胰島素發現簡史：寫在胰島素發現人班廷誕辰125周年

2016年11月14日是胰島素發現人班廷誕辰125周年紀念日，也是世衛組織和國際糖尿病聯盟為紀念班廷而確定的世界糖尿病日。小編在此特梳理胰島素發現的過程，作為紀念。

前人研究奠定基礎

1869年德國病理學家保羅•蘭格爾翰斯（Paul Langerhans，1847-1888）發現了胰島，胰島因而得名“Islets of Langerhans”，彼時保羅認為這是一種神經細胞。

▲Paul Langerhans，1847-1888

1910年，英國生理學家Edward Albert Sharpey-Schafer（1850-1935）經過研究，提出糖尿病人是由於缺乏胰腺在正常狀態下分泌的一種物質所導致，他將這種物質命名為Insula。

▲ Edward Albert Sharpey-Schafer，1850-1935

在胰島素真正被發現之前，糖尿病是一種廣泛存在而且極具死亡威脅的疾病，病人隻能采取饑餓療法，這種療法是否有效並不清楚，但病人別無選擇。與此同時，眾多科學家試圖從胰腺中提取胰島素，但是都以失敗告終，因為胰島素會隨著胰腺的破壞被消化酶破壞。

班廷登場：初生牛犢不怕虎

故事到這裏，主角開始登場。1917年，弗雷德裏克•班廷剛剛從多倫多大學畢業，此時正值一戰，班廷應召入伍奔赴法國前線。戰爭中班廷英勇負傷，被醫生建議截肢，倔強的班廷沒有答應，最終反而痊愈。

▲Frederick Grant Banting，1891-1941

戰爭結束後，班廷回國卻找不到像樣的工作，隻能開了一家小診所同時在一家醫學院兼課勉強度日。1920年，班廷在備課時看到一份病例報告，發現一個病人因為胰髒導管被結石堵塞，分泌消化酶的消化腺萎縮，但胰島細胞依然存活良好。班廷感到大受啟發，如果手術結紮動物導管，等到消化腺萎縮豈不是就可以提取具有活性的胰島素了！

班廷躊躇滿誌，毅然關掉診所辭掉兼職教師的工作，回到母校多倫多大學尋求糖尿病權威麥克萊德教授的資源支持。麥克萊德教授對麵前年輕人的想法不以為然，但經不住後者的軟磨硬泡，最終同意在自己外出講學的八周時間裏使用自己的實驗室，並派給他一個年輕的助手查爾斯•貝斯特，另外還有10條狗作為實驗材料（麥克萊德實驗室具有建立糖尿病狗模型的技術）

▲ John McLeod，1876-1935

班廷立刻按照之前的想法進行實驗：首先進行胰髒導管結紮手術，等到消化腺萎縮，摘取胰髒進行提取。起初的試驗並不順利，狗一條條死去，而提取物質卻似乎沒什麽效果。直到有一天，貝斯特遲疑地說：“我不知道測得準不準，剛剛我們注射的那條狗血糖回複正常了…...接下來，班廷和貝斯特興奮的觀察著糖尿病狗從頭也抬不起來到可以坐起來、站起來......實驗成功了！！

▲班廷和貝斯特

接下來重複實驗的時候已經沒有狗可用了，班廷想到了屠宰場，兩人買回9隻牛胰髒。兩個人突然想到，可以直接用酸化酒精處理破壞胰髒的消化酶，防止胰島素降解。實驗證明，方法可行，兩個不信邪的年輕人也開始慨歎這麽簡單的事情為什麽之前想不到。

隨後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。兩人大喜過望，試驗終於成功，不過兩人製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，調動全部資源推進胰島素的研究，實驗室的生物化學家克裏普進一步純化了牛胰島素。為了進行推廣應用，幾位科學家申請專利並將專利授權給禮來、諾和諾德多家企業進行商業化生產。

▲克裏普

值得一提的是，幾位科學家以每人一美元的象征性價格將專利權轉讓給多倫多大學，無私精神值得敬佩。

1923年10月，諾貝爾生理學或醫學獎頒發給班廷和麥克萊德，班廷立即宣布將獎金與貝斯特平分，麥克萊德則宣布將獎金與克裏普平分。

▲胰島素的四位發現者:班廷(左上),貝斯特(右上),克裏普(右下),麥克萊德(左下)

藥企在胰島素推廣過程中功不可沒

禮來、諾和諾德兩家企業在胰島素商業化進程中發揮了重要作用。

禮來在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）；1997年上市了第一支三代胰島素賴脯胰島素。

諾和諾德則是公認的胰島素巨頭，這裏也著重介紹一下諾和諾德的胰島素商業化發展曆程。

1922年，August Krogh（1920年諾貝爾生理學醫學獎獲得者，1874-1949）和Marie Krogh夫婦（醫學博士，1874-1943）應邀到耶魯大學訪問，他們聽到了關於班廷、貝斯特用牛胰髒提取物治療糖尿病的報告，Marie Krogh尤其感興趣，因為她自己就是一名二型糖尿病患者，Marie建議丈夫進一步聯係多倫多大學。

▲ August Krogh和Mair Krogh夫婦

August Krogh在美國訪問期間就寫信給麥克萊德教授，並得到了友好的答複。1922年12月，經過在多倫多的會麵商談，August Krogh和Marie Krogh夫婦帶著在北歐地區生產銷售胰髒提取物的授權回到了丹麥。Krogh夫婦與Hans Christian Hagedorn（1888-1971）醫生合作，建立了諾德胰島素實驗室（Nordisk Insulin laboratorium）。實驗室得到了利奧製藥（LEO）創始人August Kongsted（1870-1939）的資金支持。

▲ August Kongsted（1870-1939）

耶魯大學訪問期間，Marie Krogh一麵建議丈夫與多倫多大學聯係，一麵寫信給自己的同事Hans ChristianHagedorn醫生希望他參與胰島素在丹麥的研製生產，後者與Norman Jensen發明了一種精確的血糖測定方法。Hans Christian Hagedorn對Marie Krogh的想法非常感興趣。

▲ Hans Christian Hagedorn

隨後的事情就順利成章了，1922年12月21日，August Krogh、Hans Christian Hagedorn利用牛胰髒製備了少量的胰島素，1923年春天，第一個糖尿病患者接受了這些胰島素的注射。隨後他們開始上市銷售這種胰島素產品，這一年也就被認為是諾德的創立之年。

1936年，Hans Christian Hagedorn和Norman Jensen發現魚精蛋白可以起到延緩胰島素釋放的作用，中性魚精蛋白胰島素隨後在1946年上市，並以Hans Christian Hagedorn的名字命名：Neutral Protamine Hagedorn，簡稱NPH。

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

當August Krogh、Hans Christian Hagedorn開始生產胰島素時，他們一致認為Harald Pedersen是製造胰島素生產設備的最佳人選。Harald Pedersen本來是一名鐵匠，後來成為一名機械學家，他是具有非凡天分的發明家。Harald Pedersen之前一直在August Krogh教授的試驗工作，職責是實驗室設備的管理人。Harald Pedersen的弟弟Thorvald Pedersen則是一名藥學家，後者在1923年被諾德雇傭，負責分析胰島素生產相關的化學製備工藝。Pedersen兄弟在諾德工作的時間不長，Harald Pedersen與Hans Christian Hagedorn關係不睦，最終在1924年4月Hagedorn開除了.Thorvald Pedersen也追隨兄長離開。

隨後Pedersen兄弟開始自己研製胰島素，並在1924年製備了穩定的胰島素液態製劑，同時Harald Pedersen發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，將自己的胰島素產品推向市場，但遭到了諾德的拒絕。兄弟倆決定單幹，命名自己的公司為Novo TerapeutiskLaboratorium，並在1925年2月開始銷售諾和胰島素和諾和針。

自此，兩家胰島素巨頭開始了長達數十年的競爭，諾和慢慢占據上風。到1989年，諾和已經成為世界第二大胰島素製造商和世界第一大工業用酶製造商，諾德則成為世界第三大胰島素製造商和世界最大的人生長激素製造和出口商之一。同年，兩家公司最終合並，重新成為一家公司，也造就了延續至今的世界最大胰島素生產商。2001年，諾和諾德分離工業酶業務，成立獨立的公司諾維信，目前仍是世界最大的工業酶製劑和微生物製劑生產商。

胰島素研發曆久彌新

胰島素是曆史最為悠久的生物藥物之一，也是第一個重組蛋白藥物，對於人類健康和新藥開發都具有裏程碑式的意義。進入20世紀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230億美元中有80%以上為三代胰島素。三代胰島素的發展給糖尿病治療方案帶來了巨大改變，但不是創新的終點。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，口服胰島素經曆了諸多波折，一邊是Oramed公布積極結果，另一邊則是諾和諾德在2016年3季報中宣布停止口服胰島素的開發。小編仍樂見更多積極進展。

對於胰島素的藥物研發，hjc黄金城普亞目前已完成江蘇某公司的普通胰島素和口服胰島素複合劑的藥代動力學研究，通過皮下和口服的方式給予供試品，采用羅氏血糖儀測定動物全血血糖水平；采用放射免疫分析法（RIA）測定犬血清中胰島素和C-肽濃度，膽汁中胰島素濃度，其中C-肽用於校正內源性胰島素水平，結果符合預期。

同時，還進行了速效和中效胰島素的藥代和安評實驗，主要包括藥代動力學、單次給藥急毒、28天重複給藥、製劑安全性等實驗。