基因工程自诞生以来发展很快。
1972年，美国斯坦福大学生物化学系主任贝格尔把两种病毒的DNA人工组合到一起，形成了
第一个人工重组DNA分子，这是基因工程的开创性工作。
1973年，科恩发表一篇报告，说他们把大肠杆菌的两种质粒的DNA连接到了一起，并且又送
回到大肠杆菌细胞中去，重组质粒的DNA得到了复制和表达。这是第一次完成了一个基因工程。
1976年，美国用大肠杆菌生产出了本来由人脑产生的生长抑制素，完成第一个有实用价值的基
因工程。已知生长抑制素是含有14个氨基酸的多肽链，在清楚其结构以后，根据遗传密码可以倒推
出它的基因结构——一条由42个核苷酸组成的DNA片断。人工合成这个DNA片断，再把它送入
大肠杆菌。由这项研究开始，科学家又掌握了一条获得基因的新途径——人工合成。
使用类似方法，美国人在1978年又用大肠杆菌生产出了胰岛素，使胰岛素可以工业化生产，给
糖尿病患者带来了福音。原先胰岛素的来源是从牛胰脏提取，产量有限。用化学方法人工合成胰岛
课堂教学艺术素仅有科学意义而无实用价值，因为成本太高了。现在世界医药市场上的胰岛素，已经大半是基因 工程的产品了。
鼠生长激素、人生长激素、鸡卵清蛋白、人白细胞干扰素等许多种物质，也都已经可以用大肠
杆菌生产。
生物制法：首先剪切胰岛素基因，再将胰岛素基因转入人的大肠杆菌内，再创造大肠杆菌裂殖
的有利环境，对大肠杆菌进行大规模培养，使之产生大量的糖尿病的药物——胰岛素。
基因制法: 在基因工程人胰岛素的生产过程中，一般是先表达胰岛素原，然后对胰岛素原复性，复
性后的胰岛素原通过酶切得到有活性的胰岛素.其中胰岛素原的复性效率是决定最终收率的关键因素，正确折叠与错误折益胰岛素原的分子量完全相同，结构非常相似，采用RT-HPLC可对其进行分离检定. Sergeev等利用反相谱建立了复性液中胰岛素原的检测方法.如果要对正确折叠与错误折盛胰岛素
原的结构进一步说明，可将其用蛋白酶V8酶解，然后用RP-HPLC-MS作肤图谱.Damn等用S.aureus p
rotease V8酶解胰岛素原，然后用R'FHPLC做肚谱图，并结合质谱法对重组胰岛素原的折受过程进
文书档案行了监测.
新胰岛素工艺提升市场超15% 行业格局将变
(2009-05-22 10:57:54)
糖尿病在过去十年里在全球各地发展势头十分迅猛，现在中国、印度、巴西和俄罗斯等新兴工业
国也已迈入糖尿病高发国行列。而尽管目前国际医药市场上已有磺酰脲类、α－葡糖苷酶抑制剂类
和噻唑烷二酮类等数十个品种的降糖药，但临床医学界早已观察到糖尿病人对这些药物发生了耐受
现象。
作为糖尿病“最后的手段”的胰岛素，其需求量因此不断上升。
目前，全球胰岛素市场被诺和诺德、礼来和赛诺菲－安万特所垄断，我国的吉林通化东宝药业的
产能也突飞猛进，已跻身胰岛素领先生产商行列。然而，胰岛素生产工艺层出不穷，据说已有转基
因植物胰岛素生产工艺诞生，由此引起了上述生产商的关注。易白沙
新技术来袭
就胰岛素生产工艺而言，在20世纪80年代以前，国际市场所需胰岛素原料药基本来自动物胰
岛素，但随着生物工程制药业的崛起和重组DNA技术的日趋成熟，利用酵母菌表达人胰岛素基因法
生产的人胰岛素已成为国际胰岛素市场上的主流产品，而副作用较大的动物胰岛素在西方国家早已
退出舞台，目前仅少数国家仍在继续使用，估计动物胰岛素目前所占世界胰岛素市场的份额已不足
5％
近期，加拿大SemBioSys生物工程公司宣称，其已成功利用北美洲常见的一种油料植物??红花 （可榨取食用红花油）经转基因技术改造后生产出人胰岛素产品。据该公司CEO鲍曼先生介绍，该
公司经多年试验，现已能做到每英亩红花所产的红花籽能提取到1公斤左右的人胰岛素产品（这些
胰岛素原料药加工成制剂足以供2500名糖尿病人使用1年）。鲍曼还称，该公司利用红花提取的人
胰岛素原料药的价格，仅为利用转基因酵母菌法生产的同类产品价格的70％。由此推测，若今后转
基因红花生产的人胰岛素产品能获准上市，则其价格将进一步下降至现胰岛素市场价的40％或更低。
据悉，SemBioSys公司已在2008年初正式向美国FDA提出其转基因红花人胰岛素产品在美进行
临床试验的申请。现该产品正在做Ⅰ~Ⅱ期临床试验。
一旦该人胰岛素在美通过临床试验并上市，将为早已竞争十分激烈的国际胰岛素市场增添
一强有力的新竞争对手。从理论上讲，利用转基因植物生产蛋白质类药品要比利用大肠杆菌等真核
细菌转基因生产的药品更容易，且很容易获得高产。而且，发酵转基因微生物需要价格极其昂贵的 不锈钢制发酵罐与提取设备（在国外每套不锈钢制发酵罐/提取设备的市场价格在几百万至上千万美元），而如利用转基因植物来生产人蛋白质药品则无需任何发酵设备，只需像种植普通作物那样播种、田间管理和收获，大大节省了生产成本。
因此，全球医药业界人士的目光都集中在SemBioSys公司身上，一旦该人胰岛素通过临床
试验并获上市批文，将是世界上首个利用转基因植物生产并上市的胰岛素，具有里程碑意义。从另
一个角度来看，诺和诺德、礼来等胰岛素生产商的市场份额将不可避免地受到该产品的威胁。
巨头们严阵以待
业内人士分析，SemBioSy公司的人胰岛素原料药将挟其低廉的生产成本优势，不仅对欧美胰岛
素生产商构成巨大威胁，对我国的吉林通化东宝和北京甘李药业两大人胰岛素生产商所造成的影响
同样不容小觑。
据悉，我国通化东宝药业经扩产后，去年其重组基因人胰岛素原料药产量已从几年前微不
足道的年产200公斤急速扩张至去年3000公斤年产能的规模化生产水平，估计这一胰岛素原料药产量约占国际市场胰岛素当年供应量的1/5。
而国家有关部门为鼓励国内企业提高胰岛素原料药出口数量水平，今年年初已出台了胰岛
素出口退税新政策，即胰岛素类产品的出口退税率从原来的5％提高至13％。这一措施将极大地促
使国内胰岛素原料药生产企业将目光更多地从国内市场转向海外市场。令人欣慰的消息是，吉林通
化东宝药业公司已与20多个国家的客商达成出口胰岛素原料药和制剂的意向，几年来，该公司已向苏丹、乌克兰、俄罗斯、埃及、巴西、巴基斯坦、印度、伊朗和尼泊尔等国家累计出口1亿多美元
的人胰岛素产品。如果没有新情况出现，我国胰岛素原料药对外出口前景将是一片光明。
据了解，虽然早在20多年前美国已有一些生物工程制药公司利用转基因土豆、转基因香蕉、转基因西红柿和转基因烟草等高产作物成功生产出抗病毒疫苗，但迄今为止，上述产品中尚未有被FDA批准上市的先例。据美国科学家分析，植物远比大肠杆菌或酵母菌等微生物所含成分更复杂，
一旦植物中的植物毒素或其它未知成分由于提取工艺不纯而带入产品中并进入人体，是否会引起严
重的副作用也未必可知。所以，尽管美国生物制药公司早在20多年前即已有利用转基因植物生产人蛋白质药品的构想和实践，但美国至今未见有任何一种人用蛋白质类药品是利用转基因植物所生产
和上市。
那么，今年这一局面是否会被打破？据悉，诺和诺德、礼来、赛诺菲－安万特、通化东宝
均在密切注视着SemBioSys的人胰岛素产品是否能顺利获得FDA的上市许可。不管事态发展如何，国际胰岛素市场增长率今年将超过15％，但今年恐将充满变数，对我国刚刚起步不久的生物工
程法生产胰岛素原料药企业来说考验尤为严峻。胰岛素国际市场是否有新走向，还将拭目以待。(医药经济报)
工业生产胰岛素精制工艺改革研究
——Ⅲ.从粗品胰岛素精制高纯胰岛素
--《南京大学学报数学半年刊》1986年03期
胰岛素制剂的纯度与其抗原性密切相关。1972年Eli Lilly公司制成了单峰胰岛素和单组成胰岛素。1973年Novo公司和Nordisk公司，开发研制成单组分胰岛素。这些胰岛素制剂的抗原性大大低
于一般胰岛素制剂。迄今为止，关于高纯度胰岛素制剂的研究，在我国还未见报导。作者应用离子交换凝胶柱层析技术，通过将一根阳离子——葡聚糖凝胶(CM-Sephadex C—50)柱和另一根阴离子——葡聚糖凝胶(QAE—Sephadex A—50)柱串联，并将层析收集液进一步纯化，从粗品胰岛素制成了高纯胰岛素。用酸、碱二种不连续体系的聚丙烯酰胺凝胶电泳，对制成的产品进行检测，结果证实电泳谱只显出单一的染区带。这证明本产品的纯度达到了丹麦单峰胰岛素的水平。由于方法简便有效，适宜在生化制药厂推广应用。
重组人胰岛素样生长因子-Ⅰ工程菌高密度发酵工艺优化
目的优化表达重组人胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)工程茵的高密度发酵条件.方法考察培养基以及诱导时机、诱导剂量和诱导时间对蛋白表达的影响；用自控发酵罐进行分批补料培养实验，确定优化工艺条件.结果以2×YT+0.5%葡萄糖为发酵培养基，经0.8 mmol/L IPTG(异丙基-β-D-硫代半乳糖苷)诱导5 h，通过pH-stat反馈补料方式实现工程菌高密度发酵与目的蛋白高效表达，每1 L发酵液收获干菌体50.1 g,IGF-Ⅰ含量达5.25g/L.结论建立了IGF-Ⅰ工程菌优化的高密度发酵工艺，为IGF-Ⅰ的下游纯化和工业化生产奠定了基础。
陈蔚青陈虹胡文浪张建芬 CHEN Wei-qing CHEN Hong HU
Wen-lang浙江树人大学，生物与环境工程学院，浙江，杭州,310015
胰岛素前体发酵过程补料优化方法
申请号/专利号：200710026683
本发明的胰岛素前体发酵过程的补料优化方法，基于微生物生长动力学基础，采用首先通过分批补加甲醇来确定最初甲醇流加速率，然后通过最终发酵菌体密度与实时测样菌体密度的差值以及发酵周期来进行比生长速率的计算和调整，最后计算出实时待调整的甲醇流加速率的方法，实现了根据菌体生长状况及时调整实时甲醇流加速率的变比生长速率控制，将比生长速率与菌体生长、产物表达进行参
数相关，这种变比生长速率调控策略能够及时地调整菌体的生长，使之与产物表达相协调，可以明显地提高蛋白的浓度，重组猪胰岛素前体的浓度和总产量较现有技术
（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ酵母发酵手册）酵母发酵的方法提高了５０％。
申请日：2007年02月02日
公开日：2007年09月05日
授权公告日：
申请人/专利权
广东东阳光药业有限公司
人：
申请人地址：广东省东莞市松山湖北部科技工业园工业北路
发明设计人：朱志钢；郑强；张富权；谢俊杰；唐新发
马洪老酒
专利代理机构：东莞市华南专利事务所
代理人：张明
邓本殷专利类型：发明专利
分类号：C12P21/02;C12R1/84
胰岛素有哪些种类
根据胰岛素的来源不同，可分两大类，即动物胰岛素和人胰岛素。
动物胰岛素：主要有猪胰岛素和牛胰岛素。动物胰岛素主要是从动物（猪或牛）的胰腺提
取并纯化，由于与人体自身生产的胰岛素在结构上有不同程度的差别，因而当注射进人体后，人体的"防御系统"即医学上所称的免疫系统会发生排斥反应（医学上称为免疫反应），产生一种称为"抗体"的物质、和注射进体内的胰岛素结合，因而导致胰岛素不能发挥降低血糖的功效，导致某些病人，注射的胰岛素不能发挥降低血糖的功效，注射的胰岛素剂量会越来越大，久而久之导致胰岛素逐渐
失效，少数病人免疫反应较严重，可出现皮疹、发热，全身发痒，甚至血压下降，休克等，这些病
人就不能继续用这种胰岛素。由于动物胰岛素存在以上不足，目前已逐渐被一种新型的胰岛素
－人胰岛素（人工基因工程合成人胰岛素）取代。人胰岛素：并非是在人体内提取的，而是借助先
进的人工基因高科技生产技术合成的，其结构、功能与人胰岛素相似，主要的生产方法有：
*将动物胰岛素进行化学处理，而使其转变成人胰岛素。
*DNA重组技术：是一种可以无限制合成胰岛素的化学过程。具体说，就是一种在实验室
培养的特殊类型的细菌（大肠杆菌），并在这种大肠杆菌内加入含有人胰岛素基因的片段，通过复制、发酵等一系列化学过程，最终合成人胰岛素。这是目前最常用的合成人胰岛素的方法。 胰岛素
规格： 为了适应各种病人的不同需要，研制出了许多不同规格的胰岛素并大量生产，不同规格
胰岛素的区分方法主要根据作用时间而定：
*起效时间：即胰岛素注射后至进入血液发挥降糖作用的时间。
*峰值时间：即胰岛素作用最强时间
*作用维持时间：即胰岛素作用开始后至作用消失时间。
在胰岛素瓶的标签上有胰岛素规格的明显标记，如：
R＝正规胰岛素
S＝半慢胰岛素
N＝NPH胰岛素，即中性鱼精蛋白胰岛素
L＝慢效胰岛素
U＝特慢胰岛素
50R 50/50＝50%NPH胰岛素和50%正规胰岛素的混合液。
70R 70/30＝70%NPH胰岛素和30%正规胰岛素的混合液。
正规和半慢胰岛素皆属于短效胰岛素，起效快，而作用时间较短。
NPH和慢效胰岛素皆属于中效胰岛素，这类胰岛素的起效时间、峰值和作用时间皆较短效
胰岛素长。
特慢胰岛素是一种长效胰岛素，其作用时间更长，但没有峰值出现。
PZI，即鱼精蛋白锌胰岛素，也是一种长效胰岛素。
50/50、70/30皆为混合胰岛素，是中效胰岛素和短效胰岛素的混合物，因而在注射前无需
病人再自行混合。
人胰岛素国产化陷入困局
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由于糖尿病药物没有取得根本性的突破，使得胰岛素在经过80余年的发展后，仍然是医药领域的“常青树”。随着糖尿病患病人数的不断增多以及胰岛素新剂型的不断上市，胰岛素类产品市场
还将会继续扩大。
国内胰岛素医药市场巨大，而且潜力十足，然而，国内基因工程人胰岛素产业化基本可以认为还
处于起步阶段，生产成本居高不下，生产规模甚小，国际竞争力弱，造成了进口胰岛素垄断国内医药市场
的现象，而且可以肯定，这种国外垄断的局面短期内很难改变。
胰岛素自1921年由加拿大Toranto大学的Banting发现后，使得糖尿病的成为可能，这是人类历史上最伟大的医学发现之一，该研究也因此于1923年获得了诺贝尔奖。之后，诺贝尔奖又先后3
次授予了与胰岛素相关的研究人员，胰岛素因此也成为了上个世纪科技界最为耀眼的“明星”。
我国科学家于1965年首次人工合成胰岛素而举世瞩目，也是中国离诺贝尔奖距离最近的一次科技成就。在这之后，国内在胰岛素研究领域获得院士称号的约有10人。然而40年后的今天，尽管国内一些生物制药企业信誓旦旦表示自己的基因工程胰岛素产业化赶上了国际先进水平，但中国人目前所用的人胰岛素几乎全部依赖进口这个事实无法改变，这无疑表明，我国人胰岛素科技产业化是一场败局。
胰岛素类似物为增长引擎
业界周知，基因工程生产人胰岛素的工业化要求相当高：其一，胰岛素是一个比较复杂的小分子，生产过程复杂，现在上市的基因工程胰岛素有2种生产方法，分别为礼来公司的大肠杆菌表达与诺
异体蛋白和诺德公司的酵母表达。这2种方法都需要将表达的前体进行酶切转肽，以及高效液相谱纯化，生产成本和复杂程度远高于像干扰素等普通的基因工程产品。其二，该药品使用剂量较大，大约是干扰素临床使用剂量的300倍。其三，作为第一个上市的基因工程产品已经问世20多年，而从动物胰脏提取的胰岛素上市已有80年的历史，事实上由于长期的技术和价格的竞争，胰岛素已经成为国际上最便
宜、用量最大的基因工程药品(见表1)。这使得该产品的工业化生产要达到规模大、成本低、工艺非常成熟才能实现盈利。
目前，国际上胰岛素类产品的生产商主要有丹麦诺和诺德、美国礼来、法国赛诺菲巴斯德3家公司，这3家公司占有了绝大部分市场份额。上市的胰岛素品种有重组人胰岛素及胰岛素的类似物，包括常规人胰岛素及速效胰岛素、长效胰岛素。2005年，三大公司胰岛素类产品销售总额达到72.54亿美元，其中4个品牌进入重磅药物行列。除了以上3家主要生产商外，近几年还出现了几家新兴生产商，他们分别是印度的Wockhardt、Biocon、Human Mixact of USV、Mixulin of Cadila Pharmaceuticals共4家公司以及波兰的Bioton公司，这5家公司的胰岛素目前的销售额并不大，但印度的Biocon公司生产的胰岛素是世界上零售价最便宜的，在第三世界国家销售很有价格优势，已经成为了胰岛素市场的强有力挑战者，目前正在美国FDA及欧盟进行认证，而且该公司胰岛素将在不久后进入中国市场。波兰的Bioton公司也正在合肥建立工厂，将在中国销售胰岛素。
近年胰岛素及其类似物的销售增长迅速，与2000年相比,2005年的胰岛素类产品销售额增长了1倍，平均年增长率接近20%，由此可以认为，国外胰岛素市场处于成长期。虽然胰岛素类产品销售额迅速增长，但是人胰岛素已经达到了平台期,2000年至2005年的销售额波动不大，甚至略微有所下降，从2000年开始，胰岛素类市场主要是由胰岛素类似物的迅速增长所推动，而胰岛素类似物2005年的销售额首次超过了人胰岛素，预计今后胰岛素类似物的市场还会快速增长。
国产化举步维艰
我国目前使用的胰岛素类产品有猪胰岛素、重组人胰岛素及胰岛素类似物。自从2000年以来，我国胰岛素市场不断放大，特别是重组胰岛素类产品增长迅速，与此同时，国内的猪胰岛素市场占有率在不断下滑，猪胰岛素作为低端产品主要供消费能力低的患者使用。在国家提高猪胰岛素标准后，江苏一家公司由于拥有较先进的猪胰岛素纯化技术而成为国内猪胰岛素及原料的主要供应商,2005年,
该公司的净利润达到了2255万元。但其他猪胰岛素生产商市场将逐渐萎缩。
面对国外主要的胰岛素生产商大举进入我国市场，国内不少生产商抓紧开发重组人胰岛素类产品。1998年，我国基因重组人胰岛素由东北一家公司及其属下的北京公司研究成功并推出市场，两公
司也由此成为国内较大的胰岛素产业化生产基地。据其公司年报披露，东北公司已经建成了1吨胰岛素生产线，预计在年底投产3吨的II期工程胰岛素生产线。相比之下，广东与江苏的生产厂虽然已经取得重组人胰岛素的新药证书，但还都只有中试规模生产能力。在2005年，江苏厂家曾公开招募研究人员攻克胰岛素的生产工艺，并透露今年将建设一条发酵规模达1吨的重组胰岛素生产线，年产胰岛素预计为20公斤。
国内厂家也在开发胰岛素类似物，主要为甘精胰岛素及赖脯胰岛素，北京一家公司研发的甘精
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