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胰岛素及其类似物

时间:2023-03-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:牛胰岛素与人胰岛素有3个氨基酸不同。动物源胰岛素目前临床已较少使用。人胰岛素较动物胰岛素起效快,作用时间长。3.胰岛素类似物 胰岛素类似物是利用重组DNA技术,通过对人胰岛素的氨基酸序列进行修饰生成的、可模拟正常胰岛素分泌和作用的一类物质。此类胰岛素类似物,可24h保持相对恒定浓度,不产生血浆峰浓度,降糖作用呈平坦直线,药物释放比传统胰岛素制剂更接近正常基础胰岛素水平,夜间发生低血糖的概率较低。

1.根据胰岛素来源分类 人胰岛素是相对分子量为5808,是一种小分子蛋白质,是由胰腺胰岛B细胞分泌的激素物质,由A、B两条氨基酸肽链组成,A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸,两链之间有两处以二硫键连接。猪胰岛素与人胰岛素结构类似,仅有一个氨基酸不同,即在B链第30位氨基酸不同,是将人胰岛素上的苏氨酸换成了丙氨酸。牛胰岛素与人胰岛素有3个氨基酸不同。首先是将人胰岛素B30位上的苏氨酸换成了丙氨酸,此外还将A8位上的苏氨酸和A10位上的异亮氨酸分别换成了丙氨酸和缬氨酸。人与动物源的胰岛素的氨基酸序列有差别,物理化学性质也不同。动物源胰岛素目前临床已较少使用。

(1)动物源胰岛素:①传统胰岛素,由猪胰脏、牛胰脏或猪牛胰脏混合物中提取的,只经过一步重结晶的纯化过程生产的胰岛素。制剂中含有多种生物活性杂质,包括一些大相对分子量的物质,以及胰岛素原、胰岛素二聚体、胰岛素酯、天冬氨酸胰岛素等其他物质及胰升糖素、胰多肽、生长抑素等其他胰腺肽。随着单一组份猪胰岛素的出现,普通结晶的胰岛素已逐渐被淘汰。②单峰胰岛素,经凝胶过滤处理后的胰岛素,可显著降低胰岛素原的含量,但却不能有效去除胰岛素衍生物和胰多肽物质。③单组份胰岛素和高纯化胰岛素:经凝胶过滤处理后的胰岛素,再用离子交换色谱进行纯化,可进一步降低胰岛素原的含量并能去除胰岛素衍生物和胰多肽等杂质。:

(2)半合成及合成人胰岛素:半合成人胰岛素是以猪胰岛素为原料,经过对猪胰岛素进行酶修饰后得到人胰岛素。生物合成人胰岛素是采用重组DNA技术生产的人胰岛素,是一种中性可溶性单组份人胰岛素。根据生产工艺不同,可分为人胰岛素(crb)是通过重组DNA技术,将经过基因修饰的细菌所产生的A、B两条链通过化学方法连接起来后生产得到的;人胰岛素(prb)是通过重组DNA技术,利用经过基因修饰的细菌产生的胰岛素原而生产得到的;人胰岛素(pyr)是通过重组DNA技术,利用经过修饰的酵母中产生的胰岛素前体而生产得到的。

2.根据胰岛素作用时间长短分类

(1)短效胰岛素:短效胰岛素包括动物来源的胰岛素注射液和中性胰岛素注射液,也包括重组人胰岛素。人胰岛素较动物胰岛素起效快,作用时间长。短效胰岛素在皮下存在吸收过程,导致其峰形较超短效胰岛素宽,和人的正常生理分泌模式有一定差异。餐前30min用药不易把握,进餐时间提前容易导致血糖控制不佳,进餐时间后延容易发生低血糖。

(2)中效胰岛素:最常见的中效胰岛素制剂是低精蛋白锌胰岛素(NPH)。该制剂为胰岛素混合到锌和鱼精蛋白磷酸缓冲液复合物中的混悬剂,胰岛素和鱼精蛋白的分子比例为1∶1。NPH胰岛素的机制是由于人胰岛素含酸性氨基酸较多,等电点在4左右;与碱性蛋白结合后,等电点升高与体液pH接近,皮下注射后在注射部位形成沉淀。这样的微沉淀有利于延长作用时间,平均起效时间为1.5h,4~12h达峰,作用维持18~24h。加入微量锌可使其稳定。中效胰岛素一般与短效胰岛素配合使用,提供胰岛素的日基础量。皮下注射后缓慢平稳释放,血液中始终保持一定浓度的胰岛素,引起低血糖的危险较短效制剂小,有利于对胰岛素基础分泌量低的患者控制血糖波动。中效胰岛素还常用于胰岛素强化治疗方案中睡前给予,以控制夜间血糖和清晨空腹血糖。

(3)长效胰岛素:目前临床使用的长效胰岛素多为动物来源的精蛋白锌胰岛素。该制剂是在NPH的基础上加大鱼精蛋白比例,使其更接近人体体液的pH,溶解度更低,释放更加缓慢,作用持续时间更长。长效胰岛素的特点是注射次数少,患者依从性好。但由于长效制剂多是混悬液剂型,可能出现吸收不稳定和药效不稳定。

(4)预混胰岛素:又称“双(时)相胰岛素”,是指含有2种作用特点的胰岛素(或胰岛素类似物)的混合物,可同时具有短效和中效胰岛素的作用。预混胰岛素含有标示百分比的速效胰岛素和中效胰岛素。制剂中的短效成分起效迅速,可以较好地控制餐后高血糖;中效成分持续缓慢释放,主要起替代基础胰岛素分泌作用。预混胰岛素的特点是使用方便,注射次数相对少,可以避免注射前临时混合可能造成的剂量不准确及相对复杂的操作。

3.胰岛素类似物 胰岛素类似物是利用重组DNA技术,通过对人胰岛素的氨基酸序列进行修饰生成的、可模拟正常胰岛素分泌和作用的一类物质。其具有与普通胰岛素不同的结构、理化性质和药动学特征。

(1)超短效胰岛素类似物:包括门冬胰岛素和赖脯胰岛素。门冬胰岛素是将人胰岛素B链28位的脯氨酸由天门冬氨酸代替,引入天门冬氨酸的阴离子,通过电荷排斥来阻止胰岛素单体或二聚体的自我聚合。与人胰岛素相比,减弱了溶液中胰岛素分子间的结合强度,可迅速地解离为单体。赖脯胰岛素是将人胰岛素的B28和B29位上的脯氨酸和赖氨酸的顺序转换,从空间结构上减少了二聚体内胰岛素单体间的非极性接触和β片层间的相互作用,削弱了胰岛素的自我聚合特性,使之易于解离,从而在皮下注射后吸收迅速,起效快,消除更快,作用持续时间短。

(2)超长效胰岛素类似物:包括甘精胰岛素和地特胰岛素。甘精胰岛素是将人胰岛素A链21位的门冬酰胺用甘氨酸代替,B链30位苏氨酸后再加2个精氨酸,使蛋白分子的等电点向酸性偏移,在pH4时完全溶解,而在pH>4时溶解度降低。因此增加了其六聚体的稳定性,当注射入皮下组织后,酸性溶液被中和而形成微沉淀,缓慢、持续地溶解和释放出少量甘精胰岛素。地特胰岛素是去除了人胰岛素B链30位的氨基酸,并在B链29位连接14-C脂肪酸链,添加一定锌离子,使胰岛素的分子以六聚体的形式表达。皮下注射后吸收和扩散缓慢,在血浆中99%与白蛋白结合,以缓慢的速度释放进入血液,血浆浓度平稳,作用持续时间长。地特胰岛素为澄清液体,注射时便于准确掌握剂量。此类胰岛素类似物,可24h保持相对恒定浓度,不产生血浆峰浓度,降糖作用呈平坦直线,药物释放比传统胰岛素制剂更接近正常基础胰岛素水平,夜间发生低血糖的概率较低。

4.临床常用胰岛素制剂

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