糖,作为人体重要的能量来源,在维持生命活动中起着不可或缺的作用。然而,当人体对糖的代谢出现问题时,就会引发一系列严重的健康问题,其中糖尿病就是与糖代谢密切相关的典型疾病。而胰岛素的发现,无疑是糖尿病治疗史上的一座里程碑,它揭开了糖代谢背后的许多秘密,也为现代糖尿病治疗奠定了坚实的基础。
胰岛素发现前的糖尿病治疗困境
在胰岛素被发现之前,糖尿病几乎是一种致命的疾病。当时,人们对糖尿病的认识还非常有限,只知道患者会出现多饮、多食、多尿和体重减轻的症状,即所谓的“三多一少”。
对于糖尿病的治疗,尝试了各种方法,但效果都不理想。限制饮食是当时主要的治疗手段之一,患者被要求严格控制碳水化合物的摄入。然而,这种方法虽然能够在一定程度上缓解症状,但无法从根本上解决问题。随着病情的发展,患者会逐渐出现各种并发症,如酮症酸中毒、肾衰竭等,最终往往因为这些严重的并发症而死亡。
胰岛素的发现历程
1.动物胰岛素(第一代胰岛素):1921年,外科医生班廷及其助理成功从狗身上提取胰岛素,并成功降低糖尿病狗的血糖,治疗这类在当时来说的“绝症”终于迎来了曙光。1922年,首位患者接受胰岛素治疗,成功地在短时间内将高血糖降至正常水平,次年,礼来公司完成胰岛素的批量生产。糖尿病终于不是难以攻克的绝症,班廷也因此获得了1923年的诺贝尔生理学或医学奖。
从动物身上提取的胰岛素纯度不高且伴随杂质,提取成本高且产量低,无法满足患者用药需求。1965年,我国科学家全球首次人工合成结晶牛胰岛素,开创了实验室人工合成胰岛素的先河,在探索医学奥秘的征途中迈出了关键的一步。
2.人胰岛素(第二代胰岛素):20世纪80年代,以基因重组技术为基石的人胰岛素应运而生,高度纯化的人胰岛素对于血糖控制更加精确,因此很快取代了第一代的动物胰岛素。依据作用方式及起效时间,人胰岛素可分为餐时、基础及预混三类。餐时人胰岛素起效快,作用持续时间短,在餐前使用,防止餐后的血糖升高过快;基础人胰岛素主要用于控制两餐后血糖,作用时间较长;预混人胰岛素则是餐时和基础人胰岛素的混合,可针对患者需求定制,灵活性强。实际使用过程中,人胰岛素仍然存在一定局限性。注射胰岛素无法很好模拟人体正常情况下胰岛素的分泌特点,可能出现血糖波动范围大的问题,血糖长期偏高会增加并发症风险,血糖过低则立即会出现头晕、头痛、视力模糊等低血糖反应,对从事危险作业的人会造成风险。
3.胰岛素类似物(第三代胰岛素):20世纪90年代末,经过对人胰岛素的氨基酸序列及结构调整,胰岛素类似物研发成功。相比于人胰岛素,胰岛素类似物更好地模拟了体内胰岛素的分泌特点,能更平稳地控制血糖,并且给药时间更加灵活。依据作用方式,胰岛素类似物也分为餐时、基础及预混三大类。三代基础胰岛素与二代胰岛素相比,在人体内代谢时间更长,作用维持时间从13-20小时提高到了20-30小时,普通患者可以实现每天注射一次,减少了患者用药的痛苦和麻烦。近年,诺和诺德公司和赛诺菲公司分别上市了德谷胰岛素和甘精胰岛素(U300),分别将作用维持时间延长到了42小时和36小时。这种“超长效”胰岛素让患者用药时间更加灵活,血糖控制也更为平稳。
现代胰岛素的应用
1.胰岛素的类型:按来源分,有动物胰岛素(源于猪和牛胰腺,易引起过敏)、人胰岛素(基因工程合成,副作用少)和胰岛素类似物(人胰岛素结构改造,药代动力学特性好)。按作用时间分,有超短效、短效、中效、长效和预混胰岛素等,不同类型作用时间和用途各异。
2.胰岛素的给药方式:传统为皮下注射,胰岛素笔操作简便、剂量准确。现代有胰岛素泵,可根据血糖自动调整输注速度,模拟生理分泌模式。口服胰岛素仍在探索,面临技术难题。
3.胰岛素在糖尿病治疗中的地位:1型糖尿病患者自身胰岛β细胞破坏,胰岛素是维持生命必需药物,合理使用可控制血糖减少并发症。2型糖尿病患者病程发展后胰岛β细胞功能衰退,常需胰岛素与口服降糖药联合控制血糖。