应运而生1992年年 胰岛素类似物胰岛素类似物 -短效类似物:赖脯胰岛素、门冬胰岛素短效类似物:赖脯胰岛素、门冬胰岛素 -长效类似物:长效类似物:NN304192023/2/25胰岛素类似物胰岛素类似物胰岛素类似物速效速效胰岛素类似物胰岛素类似物长效长效胰岛素类似物胰岛素类似物基础和速效基础和速效两种成分的混合两种成分的混合双时相双时相胰岛素类似物胰岛素类似物赖脯胰岛素赖脯胰岛素(insulin lysproinsulin lyspro)门冬胰
12、岛素门冬胰岛素(insulin aspartinsulin aspart)甘精胰岛素甘精胰岛素(insulin glargineinsulin glargine,来得时)来得时)地特胰岛素地特胰岛素(insulin detemirinsulin detemir)双时相双时相门冬门冬胰岛素类似物胰岛素类似物双时相双时相赖脯赖脯胰岛素类似物胰岛素类似物202023/2/25胰岛素的结构胰岛素的结构SSA A链链B B链链GLyLIeValGlu GLn CysThrSerLleCysSerLeu TyrGln LeuGlu Asn TyrCys Asn15101521PheValAsn GlnHi
13、sLeu CysGlySerHisLeuValGluAlaLau TyrCysLeuValCysGlyGluArgGlyPhePheTyrThrProLysThr151015202530SSSS212023/2/25不同物种胰岛素氨基酸组成上的差别不同物种胰岛素氨基酸组成上的差别GLyLIeValGluGLnCysThrSerLleCysSerLeuTyrGlnLeuGluAsnTyrCysAsn15101521PheValAsnGlnHisLeuCysGlySerHisLeuValGluAlaLauTyrCysLeuValCysGlyGluArgGlyPhePheTyrThrProLysTh
14、r151015202530SSSS28B30A8A10B28门冬胰岛素苏氨酸苏氨酸异亮氨酸门冬氨酸人胰岛素苏氨酸苏氨酸异亮氨酸脯氨酸脯氨酸猪胰岛素丙氨酸苏氨酸异亮氨酸 脯氨酸脯氨酸牛胰岛素丙氨酸丙氨酸缬氨酸脯氨酸脯氨酸SSA A链链B B链链222023/2/25B28PROB29LYSSSS SSSA-chainB-chain112130B28位赖氨酸,B29位脯氨酸B29PROB28LYS赖脯胰岛素分子结构赖脯胰岛素分子结构232023/2/25常规胰岛素常规胰岛素赖脯胰岛素赖脯胰岛素赖脯胰岛素与常规胰岛素分子构象的比较赖脯胰岛素与常规胰岛素分子构象的比较Slieker LJ et al.
15、Current Directions in Insulin-Like Growth Factor Research.New York:Plenum Press;1994:25-32.B B链末端的弯曲阻止胰岛素单体间的交联链末端的弯曲阻止胰岛素单体间的交联242023/2/25赖脯胰岛素和常规人胰岛素分解过程比较赖脯胰岛素和常规人胰岛素分解过程比较常规人胰岛素常规人胰岛素10-3 M10-3 M10-5 M10-8 M常态常态毛细血管膜毛细血管膜赖脯胰岛素赖脯胰岛素10-3 M10-3 M10-3 M常态常态过渡状态过渡状态达峰时间达峰时间1 hr达峰时间达峰时间2-4 hr六聚体六聚体二聚体
16、二聚体单体单体单体单体Ciszak E et al.Structure 1995;3:615-622.252023/2/25根据作用时间1 超短效胰岛素(类似物)赖脯胰岛素 门冬胰岛素2 短效胰岛素(R)动物来源 重组人胰岛素3 中效胰岛素(NPH)4 长效胰岛素5 超长效胰岛素类似物 甘精胰岛素 地特胰岛素6 预混胰岛素 优泌林70/30 诺和灵30 甘舒林30 262023/2/25胰岛素的剂型及其作用时间1.1.短效胰岛素:短效胰岛素:目前主要有动物胰岛素和重组人胰岛素。是指将结目前主要有动物胰岛素和重组人胰岛素。是指将结晶型胰岛素制成酸性或中性晶型胰岛素制成酸性或中性PHPH的溶液后供
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