根据国际糖尿病联盟(IDF)发布《IDF全球糖尿病概览2019年第9版 | 宣传指南》显示,2019年全球约4.63亿20~79岁成人患糖尿病;如果不采取充分的应对措施,预计到2030年,糖尿病患者会达到5.784亿;预计到2045年,这个数字会上升到7.002亿。
糖尿病是21世纪发展最快的健康问题之一,糖尿病成人患者的数量较20年前增加了三倍多。
图片来源:《IDF全球糖尿病概览2019年第9版 | 宣传指南》
截止到2019年,中国的糖尿病患者高达1.164亿。糖尿病已对全球健康构成严重威胁。如何有效预防和治疗糖尿病成为全人类共同面对的关键问题。在糖尿病治疗这一漫长的历史进程中,有一个中流砥柱一般的角色最终得以浮现,那就是胰岛素。
截止到2019年,中国的糖尿病患者高达1.164亿。图片来源:《IDF全球糖尿病概览2019年第9版 | 宣传指南》
什么是胰岛素
胰岛素(Insulin)是一种蛋白质激素,由胰脏内的胰岛β细胞分泌。胰岛素参与调节碳水化合物和脂肪代谢,控制血糖平衡,可促使肝脏、骨骼肌将血液中的葡萄糖转化为糖原。缺乏有效的胰岛素会导致血糖过高,最终引发糖尿病的发生。1921年,加拿大生理学家班廷(Banting)和贝斯特(Best)首次从狗的胰腺中成功获得了胰岛素。翌年,动物胰岛素即应用于临床。从此数以万计的糖尿病人得到了拯救。经过接近百年的深入研究与开发,直至今日,胰岛素依然在糖尿病治疗中扮演着不可或缺的角色。
班廷,加拿大生理学家、外科医师。与C.H.贝斯特等一同从动物胰腺中提得可供临床应用的胰岛素,为临床治疗糖尿病作出贡献,因此获得1923年诺贝尔生理学或医学奖。被称为“胰岛素之父”。
胰岛素分子结构模型
胰岛素的分类
目前胰岛素制剂的研制开发进展迅速,临床常用的胰岛素品种繁多,可按来源、作用时间、制剂类型等不同进行分类。
胰岛素分类
一、 根据来源不同分类
1. 动物胰岛素
包括猪胰岛素和牛胰岛素。从猪和牛的胰腺中提取,两者药效相同,但与人胰岛素相比,猪胰岛素中有1个氨基酸不同,牛胰岛素中有3个氨基酸不同,因而存在一定的免疫原性,可能在人体内产生抗体而导致过敏反应。
2. 半合成人胰岛素
将猪胰岛素第30位丙氨酸,置换成与人胰岛素相同的苏氨酸,即为半合成人胰岛素。
3. 生物合成人胰岛素
利用生物工程技术获得的高纯度的生物合成人胰岛素,其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰岛素完全相同。
4. 胰岛素类似物
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!它们具有与普通胰岛素不同的结构、理化性质和药动学特征,目前已用于临床的有赖脯胰岛素、门冬胰岛素、甘精胰岛素和地特胰岛素。
二、 根据作用时间分类
1. 预混胰岛素
指含有两种胰岛素的混合物,可同时具有短效和长效胰岛素的作用。其优点是使用方便,注射次数相对少,缺点是由于是预混,只有有限的混合方案,对于一些比较特殊的混合要求难以达到。
2. 超长效胰岛素
包括甘精胰岛素和地特胰岛素,皮下注射起效时间为1.5小时,作用可平稳保持24小时左右,更适合于基础胰岛素治疗,不易发生夜间低血糖,体重增加的不良反应亦较少。
3. 长效胰岛素
即精蛋白锌胰岛素(动物来源)。皮下注射3~4小时起效,12~20小时达峰,作用维持24~26小时。其缺点是吸收不稳定,导致药效亦不稳定,目前已很少应用。
4. 中效胰岛素
又称低精蛋白锌胰岛素。中效胰岛素皮下注射后缓慢吸收,平均1.5小时起效,4~12小时达峰,作用持续时间18~24小时,致低血糖的风险较短效胰岛素小。中效胰岛素常用于胰岛素强化治疗方案中睡前给药,以控制夜间和清晨空腹血糖。
5. 短效胰岛素
包括动物来源的普通胰岛素和重组人胰岛素,是唯一可以静脉注射的胰岛素。皮下注射30分钟起效,2~4小时达峰,作用持续6~8小时。短效胰岛素一般在餐前30分钟皮下注射。
6. 超短效胰岛素
又叫速效胰岛素类似物,包括门冬胰岛素和赖脯胰岛素,皮下注射起效时间10~20分钟,最大作用时间为注射后1~3小时,作用持续3~5小时,和正规胰岛素相比,它更符合胰岛素的生理分泌模式,餐前注射吸收迅速,达峰时间短,能更有效地控制餐后血糖。
三、 根据制剂类型分类
1. 注射制剂
注射胰岛素是糖尿病的传统治疗方法。临床研究表明,传统胰岛素注射制剂降血糖效果明显,但由于释药稳定性差,低血糖事件较多。因此,为严格控制高血糖提供更加合理、有效和安全的胰岛素新注射制剂成为了当前研究重点。
2. 吸入制剂
胰岛素吸人制剂是近年来国内外研究开发的热点和难点。由于肺泡具有独特的生理特点,在各种非注射途径胰岛素药物制剂中,经肺给药可较为有效的解决吸收方面的相关问题,而且能够使药物更接近人体胰岛素分泌曲线。
3. 口服制剂
由于胰岛素的自身理化性质和胃肠道消化酶对其的破坏作用,口服胰岛素的生物利用度非常低,只相当于注射胰岛素的0.5%。目前,研究者们主要利用诸如脂质体、纳米粒、微囊与微球等各种载体减少胃肠道对胰岛素的破坏和降解,并有效促进其吸收。近年,针对胰岛素口服制剂的研究产生了一定进展。
4. 其他制剂
包括透皮制剂、植入制剂等。
胰岛素对于糖尿病治疗的重要性不言而喻,目前胰岛素制剂的研制开发进展迅速,临床常用的胰岛素品种也越来越多。我们相信在不久的将来,更加高效安全的胰岛素或是全新的治疗手段将横空出世,为糖尿病患者带来福音!
参考资料:
1. 《IDF全球糖尿病概览2019年第9版 | 宣传指南》
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