胰岛素及其应用PPT课件

1、主要内容主要内容 胰岛素治疗及其研发进展胰岛素治疗及其研发进展 胰岛素注射装置及其研发进展胰岛素注射装置及其研发进展第1页/共70页IFG空腹血糖减损; IGT糖耐量减损; IPH单纯负荷后高血糖空腹血糖负荷后血糖6.1mmol/L7.0mmol/L7.8mmol/L11.1mmol/LIPHIFG/IGTIGTIFGT2DM糖尿病的诊断第2页/共70页所涉及的几个概念所涉及的几个概念 正常的血糖值： 空腹：指的是 餐后2小时： 随机：指的是 低血糖第3页/共70页中国中国2 2型糖尿病患者血糖控制现状型糖尿病患者血糖控制现状潘长玉等，中国城市中心医院糖尿病健康管理调查，中华内分泌代谢杂志，2

2、0：420-424，2004达标率%血糖达标患者人数不足HbA1c第4页/共70页HbA1c( %)UKPDS: UKPDS: 无论强化还是常规治疗无论强化还是常规治疗HbAHbA1c 1c 逐年升高逐年升高强化治疗组常规治疗组年D 0.9%年第5页/共70页细胞功能衰竭Adapted from UKPDS 16: Diabetes 1995: 44:1249-1258诊断后年数细胞功能(%)020406080100-12 -10-8-6-4-20246UKPDS第6页/共70页OAD + 胰岛素OAD + 胰岛素强化治疗DietOAD 单药治疗OAD 联合治疗OADs 增量糖尿病病程 769

3、8HbA1c (%)10 2 2型糖尿病的药物治疗型糖尿病的药物治疗-血糖达标血糖达标第7页/共70页何时开始胰岛素治疗 国际性指南IDF 2005:实际上大部分2型糖尿病患者要达到建议的血糖控制目标需要外源的胰岛素治疗当口服药物和生活方式干预不能使血糖达标时，应开始胰岛素治疗；当口服药物已使用至最大剂量仍HbA1c 7.5%，开始胰岛素治疗ADA 2006：未治疗达标的患者尽早加用胰岛素治疗生活方式干预加最大剂量二甲双胍治疗后HbA1c8.5%者，可以开始胰岛素治疗第8页/共70页胰岛素的研发史胰岛素的研发史 18 18世纪至今，胰岛素的研究经历了五个阶段：世纪至今，胰岛素的研究经历了五个阶

4、段： 发现胰岛素发现胰岛素 得到胰岛素得到胰岛素 了解胰岛素了解胰岛素 合成胰岛素合成胰岛素 改造胰岛素改造胰岛素第9页/共70页胰岛素的来源胰岛素的来源 胰腺是人体重要的消化器胰腺是人体重要的消化器官，主要包括分泌消化酶为主官，主要包括分泌消化酶为主的外分泌细胞和导管系统，及的外分泌细胞和导管系统，及由多种内分泌细胞组成的胰岛。由多种内分泌细胞组成的胰岛。 胰岛素是由胰岛中胰岛素是由胰岛中B B 细细胞分泌的肽类激素，分子结构胞分泌的肽类激素，分子结构为为5151个氨基酸组成有两个二硫个氨基酸组成有两个二硫键连接的条肽链。键连接的条肽链。胰岛素单体胰岛胰腺第10页/共70页胰岛素的合成与分泌

5、胰岛素的合成与分泌 细胞最初生成胰岛素原，细胞最初生成胰岛素原，后经分泌小泡运送到细胞后经分泌小泡运送到细胞膜，由胞吐作用经细胞膜膜，由胞吐作用经细胞膜释放入血。释放过程中脱释放入血。释放过程中脱去一段去一段C C肽，形成肽，形成A A、B B链链结构的胰岛素。血液中内结构的胰岛素。血液中内生胰岛素和生胰岛素和C C肽的比例是对肽的比例是对等的。等的。胰岛素原C肽 B链A链C肽 B链 A链第11页/共70页胰岛素的结构胰岛素的结构 胰岛素的两个肽链分别胰岛素的两个肽链分别为为2121个氨基酸组成的个氨基酸组成的A A链链和和3030个氨基酸组成的个氨基酸组成的B B链，链，氨基酸排列有种属差异

6、。氨基酸排列有种属差异。 猪胰岛素与人胰岛素仅猪胰岛素与人胰岛素仅在在B B链第链第3030位氨基酸上有位氨基酸上有所不同，牛胰岛素在所不同，牛胰岛素在A A链链上还有两个氨基酸不同。上还有两个氨基酸不同。人胰岛素的一级结构第12页/共70页降糖激素 胰岛素 升糖激素 皮质醇 甲状腺素 生长激素 肾上腺素 胰高糖素 胰岛素胰岛素体内唯一的降糖激素体内唯一的降糖激素第13页/共70页胰岛素的作用胰岛素的作用 受血糖浓度增加及体内其受血糖浓度增加及体内其他因素调节释放入血液，他因素调节释放入血液，运送到全身各组织、脏器；运送到全身各组织、脏器； 与脏器内细胞膜上的胰岛与脏器内细胞膜上的胰岛素受体结

7、合，经过一系列素受体结合，经过一系列的生物化学反应，促进细的生物化学反应，促进细胞对葡萄糖的摄取、储存胞对葡萄糖的摄取、储存和利用，也有利于脂肪、和利用，也有利于脂肪、蛋白质的合成代谢。蛋白质的合成代谢。 胰岛素是人体能量代谢不胰岛素是人体能量代谢不可缺少的激素之一。可缺少的激素之一。第14页/共70页 胰岛素的主要代谢作用胰岛素的主要代谢作用 一、碳水化合物代谢一、碳水化合物代谢 增加葡萄糖利用增加葡萄糖利用 减低糖异生减低糖异生 增加糖原合成增加糖原合成二、脂肪代谢二、脂肪代谢 增加脂肪合成增加脂肪合成 减少脂肪分解减少脂肪分解 降低酮体生成降低酮体生成三、蛋白代谢 增加蛋白合成 降低蛋白

8、分解第15页/共70页胰岛素的分泌胰岛素的分泌 通过细胞排粒作用，释放入血液通过细胞排粒作用，释放入血液 基础分泌量：基础分泌量：2424U U，进餐刺激：进餐刺激：2424U U Ca Ca+增加微管微丝活动，加速增加微管微丝活动，加速 细胞颗粒的移动细胞颗粒的移动 细胞的胰岛素分泌功能是被葡萄糖传感器调控细胞的胰岛素分泌功能是被葡萄糖传感器调控的的第16页/共70页胰岛素的分泌时相胰岛素的分泌时相第一时相：快速分泌相第一时相：快速分泌相 细胞接受葡细胞接受葡萄糖刺激萄糖刺激, ,在在0.5-1.00.5-1.0分钟的分钟的潜伏期后潜伏期后, ,出现出现快速分泌峰快速分泌峰, ,持持续续5-

9、105-10分钟后减分钟后减弱弱第二时相：延迟分泌相第二时相：延迟分泌相 快速分泌相后快速分泌相后出现的缓慢但持出现的缓慢但持久的分泌峰久的分泌峰, ,其其峰值位于刺激后峰值位于刺激后3030分钟左右分钟左右0204060801000306090Time (mins)第一时相第二时相时间 (分钟)血浆胰岛素 mU/L静脉注射葡萄糖后胰岛素的分泌第17页/共70页胰岛素的代谢与分解胰岛素的代谢与分解半衰期半衰期:4-5:4-5分钟分钟清除清除主要在肝脏和肾脏清除主要在肝脏和肾脏清除流经肝脏的胰岛素约流经肝脏的胰岛素约40%40%被提取并被代谢被提取并被代谢分解。分解。肝脏、肾脏和周围组织对胰岛素

10、的代谢清肝脏、肾脏和周围组织对胰岛素的代谢清除率比约为除率比约为6:3:26:3:2第18页/共70页用于糖尿病的用于糖尿病的治疗治疗- -目的目的预防严重代谢紊乱预防严重代谢紊乱预防长期的大血管和微血管并发预防长期的大血管和微血管并发症症缓解高血糖引起的症状缓解高血糖引起的症状 避免频繁的低血糖发生避免频繁的低血糖发生改善生活质量改善生活质量，延长寿命，延长寿命第19页/共70页胰岛素治疗的适胰岛素治疗的适 应应 症症 1 1型型DMDM 2 2型型DMDM 急性并发症时，如创伤、手术、酮症酸中毒、高渗综合征、感染等急性并发症时，如创伤、手术、酮症酸中毒、高渗综合征、感染等 肝、肾功能严重损

11、害肝、肾功能严重损害 不能耐受口服降糖药不能耐受口服降糖药 口服降糖药疗效减弱，磺脲类药物失效口服降糖药疗效减弱，磺脲类药物失效 口服降糖药效果渐差，可合用或改用胰岛素口服降糖药效果渐差，可合用或改用胰岛素 空腹血糖大于空腹血糖大于250 250 mg/dlmg/dl 糖尿病合并妊娠糖尿病合并妊娠 其它因素引起的糖尿病，如继发性胰腺疾病、内分泌疾病、其它因素引起的糖尿病，如继发性胰腺疾病、内分泌疾病、 伴糖代谢遗传的一些遗传性疾病的糖尿病伴糖代谢遗传的一些遗传性疾病的糖尿病第20页/共70页糖尿病病人接受胰岛素治疗者约占25-30 %，以 2型糖尿病为多。2 型糖尿病 2 型糖尿病1 型糖尿病

12、其他类型糖尿病需要胰岛素治疗胰岛素在糖尿病患者中的应用第21页/共70页胰岛素治疗的不良反应胰岛素治疗的不良反应常见常见低血糖反应低血糖反应胰岛素性水肿（胰岛素性水肿（4646周）周）眼屈光不正眼屈光不正2 2型肥胖病人体重增加型肥胖病人体重增加罕见罕见皮下脂肪萎缩或肥大皮下脂肪萎缩或肥大胰岛素过敏胰岛素过敏胰岛素耐药胰岛素耐药第22页/共70页第23页/共70页胰岛素不断研发进步的趋胰岛素不断研发进步的趋势势第24页/共70页第25页/共70页动物胰岛素向人胰岛素的飞动物胰岛素向人胰岛素的飞跃跃 能使胰岛素的注射剂量降低能使胰岛素的注射剂量降低20%20%； 可以显著地改善血糖控制；可以显著

13、地改善血糖控制； 可以明显降低低血糖和过敏反应、脂肪组织肥大、可以明显降低低血糖和过敏反应、脂肪组织肥大、萎缩等副反应的发生。萎缩等副反应的发生。第26页/共70页诺和灵诺和灵人胰岛素的特点人胰岛素的特点与人体自身分泌的胰岛素结构完全一致 以酵母细胞为宿主基因合成 免疫原性最低 副反应最低使用剂量少：由动物胰岛素转换为诺和灵 人胰岛素，平均剂量减少1530 剂型完全，满足不同糖尿病患者血糖控制 的要求第27页/共70页短效人胰岛素中性可溶性人胰岛素无色澄清溶液可以皮下注射、肌肉注射、静脉点滴起始作用时间:0.5小时最大作用时间:1至3小时作用维持时间:8小时0 2 4 6 8 10 12 14

14、 16 18 20 22 24诺和灵R第28页/共70页中效人胰岛素低精蛋白锌人胰岛素白色混悬液只用于皮下注射起始作用时间：1.5小时最大作用时间：4至12小时作用维持时间：24小时0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24诺和灵 N第29页/共70页预混人胰岛素双时相低精蛋白锌人胰岛素白色混悬液只用于皮下注射起始作用时间：0.5小时最大作用时间：2至8小时作用维持时间：24小时0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24诺和灵30R第30页/共70页预混人胰岛素双时相低精蛋白锌人胰岛素白色混悬液只用于皮下注射起始作用时间：0.5小时最大作用时间：

15、2至8小时作用维持时间：24小时0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24诺和灵50R第31页/共70页通过辩别颜色就可以选择诺和灵的种类 短效诺和灵R 黄色 中效诺和灵N 绿色 预混诺和灵30R 红棕色 预混诺和灵50R 灰色第32页/共70页胰岛素治疗方案早餐 午餐 晚餐 睡前（12：00） 上午 下午 夜间R R NPH NPH30R/50R30R/50R第33页/共70页早餐 午餐 晚餐 睡前（12：00） 上午 下午 夜间R R R NPH胰岛素治疗方案第34页/共70页早餐 午餐 晚餐 睡前（12：00） 上午 下午 夜间R R R NPH胰岛素治疗方案第3

16、5页/共70页人胰岛素应用的局限性人胰岛素应用的局限性吸收较慢作用时间长 注射时间不方便餐后高血糖低血糖危险增加第36页/共70页 可溶性人胰岛素的自我聚合可溶性人胰岛素的自我聚合: : 单体单体 -双体双体 - - 六聚体六聚体Whittingham JL et al. Biochemistry 1998;37:11516 2条B链2029位氨基酸间相互作用形成双体第37页/共70页皮下组织Mol/l扩散毛细血管膜103104105108Adapted from Brange J et al. Diabetes Care 1990;13:923六聚体双体单体 胰岛素皮下注射后的解聚胰岛素皮下

17、注射后的解聚第38页/共70页l生理胰岛素模式:基础胰岛素餐时相关的胰岛素峰值生理胰岛素作用模式l可溶胰岛素与正常的胰岛素峰值不能匹配可溶人胰岛素l可以模拟基础和餐时胰岛素分泌但这些加起来仍不能重新构建出生理的胰岛素作用模式 双相人胰岛素 30Rl中效胰岛素可以替代基础胰岛素但是存在变异性大，有峰值的缺点NPH生理性胰岛素曲线与目前人生理性胰岛素曲线与目前人胰岛素制剂曲线的比较胰岛素制剂曲线的比较第39页/共70页超过3/4的患者无法在餐前30分钟注射胰岛素13%23%64%30min15-30min15minOvermann H, Heinemann L. Injection-meal in

18、terval: recommendations of diabetologists and how patients handle it. Diabetes Res Clin Prac 1999; 43: 137-142.临床需要起效更快的胰岛素制剂速效胰岛素类似物第40页/共70页什么样的胰岛素制剂能满足我们的需要？什么样的胰岛素制剂能满足我们的需要？l快速达峰，模拟餐时胰岛素分泌快速达峰，模拟餐时胰岛素分泌l长时间起效，模拟基础胰岛素分泌长时间起效，模拟基础胰岛素分泌l双相胰岛素，同时模拟基础和餐时胰岛双相胰岛素，同时模拟基础和餐时胰岛素分泌素分泌第41页/共70页2020世纪末：人胰岛素

19、类似物研制成功世纪末：人胰岛素类似物研制成功改造胰岛素改造胰岛素 胰岛素的蛋白质空间结构对维持其生物活性有很重要的意义，人工合成的胰岛素制剂受此影响在皮下注射后需有一定的解离时间才能发挥效力，故治疗时需提前20-30分钟注射胰岛素。 糖尿病人需要更接近生理状态、使用方便的胰岛素制剂。 利用基因重组技术，修饰胰岛素的氨基酸组合：第42页/共70页人胰岛素向胰岛素类似物的飞跃人胰岛素向胰岛素类似物的飞跃 速效胰岛素速效胰岛素 类似物类似物 Aspart Aspart（诺和锐）（诺和锐） ; ; LisproLispro 长效胰岛素类似物长效胰岛素类似物 Detemir Detemir（诺和平）（诺

20、和平）; ; GlarginGlargin 预混胰岛素类似物预混胰岛素类似物 诺和锐诺和锐3030第43页/共70页速效胰岛素类似物速效胰岛素类似物 作为药物的胰岛素六聚体作为药物的胰岛素六聚体, ,吸收和代谢慢吸收和代谢慢 其其B B链第链第2828位位( (脯氨酸脯氨酸) )是容易聚合的关键部位是容易聚合的关键部位 采用基因技术将其替换成其他氨基酸采用基因技术将其替换成其他氨基酸 如如Aspart: B28Aspart: B28脯氨酸脯氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸 Lispro: B28 Lispro: B28脯氨酸脯氨酸 B29B29赖氨酸赖氨酸 表现出单体胰岛素的特性表现出单体胰岛素的特性

21、-吸收快吸收快, , 代谢快代谢快, ,作用时作用时间短间短第44页/共70页AspartAspart单个氨基酸替代单个氨基酸替代第45页/共70页胰岛素的解离时间胰岛素的解离时间胰岛素类似物Aspart，Lispro常规人胰岛素峰值时间=80120 分峰值时间=4050 分毛细血管壁皮下组织第46页/共70页诺和锐与人胰岛素作用时间对比0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 血浆胰岛素浓度诺和锐常规人胰岛素NPH胰岛素时间（小时）起效时间：1020分钟达峰时间：4050分钟最大作用时间： 13小时作用持续时间：35小时第47页/共70页速速效胰岛素类似物的优点效胰

22、岛素类似物的优点 更接近生理状态下餐后胰岛素分泌的模式，更接近生理状态下餐后胰岛素分泌的模式， 能能更好的降低餐后更好的降低餐后1 1小时和小时和2 2小时的小时的血糖血糖 由于在体内半衰期短，由于在体内半衰期短，较少发生低血糖较少发生低血糖 进餐时或者餐后注射，进餐时或者餐后注射，更灵活的生活方式更灵活的生活方式 在胰岛素泵中使用，较普通胰岛素对血糖的控在胰岛素泵中使用，较普通胰岛素对血糖的控制制 更有效更有效第48页/共70页慢作用长效胰岛素类似物慢作用长效胰岛素类似物- -Insulin Insulin DetemirDetemir ThrGluLysValPheAsnGluLeuGln

23、TyrLeuSerCysIleSerCysCysGlnGluValIleGlyTyrCysAsnLysProThrTyrPhePheArgGlyGluGlyCysValLeuTyrLeuAlaValLeuHisSerGlyCysAsnGlnLeuHisB1A21A1B29C14 脂肪酸链(Myristic acid)Thr第49页/共70页G lyA sn-A-链15152025151015203010A rgA rgB-链增加2个精氨酸甘氨酸替代天门冬氨酸在人胰岛素B31-B32-增加了2个精氨酸，A21位由甘氨酸替代天门冬氨酸第50页/共70页GlarginGlargin缓慢缓慢释放的机制

24、释放的机制 澄清溶液澄清溶液 (pH 4.0) 皮下皮下(pH 7.4)(pH 7.4)注射后注射后 沉淀析出沉淀析出 六聚体缓慢释放六聚体缓慢释放 作用时间持久作用时间持久 澄清溶液 pH4pH 7.4微颗粒分解毛细血管胰岛素吸收入血六聚体二聚体单聚体10-3 M10-5M10-8 M第51页/共70页 长效胰岛素类似物特点长效胰岛素类似物特点没有明显的峰值，可持续没有明显的峰值，可持续2424小时小时为强化治疗提供很平缓稳定的基础胰岛素为强化治疗提供很平缓稳定的基础胰岛素不能降低餐后血糖，需要与短效胰岛素连用不能降低餐后血糖，需要与短效胰岛素连用DetemirDetemir中性、皮下呈可溶

25、状态，吸收稳中性、皮下呈可溶状态，吸收稳定定glargineglargine酸性、皮下呈晶体状态，吸收不酸性、皮下呈晶体状态，吸收不稳定稳定第52页/共70页胰岛素治疗方案 早餐 午餐 晚餐 睡前（12：00） 早餐 上午 下午 夜间Detemir Glargine 第53页/共70页组成组成预混胰岛素类似物-诺和锐3030%诺和锐3030%人胰岛素30R双相混悬:第54页/共70页门冬胰岛素吸收迅速，控制餐后高血糖精蛋白结合的结晶门冬胰岛素提供基础胰岛素水平诺和锐30 -更接近生理性胰岛素分泌模式生理性胰岛素分泌模式门冬胰岛素精蛋白结合的结晶门冬胰岛素诺和锐30第55页/共70页诺和锐诺和锐

26、30 30 的作用时间的作用时间 起效时间起效时间（分）（分）最大效应最大效应时间时间（小时）（小时） 维持时间维持时间（小时）（小时）诺和锐诺和锐 3030101020201 14 42424人胰岛素人胰岛素30R30R30302 28 82424第56页/共70页胰岛素类似物的优势胰岛素类似物的优势速效胰岛素类似物：速效胰岛素类似物： 更好的餐后血糖控制更好的餐后血糖控制 更少的低血糖发生率更少的低血糖发生率 更方便灵活的给药时间更方便灵活的给药时间预混胰岛素类似物：预混胰岛素类似物： 更好的餐后血糖控制更好的餐后血糖控制 更少的夜间及严重低血糖发生率更少的夜间及严重低血糖发生率 同时提供

27、基础胰岛素分泌同时提供基础胰岛素分泌可溶性长效胰岛素类似物：可溶性长效胰岛素类似物： 提供平稳的基础胰岛素水平提供平稳的基础胰岛素水平第57页/共70页胰岛素注射系统发展趋势胰岛素注射系统发展趋势操作简便、易教易用，是注射系统的发展趋势一次性注射器第58页/共70页诺和笔诺和笔 诺和灵诺和灵 诺和针诺和针 准确注射胰岛素的一体化解决方案第59页/共70页第60页/共70页胰岛素注射系统的进展趋胰岛素注射系统的进展趋势势第61页/共70页 特充注射系统（特充注射系统（FlexPenFlexPen）诺和灵R诺和灵N诺和灵30R诺和锐30R诺和锐第62页/共70页1、作为预填充型的胰岛素注射系统，特充作为预填充型的胰岛素注射系统，特充 易教易学易用，能够大大减少医生和患易教易学易用，能够大大减少医生和患 者教笔和学笔的时间者教笔和学笔的时间2 2、特充能够减轻新开始胰岛素治疗患者、特充能够减轻新开始胰岛素治疗患者 的心理性抵抗的心理性抵抗 , ,提高患者对胰岛素治疗提高患者对胰岛素治疗 的顺应性的顺应性特充注射系统（FlexPen） 胰岛素初始之选第63页/共70页诺和针诺和针 最佳最佳的舒适度带来最佳的顺应性的舒适度带来最佳的顺