2016年11月14日是胰島素發(fā)現(xiàn)人班廷誕辰125周年紀(jì)念日，也是世衛(wèi)組織和國(guó)際糖尿病聯(lián)盟為紀(jì)念班廷而確定的世界糖尿病日。小編在此特梳理胰島素發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，作為紀(jì)念。

前人研究奠定基礎(chǔ)

1869年德國(guó)病理學(xué)家保羅?蘭格爾翰斯（Paul Langerhans，1847-1888）發(fā)現(xiàn)了胰島，胰島因而得名“Islets of Langerhans”，彼時(shí)保羅認(rèn)為這是一種神經(jīng)細(xì)胞。

▲Paul Langerhans，1847-1888

1910年，英國(guó)生理學(xué)家Edward Albert Sharpey-Schafer（1850-1935）經(jīng)過(guò)研究，提出糖尿病人是由于缺乏胰腺在正常狀態(tài)下分泌的一種物質(zhì)所導(dǎo)致，他將這種物質(zhì)命名為Insula。

▲ Edward Albert Sharpey-Schafer，1850-1935

在胰島素真正被發(fā)現(xiàn)之前，糖尿病是一種廣泛存在而且極具死亡威脅的疾病，病人只能采取饑餓療法，這種療法是否有效并不清楚，但病人別無(wú)選擇。與此同時(shí)，眾多科學(xué)家試圖從胰腺中提取胰島素，但是都以失敗告終，因?yàn)橐葝u素會(huì)隨著胰腺的破壞被消化酶破壞。

班廷登場(chǎng)：初生牛犢不怕虎

故事到這里，主角開(kāi)始登場(chǎng)。1917年，弗雷德里克?班廷剛剛從多倫多大學(xué)畢業(yè)，此時(shí)正值一戰(zhàn)，班廷應(yīng)召入伍奔赴法國(guó)前線。戰(zhàn)爭(zhēng)中班廷英勇負(fù)傷，被醫(yī)生建議截肢，倔強(qiáng)的班廷沒(méi)有答應(yīng)，最終反而痊愈。

▲Frederick Grant Banting，1891-1941

戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，班廷回國(guó)卻找不到像樣的工作，只能開(kāi)了一家小診所同時(shí)在一家醫(yī)學(xué)院兼課勉強(qiáng)度日。1920年，班廷在備課時(shí)看到一份病例報(bào)告，發(fā)現(xiàn)一個(gè)病人因?yàn)橐扰K導(dǎo)管被結(jié)石堵塞，分泌消化酶的消化腺萎縮，但胰島細(xì)胞依然存活良好。班廷感到大受啟發(fā)，如果手術(shù)結(jié)扎動(dòng)物導(dǎo)管，等到消化腺萎縮豈不是就可以提取具有活性的胰島素了！

班廷躊躇滿志，毅然關(guān)掉診所辭掉兼職教師的工作，回到母校多倫多大學(xué)尋求糖尿病權(quán)威麥克萊德教授的資源支持。麥克萊德教授對(duì)面前年輕人的想法不以為然，但經(jīng)不住后者的軟磨硬泡，最終同意在自己外出講學(xué)的八周時(shí)間里使用自己的實(shí)驗(yàn)室，并派給他一個(gè)年輕的助手查爾斯?貝斯特，另外還有10條狗作為實(shí)驗(yàn)材料（麥克萊德實(shí)驗(yàn)室具有建立糖尿病狗模型的技術(shù)）

▲ John McLeod，1876-1935

班廷立刻按照之前的想法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：首先進(jìn)行胰臟導(dǎo)管結(jié)扎手術(shù)，等到消化腺萎縮，摘取胰臟進(jìn)行提取。起初的試驗(yàn)并不順利，狗一條條死去，而提取物質(zhì)卻似乎沒(méi)什么效果。直到有一天，貝斯特遲疑地說(shuō)：“我不知道測(cè)得準(zhǔn)不準(zhǔn)，剛剛我們注射的那條狗血糖回復(fù)正常了…...接下來(lái)，班廷和貝斯特興奮的觀察著糖尿病狗從頭也抬不起來(lái)到可以坐起來(lái)、站起來(lái)......實(shí)驗(yàn)成功了！！

▲班廷和貝斯特

接下來(lái)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候已經(jīng)沒(méi)有狗可用了，班廷想到了屠宰場(chǎng)，兩人買(mǎi)回9只牛胰臟。兩個(gè)人突然想到，可以直接用酸化酒精處理破壞胰臟的消化酶，防止胰島素降解。實(shí)驗(yàn)證明，方法可行，兩個(gè)不信邪的年輕人也開(kāi)始慨嘆這么簡(jiǎn)單的事情為什么之前想不到。

隨后兩人給自己注射了牛胰島素，證明了其安全性。1922年2月，班廷的一位同學(xué)利斯特糖尿病病情迅速惡化，抱著一線希望找到了班廷，班廷和貝斯特給利斯特注射了牛胰島素，很快利斯特表示頭腦變得清醒了。兩人大喜過(guò)望，試驗(yàn)終于成功，不過(guò)兩人制備的胰島素兩次注射就用光了。到了此事，麥克萊德不再猶豫，調(diào)動(dòng)全部資源推進(jìn)胰島素的研究，實(shí)驗(yàn)室的生物化學(xué)家克里普進(jìn)一步純化了牛胰島素。為了進(jìn)行推廣應(yīng)用，幾位科學(xué)家申請(qǐng)專(zhuān)利并將專(zhuān)利授權(quán)給禮來(lái)、諾和諾德多家企業(yè)進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。

▲克里普

值得一提的是，幾位科學(xué)家以每人一美元的象征性價(jià)格將專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓給多倫多大學(xué)，無(wú)私精神值得敬佩。

1923年10月，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給班廷和麥克萊德，班廷立即宣布將獎(jiǎng)金與貝斯特平分，麥克萊德則宣布將獎(jiǎng)金與克里普平分。

▲胰島素的四位發(fā)現(xiàn)者:班廷(左上),貝斯特(右上),克里普(右下),麥克萊德(左下)

藥企在胰島素推廣過(guò)程中功不可沒(méi)

禮來(lái)、諾和諾德兩家企業(yè)在胰島素商業(yè)化進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用。

禮來(lái)在1923上市了第一支商品化的胰島素；1972年推出第一支U100胰島素，替代應(yīng)用多年的U40、U80；1982年上市了第一支重組人胰島素（基因泰克研發(fā)）；1997年上市了第一支三代胰島素賴脯胰島素。

諾和諾德則是公認(rèn)的胰島素巨頭，這里也著重介紹一下諾和諾德的胰島素商業(yè)化發(fā)展歷程。

1922年，August Krogh（1920年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者，1874-1949）和Marie Krogh夫婦（醫(yī)學(xué)博士，1874-1943）應(yīng)邀到耶魯大學(xué)訪問(wèn)，他們聽(tīng)到了關(guān)于班廷、貝斯特用牛胰臟提取物治療糖尿病的報(bào)告，Marie Krogh尤其感興趣，因?yàn)樗约壕褪且幻吞悄虿』颊撸琈arie建議丈夫進(jìn)一步聯(lián)系多倫多大學(xué)。

▲ August Krogh和Mair Krogh夫婦

August Krogh在美國(guó)訪問(wèn)期間就寫(xiě)信給麥克萊德教授，并得到了友好的答復(fù)。1922年12月，經(jīng)過(guò)在多倫多的會(huì)面商談，August Krogh和Marie Krogh夫婦帶著在北歐地區(qū)生產(chǎn)銷(xiāo)售胰臟提取物的授權(quán)回到了丹麥。Krogh夫婦與Hans Christian Hagedorn（1888-1971）醫(yī)生合作，建立了諾德胰島素實(shí)驗(yàn)室（Nordisk Insulin laboratorium）。實(shí)驗(yàn)室得到了利奧制藥（LEO）創(chuàng)始人August Kongsted（1870-1939）的資金支持。

▲ August Kongsted（1870-1939）

耶魯大學(xué)訪問(wèn)期間，Marie Krogh一面建議丈夫與多倫多大學(xué)聯(lián)系，一面寫(xiě)信給自己的同事Hans ChristianHagedorn醫(yī)生希望他參與胰島素在丹麥的研制生產(chǎn)，后者與Norman Jensen發(fā)明了一種精確的血糖測(cè)定方法。Hans Christian Hagedorn對(duì)Marie Krogh的想法非常感興趣。

▲ Hans Christian Hagedorn

隨后的事情就順利成章了，1922年12月21日，August Krogh、Hans Christian Hagedorn利用牛胰臟制備了少量的胰島素，1923年春天，第一個(gè)糖尿病患者接受了這些胰島素的注射。隨后他們開(kāi)始上市銷(xiāo)售這種胰島素產(chǎn)品，這一年也就被認(rèn)為是諾德的創(chuàng)立之年。

1936年，Hans Christian Hagedorn和Norman Jensen發(fā)現(xiàn)魚(yú)精蛋白可以起到延緩胰島素釋放的作用，中性魚(yú)精蛋白胰島素隨后在1946年上市，并以Hans Christian Hagedorn的名字命名：Neutral Protamine Hagedorn，簡(jiǎn)稱NPH。

▲ HaraldPedersen (1887-1961)和Thorvald Pedersen(1887-1966)兄弟

當(dāng)August Krogh、Hans Christian Hagedorn開(kāi)始生產(chǎn)胰島素時(shí)，他們一致認(rèn)為Harald Pedersen是制造胰島素生產(chǎn)設(shè)備的最佳人選。Harald Pedersen本來(lái)是一名鐵匠，后來(lái)成為一名機(jī)械學(xué)家，他是具有非凡天分的發(fā)明家。Harald Pedersen之前一直在August Krogh教授的試驗(yàn)工作，職責(zé)是實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理人。Harald Pedersen的弟弟Thorvald Pedersen則是一名藥學(xué)家，后者在1923年被諾德雇傭，負(fù)責(zé)分析胰島素生產(chǎn)相關(guān)的化學(xué)制備工藝。Pedersen兄弟在諾德工作的時(shí)間不長(zhǎng)，Harald Pedersen與Hans Christian Hagedorn關(guān)系不睦，最終在1924年4月Hagedorn開(kāi)除了.Thorvald Pedersen也追隨兄長(zhǎng)離開(kāi)。

隨后Pedersen兄弟開(kāi)始自己研制胰島素，并在1924年制備了穩(wěn)定的胰島素液態(tài)制劑，同時(shí)Harald Pedersen發(fā)明了沿用至今的胰島素注射器——諾和針（Novo Syringe）。起初，Pedersen兄弟想與諾德合作，將自己的胰島素產(chǎn)品推向市場(chǎng)，但遭到了諾德的拒絕。兄弟倆決定單干，命名自己的公司為Novo TerapeutiskLaboratorium，并在1925年2月開(kāi)始銷(xiāo)售諾和胰島素和諾和針。

自此，兩家胰島素巨頭開(kāi)始了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的競(jìng)爭(zhēng)，諾和慢慢占據(jù)上風(fēng)。到1989年，諾和已經(jīng)成為世界第二大胰島素制造商和世界第一大工業(yè)用酶制造商，諾德則成為世界第三大胰島素制造商和世界最大的人生長(zhǎng)激素制造和出口商之一。同年，兩家公司最終合并，重新成為一家公司，也造就了延續(xù)至今的世界最大胰島素生產(chǎn)商。2001年，諾和諾德分離工業(yè)酶業(yè)務(wù)，成立獨(dú)立的公司諾維信，目前仍是世界最大的工業(yè)酶制劑和微生物制劑生產(chǎn)商。

胰島素研發(fā)歷久彌新

胰島素是歷史最為悠久的生物藥物之一，也是第一個(gè)重組蛋白藥物，對(duì)于人類(lèi)健康和新藥開(kāi)發(fā)都具有里程碑式的意義。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，三代胰島素層出不窮，逐步取代了而代胰島素，目前全球胰島素市場(chǎng)230億美元中有80%以上為三代胰島素。三代胰島素的發(fā)展給糖尿病治療方案帶來(lái)了巨大改變，但不是創(chuàng)新的終點(diǎn)。在給藥途徑的改善上仍有巨大需求，新一代胰島素以一周一次胰島素和口服胰島素為重點(diǎn)，口服胰島素經(jīng)歷了諸多波折，一邊是Oramed公布積極結(jié)果，另一邊則是諾和諾德在2016年3季報(bào)中宣布停止口服胰島素的開(kāi)發(fā)。小編仍樂(lè)見(jiàn)更多積極進(jìn)展。

對(duì)于胰島素的藥物研發(fā)，美迪西普亞目前已完成江蘇某公司的普通胰島素和口服胰島素復(fù)合劑的藥代動(dòng)力學(xué)研究，通過(guò)皮下和口服的方式給予供試品，采用羅氏血糖儀測(cè)定動(dòng)物全血血糖水平；采用放射免疫分析法（RIA）測(cè)定犬血清中胰島素和C-肽濃度，膽汁中胰島素濃度，其中C-肽用于校正內(nèi)源性胰島素水平，結(jié)果符合預(yù)期。

同時(shí)，還進(jìn)行了速效和中效胰島素的藥代和安評(píng)實(shí)驗(yàn)，主要包括藥代動(dòng)力學(xué)、單次給藥急毒、28天重復(fù)給藥、制劑安全性等實(shí)驗(yàn)。