簡介
重組人胰島素
拼音名：Chongzu Ren Yidaosu
英文名：Recombinant Human Insulin
書頁號：2000年版二部-497
C257H338N65O77S6 5807.69
本品為重組DNA技術生產的由51個胺基酸殘基組成的蛋白質，宿主細胞為大腸桿菌。按乾燥品計算，
每1mg含重組人胰島素不得少於27.5單位。
重組人胰島素中殘余宿主DNA和宿主細胞蛋白質為與生產過程相關的、潛在的特異性雜質，必須在生
產過程中嚴格控制，其限度應符合有關規定。
【性狀】本品為白色或類白色的結晶性粉末。
本品在水、乙醇和乙醚中幾乎不溶，在稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液中易溶。
【鑑別】 (1)在效價測定項下記錄的色譜圖中，供試品主峰的保留時間應與重組人胰島素對照品峰的保
留時間一致。
(2)取本品適量，用0.1％三氟醋酸溶液製成每1ml中含10mg的溶液，取20μl，加0.2mol/L三羥甲基氨基
甲烷-鹽酸緩衝液(pH7.3)20μl、0.1％V8酶溶液20μl與水140μl，混勻，置37℃水浴中2小時後，加磷酸3μl，作為供試品溶液；另取重組人胰島素對照品適量，同法製備，作為對照品溶液。照效價測定項下的方法，以0.2mol/L硫酸鹽緩衝液(pH2.3)-乙腈(90:10)為流動相A，乙腈-水(50:50)為流動相B，進行梯度洗脫。
時間 流動相A 流動相B
0分 90％ 10％
5分 80％ 20％
45分 40％ 60％
50分 40％ 60％
取對照品溶液和供試品溶液各25μl，分別注入液相色譜儀，記錄色譜圖，供試品的肽圖譜應與對照品的
肽圖譜一致。
【檢查】有關物質 取本品適量，用0.01mol/L鹽酸溶液製成每1ml中含3.5mg的溶液，作為供試品
溶液。照效價測定項下的方法，以0.2mol/L硫酸鹽緩衝液(pH2.3)-乙腈(82:18)為流動相A，乙腈-水
(50:50)為流動相B，進行梯度洗脫。
時間 流動相A 流功相B
0分 78％ 22％
36分 78％ 22％
61分 33％ 67％
67分 33％ 67％
調節流動相比例使重組人胰島素主峰的保留時間約為25分鐘，系統適用性試驗應符合效價測定項下的
規定。取供試品溶液20μl注入液相色譜儀，記錄色譜圖，按面積歸一化法計算，總有關物質不得過3.0％。
高分子蛋白質 取本品適量，用溶解液(取乙二胺四醋酸四鈉300mg，加水250ml溶解後，加0.1mol/L
鹽酸溶液3ml，加水至500ml)製成每1ml中含1mg的溶液，作為供試品溶液；精密量取適量，用稀釋液(取乙
二胺四醋酸四鈉600mg，加水900ml溶解後，用1mol/L鹽酸溶液調節pH值至8.5，加水至1000ml)稀釋成
每1ml中含0.01mg的溶液，作為對照溶液。照高效液相色譜法(附錄Ⅴ D)測定，以適合分離分子量為5000
～60000球狀蛋白的色譜用親水矽膠為填充劑；0.4mol/L碳酸氫銨溶液-乙腈(69:31)為流動相；流速為每
分鐘0.5ml；檢測波長為214nm。取人胰島素單體-二聚體對照品，用乙二胺四醋酸溶解製成每1ml中含1mg
的溶液，取20μl注入液相色譜儀，以人胰島素單體和二聚體之間的峰谷高與二聚體峰高之比作為分離度，分
離度應不大於0.6。取供試品溶液和對照溶液各20μl，分別注入液相色譜儀，記錄色譜圖，供試品溶液色譜圖
中顯示的所有分子量大於重組人胰島素單體的各峰面積之和，應不得大於對照溶液主峰的峰面積(1.0％)。
鋅 精密稱取本品適量(約相當於鋅0.1mg)，置10ml量瓶中，用0.01mol/L鹽酸溶液溶解並稀釋至刻
度，作為供試品溶液；取供試品溶液與標準鋅溶液(精密稱取硫酸鋅44mg，置100ml量瓶中，加水溶解並稀
釋至刻度，搖勻，精密量取10ml，置100ml量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，每lml相當於10μg的Zn)各
1.6ml，分別置10ml量瓶中，各加硼酸-氯化鈉緩衝液(pH9.0)2ml與新制的鋅試劑溶液(取鋅試劑0.13g，加
氫氧化鈉試液2ml溶解後，加水使成100ml)1ml，加水稀釋至刻度，搖勻，放置30分鐘，照分光光度法(附錄
Ⅳ A)，在620nm的波長處分別測定吸收度，計算。含鋅量不得過1.0％。
氯 取本品約10mg，精密稱定，照氮測定法(附錄Ⅶ D 第二法)測定，按乾燥品計算，含氮量應為
14.5％～16.5％。
乾燥失重 取本品0.2g，在105℃乾燥至恆重，減失重量不得過10.0％(附錄Ⅷ L)。
熾灼殘渣 取本品約0.4g，依法檢查(附錄Ⅷ N)，遺留殘渣不得過2.0％。
無菌 取本品，加適量的滅菌0.01mol/L鹽酸溶液製成每1ml中含2mg的溶液，用薄膜過濾法處理後，
依法檢查(附錄Ⅺ H)，應符合規定。
細菌內毒素 取本品，依法檢查(附錄Ⅺ E)，每1mg重組人胰島素中含內毒素的量應小於10EU。
【效價測定】照高效液相色譜法(附錄Ⅴ D)測定。
色譜條件與系統適用性試驗 用十八烷基矽烷鍵合矽膠為填充劑(5～10μm)；0.2mol/L硫酸鹽緩衝液
(取無水硫酸鈉28.4g，加水溶解後，加磷酸2.7ml、水800ml，用乙醇胺調節pH值至2.3，加水至1000ml)-乙
腈(74:26，或適宜比例)為流動相；流速為每分鐘1.0ml；柱溫為40℃；檢測波長為214nm。取系統適用性試
驗用溶液(取重組人胰島素對照品，用0.01mol/L鹽酸溶液製成每1ml中含1mg的溶液，室溫放置至少24
小時)注入液相色譜儀，胰島素主峰和A21脫氨胰島素峰之間的分離度應不小於1.8，拖尾因子應不大於1.8。
測定法 取本品適量，精密稱定，用0.01mol/L鹽酸溶液製成每1ml中含10.0單位的溶液(臨用新
配)。取20μl注入液相色譜儀，記錄色譜圖；另取重組人胰島素對照品適量，同法測定。按外標法以峰面積
計算。
【類別】降血糖藥。
【貯藏】遮光，密閉，在－15℃以下保存。
【製劑】(1)重組人胰島素注射液 (2)精蛋白重組人胰島素注射液\
【胰島素的結構】
不同種族動物（人、牛、羊、豬等）的胰島素功能大體相同，成分稍有差異。圖中為人胰島素化學結構。
胰島素由A、B兩個肽鏈組成。人胰島素(Insulin Human)A鏈有11種21個胺基酸，B鏈有15種30個胺基酸，共26種51個胺基酸組成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四個半胱氨酸中的巰基形成兩個二硫鍵，使A、B兩鏈連線起來。此外A鏈中A6(Cys)與A11(Cys)之間也存在一個二硫鍵。
【胰島素的性質】
〖化學本質〗蛋白質
〖分子式〗C257 H383 N65 O77 S6
〖分子量〗5807.69
〖性狀〗白色或類白色的結晶粉末
〖熔點〗233℃（分解）
〖比鏇度〗-64°±8°(C=2,0.003mol/L NaOH)
〖溶解性〗在水、乙醇、氯仿或乙醚中幾乎不溶；在礦酸（無機酸）或氫氧化鹼溶液中易溶
〖酸鹼性〗兩性，等電點pI5.35-5.45
【胰島素的來源】
胰島素是一種蛋白質類激素,體內胰島素是由胰島β細胞分泌的。在人體十二指腸旁邊，有一條長形的器官，叫做胰腺。在胰腺中散布著許許多多的細胞群，叫做胰島。胰島素是由胰島β細胞受內源性或外源性物質如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一種蛋白質激素。
胰島素合成的控制基因在第11對染色體短臂上。基因正常則生成的胰島素結構是正常的；若基因突變則生成的胰島素結構是不正常的，為變異胰島素。在β細胞的細胞核中，第11對染色體短臂上胰島素基因區DNA向mRNA轉錄，mRNA從細胞核移向細胞漿的內質網，轉譯成由105個胺基酸殘基構成的前胰島素原。前胰島素原經過蛋白水解作用除其前肽，生成86個胺基酸組成的長肽鏈——胰島素原（Proinsulin）。胰島素原隨細胞漿中的微泡進入高爾基體，經蛋白水解酶的作用，切去31、32、60三個精氨酸連線的鏈，斷鏈生成沒有作用的C肽，同時生成胰島素，分泌到B細胞外，進入血液循環中。未經過蛋白酶水解的胰島素原，一小部分隨著胰島素進入血液循環，胰島素原的生物活性僅有胰島素的5%。
胰島素半衰期為5－15分鐘。在肝臟，先將胰島素分子中的二硫鍵還原，產生游離的AB鏈，再在胰島素酶作用下水解成為胺基酸而滅活。
胰島β細胞中儲備胰島素約200U，每天分泌約40U。空腹時，血漿胰島素濃度是5～15μU/mL。進餐後血漿胰島素水平可增加5～10倍。體內胰島素的生物合成速度主要受以下因素影響：
（一）血漿葡萄糖濃度是影響胰島素分泌的最重要因素。口服或靜脈注射葡萄糖後，胰島素釋放呈兩相反應。早期快速相，門靜脈血漿中胰島素在2分鐘內即達到最高值，隨即迅速下降；延遲緩慢相，10分鐘後血漿胰島素水平又逐漸上升，一直延續1小時以上。早期快速相顯示葡萄糖促使儲存的胰島素釋放，延遲緩慢相顯示胰島素的合成和胰島素原轉變的胰島素。
（二）進食含蛋白質較多的食物後，血液中胺基酸濃度升高，胰島素分泌也增加。精氨酸、賴氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸均有較強的刺激胰島素分泌的作用。
（三）進餐後胃腸道激素增加，可促進胰島素分泌如胃泌素、胰泌素、胃抑肽、腸血管活性肽都刺激胰島素分泌。
（四）自由神經功能狀態可影響胰島素分泌。迷走神經興奮時促進胰島素分泌；交感神經興奮時則抑制胰島素分泌。
胰島素是與C肽以相等分子分泌進入血液的。臨床上使用胰島素治療的病人，血清中存在胰島素抗體，影響放射免疫方法測定血胰島素水平，在這種情況下可通過測定血漿C肽水平，來了解內源性胰島素分泌狀態
【胰島素有幾個品種】
(一)按來源不同分類
1、動物胰島素：從豬和牛的胰腺中提取，兩者藥效相同，但與人胰島素相比，豬胰島素中有1個胺基酸不同，牛胰島素中有3個胺基酸不同，因而易產生抗體。
2、半合成人胰島素：將豬胰島素第30位丙氨酸，置換成與人胰島素相同的蘇氨酸，即為半合成人胰島素。3、生物合成人胰島素：利用生物工程技術，獲得的高純度的生物合成人胰島素，其胺基酸排列順序及生物活性與人體本身的胰島素完全相同。
(二)按藥效時間長短分類
1、超短效：注射後15分鐘起作用，高峰濃度1~2小時。
2、短效(速效)：注射後30分鐘起作用，高峰濃度2~4小時，持續5~8小時。
3、中效(低魚精蛋白鋅胰島素)：注射後2~4小時起效，高峰濃度6~12小時，持續24~28小時。
4、長效(魚精蛋白鋅胰島素)：注射後4~6小時起效，高峰濃度4~20小時，持續24~36小時。
5、預混：即將短效與中效預先混合，可一次注射，且起效快(30分鐘)，持續時間長達16~20小時。市場有30%短效和70%中效預混，和短、中效各占50%的預混兩種。
〖生理作用〗
胰島素是機體內唯一降低血糖的激素，也是唯一同時促進糖原、脂肪、蛋白質合成的激素。作用機理屬於受體酪氨酸激酶機制。
（一）調節糖代謝
胰島素能促進全身組織對葡萄糖的攝取和利用，並抑制糖原的分解和糖原異生，因此，胰島素有降低血糖的作用。胰島素分泌過多時，血糖下降迅速，腦組織受影響最大，可出現驚厥、昏迷，甚至引起胰島素休克。相反，胰島素分泌不足或胰島素受體缺乏常導致血糖升高；若超過腎糖閾，則糖從尿中排出，引起糖尿；同時由於血液成份中改變(含有過量的葡萄糖), 亦導致高血壓、冠心病和視網膜血管病等病變。胰島素降血糖是多方面作用的結果：
（１）促進肌肉、脂肪組織等處的靶細胞細胞膜載體將血液中的葡萄糖轉運入細胞。
（２）通過共價修飾增強磷酸二酯酶活性、降低cAMP水平、升高cGMP濃度，從而使糖原合成酶活性增加、磷酸化酶活性降低，加速糖原合成、抑制糖原分解。
（３）通過激活丙酮酸脫氫酶磷酸酶而使丙酮酸脫氫酶激活，加速丙酮酸氧化為乙醯輔酶A，加快糖的有氧氧化。
（４）通過抑制PEP羧激酶的合成以及減少糖異生的原料，抑制糖異生。
（５）抑制脂肪組織內的激素敏感性脂肪酶，減緩脂肪動員，使組織利用葡萄糖增加。
（二）調節脂肪代謝
胰島素能促進脂肪的合成與貯存，使血中游離脂肪酸減少，同時抑制脂肪的分解氧化。胰島素缺乏可造成脂肪代謝紊亂，脂肪貯存減少，分解加強，血脂升高，久之可引起動脈硬化，進而導致心腦血管的嚴重疾患；與此同時，由於脂肪分解加強，生成大量酮體，出現酮症酸中毒。
（三）調節蛋白質代謝
胰島素一方面促進細胞對胺基酸的攝取和蛋白質的合成，一方面抑制蛋白質的分解，因而有利於生長。腺垂體生長激素的促蛋白質合成作用，必須有胰島素的存在才能表現出來。因此，對於生長來說，胰島素也是不可缺少的激素之一。
（四）其它功能
胰島素可促進鉀離子和鎂離子穿過細胞膜進入細胞內；可促進脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。
【胰島素的發現】
胰島素於1921年由加拿大人F.G.班廷和C.H.貝斯特首先發現。1922年開始用於臨床，使過去不治的糖尿病患者得到挽救。至今用於臨床的胰島素幾乎都是從豬、牛胰臟中提取的。不同動物的胰島素組成均有所差異，豬的與人的胰島素結構最為相似，只有B鏈羧基端的一個胺基酸不同。80年代初已成功地運用遺傳工程技術由微生物大量生產人的胰島素，並已用於臨床。
1955年英國F.桑格小組測定了牛胰島素的全部胺基酸序列，開闢了人類認識蛋白質分子化學結構的道路。1965年9月17日，中國科學家人工合成了具有全部生物活力的結晶牛胰島素，它是第一個在實驗室中用人工方法合成的蛋白質。稍後美國和聯邦德國的科學家也完成了類似的工作。70年代初期，英國和中國的科學家又成功地用X射線衍射方法測定了豬胰島素的立體結構。這些工作為深入研究胰島素分子結構與功能關係奠定了基礎。人們用化學全合成和半合成方法製備類似物，研究其結構改變對生物功能的影響；進行不同種屬胰島素的比較研究；研究異常胰島素分子病，即由於胰島素基因的突變使胰島素分子中個別胺基酸改變而產生的一種分子病。這些研究對於闡明某些糖尿病的病因也具有重要的實際意義。
胰島細胞根據其分泌激素的功能分為以下幾種：
①B細胞(β細胞)，約占胰島細胞的60%～80%，分泌胰島素，胰島素可以降低血糖。
②A細胞(α細胞)，約占胰島細胞的24%～40%，分泌胰升糖素，胰升糖素作用同胰島素相反，可增高血糖。
③D細胞，約占胰島細胞總數的6%～15%，分泌生長激素抑制激素。
糖尿病患者，由於病毒感染、自身免疫、遺傳基因等各種發病因素，其病理生理主要是由於胰島素活性相對或絕對不足以及胰升糖素活性相對或絕對過多所致，也即B和A細胞雙邊激素功能障礙所致。胰島素依賴型糖尿病胰島素分泌細胞嚴重損害或完全缺如，內源性胰島素分泌極低，需用外源性胰島素治療。非胰島素依賴型糖尿病，胰島素分泌障礙較輕，基礎胰島素濃度正常或增高，而糖刺激後胰島素分泌則一般均較相應體重為低，即胰島素相對不足。
