[发明专利]组织选择性胰岛素类似物

说明书

本发明总的来说涉及到生物活性蛋白及其类似物。更具体地讲，本发明涉及组织特异性人胰岛素的类似物的和含有这些类似物的药物组合物以及它们用于治疗糖尿病的用途。本发明还提供了编码人胰岛素类似物的DNA序列以及含有该序列的微生物。描述了制备人胰岛素类似物的方法。

胰岛素是一种蛋白质，更具体地讲是一种控制糖代谢的激素。动物体内缺少胰岛素可以引起动物患有糖尿病，过量的胰岛素可以引起昏迷。胰岛素是一种由胰腺的朗格尔汉斯胰岛β-细胞产生的多肽。餐后血中葡萄糖和氨基酸的含量增高刺激胰腺分泌胰岛素。然后胰岛素作用于不同的组织（如，肌肉，肝脏和脂肪）刺激葡萄糖的摄入。胰岛素还激发糖原和脂肪的合成。在治疗糖尿病Ⅰ型和Ⅱ型时使用胰岛素的药物制剂。

某种动物，如人的胰腺不能够产生足够量的胰岛素可导致糖尿病的发生。糖尿病是一种以胰岛素分泌异常和各种代谢及血管损伤为特征的综合症。患有糖尿病的患者目前采用猪牛或重组人胰岛素治疗。但是使用胰岛素不能够完全一致地模仿内源性胰岛素的作用，而且会引起低血糖和长期并发症如动脉粥样硬化症。

来源于动物的胰岛素与人胰岛素在化学特性上不完全相同，有时会含有其它的生物活性杂质。曾努力试图建立一种方法以制备在化学特性上与人胰岛素一致并且不包含任何生物活性杂质的胰岛素。基于这种努力，建立了重组方法，以在微生物中制备人胰岛素和胰岛素原多肽，并使之分离纯化以供药用。例如，1982年7月14号公开的欧洲专利申请No.0055945，公开了制备胰岛素和胰岛素原多肽以及分离这种多肽的重组技术和方法学（该申请作为参考文献）。

如上所述，本技术能够通过重组方法制备与人胰岛素原和/或胰岛素有相同氨基酸序列的胰岛素，并且可以被纯化，用于药物制剂。但是，胰岛素具有多种功能。例如，它抑制肝脏葡萄糖的产生并激发外周葡萄糖的利用，从而控制葡萄糖的代谢。由于这些不同的功能，以及由于外源性胰岛素的典型的给药部位与自然释放位置有区别，当对糖尿病患者进行治疗时，希望所使用的胰岛素与其激发外周糖利用的能力相比能够更大程度地抑制肝脏的糖产生。为了获得更自然的结果而对于给药胰岛素与天然胰岛素作用不同的需要下面将作进一步解释。

胰岛素具有降低血流中葡萄糖浓度的总效应。这种效应是胰岛素作用于两种不同类型的组织而获得的。

胰岛素的降糖作用发生在肝脏和外周组织，以调节血中葡萄糖的水平。胰岛素与肝脏受体的相互作用引起肝脏内葡萄糖的生成减少，并且增加了肝脏储存糖，作为糖原;与外周脂肪和肌肉细胞上的受体相互作用可引起糖利用增加。这两种相互作用都引起血流中葡萄糖的浓度下降。在肝脏和外周细胞中，与受体的结合和胰岛素从系统中的消除是同时伴发出现的;也就是说，当胰岛素被利用时，它也在被消除。

在内源性胰岛素的正常作用机制中，大多数由胰腺分泌的激素与肝脏的受体相互作用。这种明显的亲合性被认为是由于肝脏与激素源最接近。一旦释放到总循环中，由于存在着大量的外周受体，绝大多数胰岛素似乎被外周细胞利用。给药的胰岛素不能够使肝脏和外周活性达到自然平衡的原因之一可能是开始向总循环系统给药时与肝脏受体相互作用的机会很少。但是，当内源性胰岛素从胰腺中释放时则会发生很高程度的这种相互作用。

胰岛素最初是在胰腺的朗格尔汉斯胰岛中以单链肽胰岛素原的形式合成的。在体外检测胰岛素原具有1-2%的天然胰岛素效能，在体内有大约15%的胰岛素效能，与胰岛素的4分钟半衰期相比具有30分钟的循环半衰期，胰岛素原在体内有相当程度的肝脏选择性（Glauber，H.S.，et    al.，Diabetes（1986）35∶311-317;Peavy，D.E.et    al.，J.Biol.Chem.（1985）260∶13989-13994;Davis，S.N.，et    al.，Diabetes（1988）37∶74（abstract））。胰岛素原的体内肝脏选择性与胰岛素本身的体内肝脏选择性要多出50%。不过，胰岛素原大部分的用途中效能太低。