轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座

轉基因技術生產(chǎn)胰島素主講人：組員：轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第1頁轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第2頁胰島素和諾貝爾獎1921年，加拿大醫(yī)生班廷(Banting)和他助手從狗胰腺中提取胰島素。1922年第一次使用從牛胰腺中提取出來胰島素并應用于治療糖尿病，1923年，班廷被授予諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，從發(fā)覺到獲獎，時間不到兩年，創(chuàng)造了諾獎史上“前無古人、后無來者”最短統(tǒng)計。

英國生物化學家桑格在1955年將胰島素氨基酸序列完整地定序出來，取得了1958年諾貝爾化學獎。中國在1965年完成了結晶牛胰島素人工合成。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第3頁研究目標及意義中國當前糖尿病患者數(shù)達1.14億，全球1/3。糖尿病病因是胰島素分泌缺點或其生物作用受損，所以最慣用治療方法就是以注射胰島素方式補充人體內胰島素。一開始胰島素都是從狗、豬、牛等家畜胰腺中提取而得，不過，每噸動物胰腺中能提取胰島素不到5克，產(chǎn)量太低。人工合成胰島素略微緩解全世界緊迫需求，不過價格依然高昂，普通人無力負擔。怎樣批量、廉價生產(chǎn)胰島素？方法就是“轉基因”。將人類胰島素基因導入細菌（或真菌）中，如大腸桿菌或酵母菌，然后大量繁殖細菌，搜集細菌所分泌“人胰島素”。因為細菌繁殖呈指數(shù)級增加，一個轉基因細菌在短短幾小時后就能產(chǎn)生上百萬后代，這意味著人們能夠以很低成本取得幾乎無限量人胰島素。經(jīng)過該項技術全球大多數(shù)糖尿病人才得到了很好胰島素治療。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第4頁胰島素結構胰島素含有三對二硫鍵，其中兩對二硫鍵在A鏈和B鏈之間形成，另一對二硫鍵在A鏈上。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第5頁合成方法長久以來，人們已開發(fā)了各種大腸桿菌工程菌，但含有代表性和實用型構建方案主要有以下三種。AB鏈分別表示法兩種工程菌分別合成β-半乳糖苷酶—人胰島素A鏈、β-半乳糖苷酶—人胰島素B鏈兩種融合蛋白。以2：1分子比混合后進行體外化學折疊。人胰島素原表示法將人胰島素原逆轉錄DNA（cDNA）編碼序列克隆在β-半乳糖苷酶基因下游，胰島素原能形整天然空間構象，為3對二硫鍵正確配對提供了良好條件，使得體外折疊率高達80％以上。AB鏈同時表示法將人胰島素A鏈和B鏈編碼序列拼接在一起，然后組裝在大腸桿菌β—半乳糖苷酶基因下游。采取對應裂解方法取得A鏈和B鏈肽段，最終經(jīng)過體外化學折疊制備含有活性重組人胰島素。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第6頁最新研究結果第三代胰島素速效胰島素：新型超短效胰島素，吸收和起效時間更加快，患者不再受到“提前30分鐘”制約，使用胰島素愈加靈活方便，大大降低了漏用或重復用藥潛在風險。長期有效胰島素：就是經(jīng)過對人胰島素加工和修飾，使其穩(wěn)定、遲緩發(fā)揮作用，從而實現(xiàn)“打一針，管一天”治療效果。而且和既往精蛋白結合胰島素相比，含有作用時間更長、療效更穩(wěn)定優(yōu)點。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第7頁國際市場供不應求即使轉基因技術長久、廣泛使用已經(jīng)使胰島素價格降得非常低，不過因為患者需要天天注射，所以需求量非常大，依舊有供不應求趨勢。中國一位普通糖尿病患者，一個月使用胰島素需要花費幾百元。

全球已確診糖尿病人總數(shù)有3.2億人，按百分比推算，國際市場胰島素原料藥年需求量約在120～130噸。但實際上，全球胰島素總產(chǎn)量只有40噸左右，可見這一市場增加空間十分巨大。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第8頁發(fā)展前景為了深入提升胰島素產(chǎn)量，降低胰島素價格，現(xiàn)在將人胰島素基因轉入植物中技術正在被開發(fā)。加拿大SembioSys生物工程企業(yè)利用北美洲普遍栽培高產(chǎn)油料作物——紅花作為轉基因植物“平臺”，成功生產(chǎn)出“紅花子起源人胰島素”（代號SBS－1000），其藥代動力學與藥效學試驗結果與美國禮來利用大腸桿菌表述胰島素基因生產(chǎn)重組DNA人胰島素基本一樣。理論上，每公頃紅花田可生產(chǎn)出1千克人胰島素原料藥。

受到SembioSys企業(yè)鼓舞，加拿大渥太華大學生物技術研究中心科研人員也利用另兩種高產(chǎn)作物——煙草和水稻植株生產(chǎn)出了一個名為“胰島素樣生長因子”（ILGF）新型降血糖藥品。據(jù)稱，ILGF降糖效果甚至優(yōu)于常規(guī)口服降糖藥。假如ILGF能經(jīng)過臨床試驗并成功上市，或將成為前景可期國際醫(yī)藥市場暢銷產(chǎn)品。轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講座第9頁參考文件酵母表示基因工程產(chǎn)物不均一性分析及其對策王洪海，高卜渝-《中國科學:化學》-1994-被引量:42畢赤酵母高效電轉化方法探討張艷，楊清武，呂鳳林-《中國修復重建外科雜志》--被引量:15胰島素原基礎和臨床研究駱天紅-《國際內分泌代謝雜志》-1995-被引量:15人胰島素原類似物(BKRA)基因合成與表示房德興，王永山-《中國生物化學與分子生物學報》-1998-被引量:12單鏈胰島素前體在酵母中分泌表示及其轉變成人胰島素朱尚權，徐明華，許英鎬，...-《中國科學:生命科學》-1997-被引量:10人胰島素原類似物(BKRA)基因三聯(lián)體構建與表示房德興，周宗安，翟春生，...-《藥品生物技術》-1999-被引量:10重組單鏈胰島素連接肽與其生物功效關系黃一丁，梁鎮(zhèn)和，馮佑民-《中國科學:》--被引量:7轉基因技術生產(chǎn)胰島素專家講