基因工程--胰岛素

胰岛素能降低人体血糖的含量。糖尿病患者是由于胰腺的细胞不能分泌胰岛素，使患者血糖过高，继而带来吃得多、 喝得多、尿得多、体重减少(即三多一少)的一系列临床症状。糖尿病的死亡率仅次于心脏病和癌症。 19世纪以前，糖尿病像妖魔一样肆意夺走人们的生命，那时糖尿病患者的平均生存时间仅49年，面对这旷日持久的大浩劫，人类一筹莫展。1921年，加拿大医生班廷(Banding) 取两条狗的胰脏，将之搅碎过滤，并收集少量液体注射到一只已经出现糖尿病昏迷的小狗身上，奇迹发生了，昏迷的小狗血糖开始下降，当液体注射完毕，世界上第一只从糖尿病昏迷状态下苏醒过来的小狗就站起来跑开了。从狗胰脏收集的“神奇”液体，就是我们现在使用的胰岛素。1922年1月班廷第一次使用从牛胰脏中提取的胰岛素，对一个患糖尿病2年，已被医生放弃的男孩进行治疗，结果“药到病除”。全世界为这个划时代的医学成果而欢呼!班廷也由此荣获1923年诺贝尔生理学和医学奖。 胰岛素治疗糖尿病至今仍然是临床上最有效的方法。过去，胰岛素主要靠从猪等大家畜胰腺中提取。从一头猪的胰腺中只能提取出300单位胰岛素，而一个病人每天就需要40单位胰岛素，因此远远不能满足需要。 图7-1 胰岛素生成图大肠杆菌说：给我一个基因，我将源源不断给你药物” 基因工程技术一问世，科学家就想到利用该技术来解决胰岛素药源不足的问题。他们首先要找到胰岛素基因，在人的胰岛细胞里有一段特定结构的DNA分子指挥着胰岛素的合成，然后又找到在人的大肠里存在对人体无害的大肠杆菌。把人的胰岛素基因转入到大肠杆菌的细胞中，随着大肠杆菌的繁殖，胰岛素基因也一代代的遗传下去。大肠杆菌繁殖速度相当快，大约20分钟就能繁殖一代，把它放到大型的发酵罐里进行人工培养，就可以大量繁殖，并且生产出大量人的胰岛素(图71)。实际上这种大肠杆菌是经过改造已经带上新的遗传性状的细菌，称为基因工程菌。 1978年美国的吉尔伯特研究组用此方法成功地生产了鼠胰岛素，随后依塔库拉研究组用相同方法生产出了人的胰岛素。1981年基因重组人胰岛素产品正式投入市场，大肠杆菌成了名副其实的生产胰岛素的“活工厂”，胰岛素供不应求的问题彻底解决了。基因重组人胰岛素的生产为制药工厂开辟了新天地，开创了制药工业的新时代。 有了好药，电子工业又开发出精巧灵敏的血糖自我检测器，患者可随时用指尖血测得血糖值，再由医生指导用降血糖药物进行预防性治疗，使糖尿病的控制有了革命性的大变化。更进一步的产品，如“免刺手指血糖检测器”、“免打针胰岛素(口吸喷雾器)”很快也会上市。但是科学家最大的期望，是用基因疗法来根治糖尿病。 现在科学家们正在进一步设想，将胰岛素基因通过一定的手段移植到糖尿病患者体内的有关细胞里，让新移入的基因来指挥细胞生产机体所需要的胰岛素。据报道，一个由美国和加拿大科学家组成的研究小组在实验鼠体内，运用基因工程技术将人类胰岛素基因导入位于胃部和小肠的K细胞。结果发现，实验鼠能够产生人类胰岛素，甚至在破坏了胰腺细胞后，新的K细胞仍然能够防止实验鼠患上糖尿病，因为新的K细胞具备了储存和释放胰岛素的“所需的机制”。这一成功，意味着从理论上讲用基因疗法来治疗糖尿病是可行的。但还有一系列问题有待解决，包括如何使胰岛素基因进入人类K细胞并进行稳定表达等。相信随着基因治疗技术的不断发展成熟，在不久的将来，就不用像现在治疗