关注 | 胰岛素发现100周年,让我们走近这段历史

科技工作者之家 2021-07-28

胰岛素的发现是20世纪最重要的医学里程碑之一,百年来对于胰岛素的科学探索过程也堪称传奇。这段历史展现了人类对于科学智慧的执着追求,也展现了人类对于生命敬畏的深切情怀。


今年是胰岛素发现100周年。让我们走近这段历史,看看这段探索历程能为科研带来怎样的启迪。

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寻找胰岛素

在没有发现胰岛素之前,人患上糖尿病无异于慢性死亡。患者会出现消瘦、尿糖、干渴、烂足、失明等一系列症状,糖尿病患者的酮症酸中毒也几乎无法纠正,死亡率近乎100%。


受到时代、认知和科技等因素的制约,糖尿病这种奇怪疾病对于人类来说就像一个巨大的谜题,横在眼前却又难以破解。


历史上最早记载的糖尿病可追溯至公元前1500年的古埃及。埃及古医籍上记录,糖尿病属于一种多饮、多尿的疾病。我国也是世界上最早认识糖尿病的国家之一。早在汉初,《淮南子·说山训》中就有关于“消渴病”的记载。而各国文献也以不同的名称对这一疾病进行了描述和记录。


20世纪初期,英国学者指出,胰腺胰岛能够分泌出一种控制葡萄糖代谢的物质,并称之为“胰岛素”。随后,各国科学家都试图寻找这个被称为“胰岛素”的神秘物质,但都无功而返。

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发现胰岛素

1921年,加拿大研究者从狗的胰腺中提取出了胰岛素,他们将提取的胰岛素静脉注射给切除胰腺后患糖尿病的狗后发现,患糖尿病狗的血糖和尿糖均下降。1922年,一名少年糖尿病患者接受了提纯的胰岛素治疗,血糖和尿糖均出现了下降,并恢复正常。


此时,胰岛素谜题中的最后一部分答案已经揭晓:糖尿病的本质在于胰岛素分泌或作用的异常,导致人体糖代谢紊乱。胰岛素的发现推动糖尿病治疗进入新阶段,人类可以通过外源提取的胰岛素控制糖尿病病情。


胰岛素的使用也推动了临床医生对糖尿病的不断认识。1936年,英国医生希姆斯沃思(Himsworth)根据饮用糖水并静脉注射胰岛素后患者对胰岛素的反应,将糖尿病分为“胰岛素敏感型”(血糖升高能被胰岛素抑制)和“胰岛素不敏感型”(胰岛素几乎无法抑制血糖升高)。

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探索胰岛素

研究人员开始从动物(通常是猪或牛)胰腺中提取胰岛素,但提取的动物胰岛素除了会导致注射部位出现脓肿和疼痛,还会引起患者一定程度的免疫反应,产生的抗体会影响患者的胰岛功能,且作用时间短、需每天多次注射也影响了胰岛素在患者中的使用。因此,科学家将注意力转向了纯度更高、免疫反应更小、作用时间更长的胰岛素制剂的研发。


1936年,荷兰科学家哈格多恩(Hagedorn)发现,添加鱼精蛋白能够延长胰岛素的作用时间。这一发现为中性鱼精蛋白锌胰岛素的面世奠定了基础。自此,胰岛素也开始大规模用于临床上糖尿病的治疗。


1965年,我国科研人员首次合成具有生物活性的人工全结晶牛胰岛素。通过胰岛素人工合成的实践,科研人员对蛋白质化学结构与立体结构之间的关系有了进一步了解。


人工牛胰岛素的合成是在生物化学研究基础极其薄弱的情况下完成的,这为我国生命科学研究和发展奠定了坚实的技术基础,更为科研人员留下了宝贵的精神财富。


20世纪80年代前后,基因工程技术的发展将胰岛素制剂推向了新高度。第一个大肠埃希菌生产、基因工程合成的“人”胰岛素在1978年诞生,胰岛素也成为首个基因工程生产合成的人体蛋白质。1982年,重组人胰岛素开始在临床上使用。


随着时间推移,为更好地满足患者临床治疗需求,科学家们致力于研发能够起效更快或者作用时间更长的胰岛素,进而能更好地模拟人体内源性胰岛素分泌模式。这些需求最终推动了胰岛素类似物的产生。这类药物通过改造人胰岛素分子结构,改变胰岛素在人体中的吸收速率,从而实现起效更快或者作用时间更长的目的。


20世纪90年代后期,速效和长效胰岛素类似物陆续面世,并在2000年后广泛地应用于临床。直至目前,胰岛素制剂的探索仍未止步,从双胰岛素到基础胰岛素/胰高血糖素样肽1受体激动剂的复方制剂,乃至未来的胰岛素周制剂和超速效胰岛素。胰岛素科学探索的传奇将持续书写,值得我们拭目以待。


近年来,研究不断发现胰岛素在诸多生理过程中扮演重要角色。胰岛素的发现和发展历史,也激励着临床医生和研究人员深入探索。胰岛素的发现不仅挽救了糖尿病患者的生命,也推动了糖尿病治疗理念的更新。而新型胰岛素制剂的临床应用,能更好地帮助患者控制血糖,有助于延缓并发症的发生和发展,改善糖尿病患者的生活质量。


胰岛素的过去、现在和未来,深刻印证了何谓“道阻且长,行则将至,行而不辍,未来可期”。

来源:健康报




来源:zhhlzzs 中华护理杂志社

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