德谷胰岛素性质、用途与生产工艺
糖尿病是一种全球性的慢性代谢性疾病，需要终生治疗。在遗传或环境因素的作用下，胰岛B细胞无法分泌胰岛素或分泌量不足，就会引发糖尿病。1型糖尿病患者的胰岛B细胞已经丧失，会降解蛋白质和脂肪作为替代的能量来源，很容易导致酮症酸中毒。2 型糖尿病患者体内存在胰岛素抵抗，其病情会随着胰岛B细胞功能减少而逐渐恶化。早期2型糖尿病患者会以锻炼、控制饮食及结合口服降糖药为主要治疗手段，但是随着病程的发展，无论1型糖尿病还是2 型糖尿病，胰岛素都是必须的治疗手段之一。目前主要的3种长效胰岛素有甘精胰岛素（glargine）、地特胰岛素（detemir）和德谷胰岛素（degludec）。
德谷胰岛素由Novo Nordisk公司研发，于2012年10月在日本上市，批准治疗1、2型糖尿病。德谷胰岛素是在人胰岛素的基础上，去掉B30位的苏氨酸，通过1个L-γ-谷氨酸连接子，将1个16碳脂肪二酸连接B29位赖氨酸上获得的一种超长效的基础胰岛素类似物。这种独特的分子结构使其在注射前以稳定的可溶性、双六聚体形式存在于制剂中。
其长效作用机制主要是：皮下注射后，随着制剂中苯酚的迅速弥散，德谷胰岛素通过脂肪二酸侧链自我聚集形成多六聚体，并于注射部位形成储存库，稳定、持久地发挥其降糖作用；此后，锌离子逐渐分散、多六聚体缓慢解离释放出单体通过毛细血管进入血液循环，添加的脂肪二酸侧链与血浆白蛋白发生可逆性结合，进一步减缓其向靶组织和血液循环扩散的速度，以发挥其长效降糖作用。
在胰岛B细胞中，内源性胰岛素以六聚体结合锌的形式存在。当分泌时，它迅速分解为具有生物活性的单聚体，后者迅速吸收入体内循环，但六聚体或者更大的聚合物吸收缓慢。这个理论已用于指导研发胰岛素类似物，延迟外源性胰岛素从注射部位的吸收。德谷胰岛素被设计为多个六聚体的混合体，通过改变人胰岛素分子的一个氨基酸，即去掉其B链第30位氨基酸，再通过1个谷氨酸连接子，将1个16碳脂肪二酸的侧链连接到B29位上。另外在德谷胰岛素的制剂中，添加苯酚、锌，使各个六聚体相互作用结合，形成稳定的多六聚体，从而达到缓慢释放进入体内循环的目的。
图1为德谷胰岛素的结构
2015年9月25日，FDA批准丹麦诺和诺德公司的新药德谷胰岛素（Insulin Degludec）注射剂上市，商品名为Tresiba。德谷胰岛素为新一代基础胰岛素类似物，通过经皮下注射后形成多六聚体，从而发挥24h超长效作用。同时获得批准的还有德谷胰岛素和门冬胰岛素复方制剂，商品名为Ryzodeg。
德谷胰岛素对于1型或2型糖尿病的半衰期均接近25h，对于1型糖尿病患者，其持续时间＞42h。由于其长效机制，每天注射1次可以在2～3d内达到稳态血药浓度，具有非常平滑稳定的药效学特点。另外，与甘精胰岛素比较，德谷胰岛素的降血糖效果的个体化差异小。在特定人群，如＞65岁的老人、儿童及肝肾损伤者中，德谷胰岛素的药动学特征也十分稳定。胰岛素累积是指重复多次给药后，胰岛素水平堆积到一个不适当的高浓度。这种情况通常出现在当常规剂量无法控制血糖，给予额外的大剂量时，这种过度用药容易导致血糖过低。对于长效胰岛素，是否引起胰岛素累积而导致低血糖风险，是必须考虑的因素。德谷胰岛素的血药浓度从给药当天开始上升，2～3d内达到稳态浓度，其半衰期相对于给药间隔时间越长，峰谷比值越低，越稳定。在处于稳态时，给药间隔长或短的影响会被缓冲，不会引起胰岛素累积。
德谷胰岛素有2个浓度: 100 U/mL、200 U/mL，2个浓度的生物等效性相同。高浓度并未使药代学和药动学参数改变。因为在皮下注射后，注射部位会形成一个储存库，从中缓慢释放单聚体进入毛细血管而发挥作用。单聚体的释放率(而不是胰岛素浓度) 决定了德谷胰岛素的作用特性。
有关德谷胰岛素的I、II型糖尿病治疗药物、结构特点、部分药代学与药动学特点、生产工艺、作用是由Chemicalbook的玉莲编辑整理。
德谷胰岛素的生产工艺是通过基因工程产生胰岛素前体，并经过后期的蛋白修饰产生的。主要是通过毕赤酵母表达德谷胰岛素原, 德谷胰岛素原经酶切, 再连接L-γ- 谷氨酸和16 碳脂肪二酸的化学修饰得到正确构象的德谷胰岛素。
机体注射后, 苯酚在注射部位迅速的弥散, 德谷胰岛素快速的形成多六聚体。在锌离子存在的情况下独特的侧链结构容易形成多六聚体, 由于独特的分子结构可以在制剂中以稳定的可溶性双六聚体的形式存在, 所以在注射部位形成一个储存库, 达到了一种延迟的作用机制。多六聚体随着时间的延长, 缓慢的释放解离成单体。由于单体具备脂肪酸侧链, 所以再进入毛细血管后弥散, 并且能够快速的与白蛋白相结合, 最终形成了德谷胰岛素在血液中的缓慢缓释, 起到了次要的延迟作用机制, 通过这两种主要和次要的延长作用机制, 达到了一种超长效的作用效果, 发挥其超长效降糖作用。
德谷胰岛素
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