预混胰岛素：即短效与中效预先混合的胰岛素制剂。有两种制剂 ：短效/中效 30/70和50/50。可满足临床对餐后血糖良好控制及减少注射次数的需要。常用有诺和灵30R、优泌林30R,万邦林30R、甘舒霖30R

长效胰岛素：皮下注射后3~4小时起作用，最大作用时间在10~20小时，持续时间24~36小时 。皮下注射后3~4小时起作用，最大作用时间在10~20小时，持续时间24~36小时 。常用的有 诺和平（地特胰岛素 ）长秀霖（甘精胰岛素 ） 来得时（甘精胰岛素）。

1.2 胰岛素的结构及性质

1.21 结构：

胰岛素由A、B两个肽链组成。人胰岛素A链有11种21个氨基酸，B链有15种30个氨基酸，共26种51个氨基酸组成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键，使A、B两链连接起来。此外A链中A6(Cys)与A11(Cys)之间也存在一个二硫键 。

1.2.2性质：

【化学本质〗蛋白质

〖分子式〗C257H383N65O77S6

〖分子量〗5807.69

〖性状〗白色或类白色的结晶粉末

〖熔点〗233℃（分解）

〖比旋度〗-64°±8°(C=2,0.003mol/L NaOH)

〖溶解性〗在水、乙醇、氯仿或乙醚中几乎不溶；在矿酸（无机酸）或氢氧化碱溶液中易溶

〖酸碱性〗两性，等电点pI5.35-5.45

2.胰岛素的适用症

2.1 需终身使用的患者

1型糖尿病；2型糖尿病经饮食及口服降糖药治疗血糖未达标者；有严重糖尿病并发症或有其他严重疾病者。

2.2 需暂时使用的患者

空腹血糖受损（IFG），糖耐量低减（IGT）糖尿病早期患者；患急症处于应激状态，血糖难以控制者（如肺炎、骨折、手术等）；需短期使用血糖升高的药物者（如用肾上腺糖皮质激素）；妊娠糖尿病经饮食治疗血糖未达标（空腹>5.8mmol/L,餐后2h >6.6mmol/L）。

3.胰岛素的生产工艺

3.1 早期胰岛素的生产

早期市场上出售的胰岛素是从猪、牛及其他牲畜的胰腺中提取，从100千克原料中仅能生产3～4克，因而成本很高，并且用来治疗还有副作用。

3.2 改革后的胰岛素生产工艺

自从基因工程技术研究成功后，可以利用基因工程的方法生产胰岛素。首先要获取人胰岛素基因，通常是用人工合成的方法合成人胰岛素基因，之后选择大肠杆菌的质粒作为运载体来运载胰岛素基因。质粒是一个环状的双链结构的DNA分子，它大多存在于细菌的细胞质中，是细菌染色体外的一种遗传物质，它能够在细菌细胞里复制自己，可以自由出入细菌细胞。有了大肠杆菌质粒作为运载体之后，就选择能切割基因的切刀，这种切刀叫限制性内切酶。必须要选择同一种限制性内切酶去切割人工合成的人胰岛素基因和质粒，使它们有同一个切点，这样就可以把人工合成的人胰岛素基因接到环状质粒的运载体上，组成重组体，把新组成的重组体再引入大肠杆菌。这种大肠杆菌和原来的大肠杆菌不一样了，因带有人胰岛素基因，所以称为工程菌。这种工程菌放进发酵罐里，它的代谢产物就产生出人胰岛素了。

现在市场上的基因工程胰岛素生产法有两种。 （1）美国礼来公司的大肠杆菌表达法； （2）诺和诺德公司的酵母表达法。

3.3基因工程大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素的工艺

3.3.1.提取目的基因；

获取目的基因是实施基因工程的第一步。如植物的抗病（抗病毒 抗细菌）基因，种子的贮藏蛋白的基因，以及人的胰岛素基因干扰素基因等，都是目的基因。

要从浩瀚的“基因海洋”中获得特定的目的基因，是十分不易的。科学家们经过不懈地探索，想出了许多办法，其中主要有两条途径：一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一条是人工合成基因。

直接分离基因最常用的方法是“鸟枪法”，又叫“散弹射击法”。鸟枪法的具体做法是：用限制酶将供体细胞中的DNA切成许多片段，将这些片段分别载入运载体，然后通过运载体分别转入不同的受体细胞，让供体细胞提供的DNA（即外源DNA）的所有片段分别在各个受体细胞中大量复制（在遗传学中叫做扩增），从中找出含有目的基因的细胞，再用一定的方法把带有目的基因的DNA片段分离出来。如许多抗虫抗病毒的基因都可以用上述方法获得。

用鸟枪法获得目的基因的优点是操作简便，缺点是工作量大，具有一定的盲目性。又由于真核细胞的基因含有不表达的DNA片段，一般使用人工合成的方法。

目前人工合成基因的方法主要有两条。一条途径是以目的基因转录成的信使RNA为模版，反转录成互补的单链DNA，然后在酶的作用下合成双链DNA，从而获得所需要的基因。另一条途径是根据已知的蛋白质的氨基酸序列，推测出相应的信使RNA序列，然后按照碱基互补配对的原则，推测出它的基因的核苷酸序列，再通过化学方法，以单核苷酸为原料合成目的基因。如人的血红蛋白基因胰岛素基因等就可以通过人工合成基因的方法获得。

3.3.2.目的基因与运载体结合；

基因表达载体的构建（即目的基因与运载体结合）是实施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。

将目的基因与运载体结合的过程，实际上是不同来源的DNA重新组合的过程。如果以质粒作为运载体，要用一定的限制酶切割质粒，使质粒出现一个缺口，露出黏性末端。然后用同一种限制酶切断目的基因，使其产生相同的黏性末端（部分限制性内切酶可切割出平末端，拥有相同效果）。将切下的目的基因的片段插入质粒的切口处，首先碱基互补配对结合，两个黏性末端吻合在一起，碱基之间形成氢键，再加入适量DNA连接酶，催化两条DNA链之间形成磷酸二酯键，从而将相邻的脱氧核糖核酸连接起来，形成一个重组DNA分子。如人的胰岛素基因就是通过这种方法与大肠杆菌中的质粒DNA分子结合，形成重组DNA分子（也叫重组质粒）的。

3.3.3.将目的基因导入受体细胞；

将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。目的基因的片段与运载体在生物体外连接形成重组DNA分子后，下一步是将重组DNA分子引入受体细胞中进行扩增。

基因工程中常用的受体细胞有大肠杆菌，枯草杆菌，土壤农杆菌，酵母菌和动植物细胞等。

用人工方法使体外重组的DNA分子转移到受体细胞，主要是借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。例如，如果运载体是质粒，受体细胞是细菌，一般是将细菌用氯化钙处理，以增大细菌细胞壁的通透性，使含有目的基因的重组质粒进入受体细胞。目的基因导入受体细胞后，就可以随着受体细胞的繁殖而复制，由于细菌的繁殖速度非常快，在很短的时间内就能够获得大量的目的基因。

3.3.4.目的基因的检测和表达；

目的基因导入受体细胞后，是否可以稳定维持和表达其遗传特性，只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。

以上步骤完成后，在全部的受体细胞中，真正能够摄入重组DNA分子的受体细胞是很少的。因此，必须通过一定的手段对受体细胞中是否导入了目的基因进行检测。检测的方法有很多种，例如，大肠杆菌的某种质粒具有青霉素抗性基因，当这种质粒与外源DNA组合在一起形成重组质粒，并被转入受体细胞后，就可以根据受体细胞是否具有青霉素抗性来判断受体细胞是否获得了目的基因。重组DNA分子进入受体细胞后，受体细胞必须表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达过程。

3.3.5.投入生产。

4.胰岛素用药研发进展 4.1 肺部给药

4.1.1 Exubera胰岛素释药系统：

Exubera由胰岛素粉剂和专用吸入器组成，而胰岛素粉剂是将重组胰岛素和适宜辅料制备的溶液经喷雾干燥后得到的。患者使用专用吸入器，将雾化的胰岛素经口腔吸入送达肺部。

4.1.2 AERx胰岛素糖尿病治疗系统:

AERx胰岛素糖尿病治疗系统将人胰岛素液体气雾剂释至肺深部供全身性吸收。该系统产生气雾剂细液滴（平均气动力学直径约为2～3μm）,自数以百计激光打的孔经一喷嘴喷出。吸入的胰岛素起效非常快。

4.1.3 AIR肺部释药系统:

AIR释药技术适于将药物释至肺部的干粉装置。采用许多常用的辅料（如糖类，氨基酸和脂质）制成微粒，粒径为5～30μm，气动力学粒径为1～5μm。AIR的大几何粒径和小气动力学粒径较其他普通肺部给药制剂具有许多优点：在