王小明，程翔

    (中国医药集团联合工程有限公司，武汉 430077)

    1 胰岛素发展概述

    胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。外源性胰岛素主要用来治疗糖尿病。胰岛素自发现、应用以来，已走过百年征程。

    20 世纪20 年代至60 年代，从动物胰腺中提取胰岛素被广泛开发，开启了动物源第一代胰岛素。因为动物胰岛素的生物结构与人胰岛素存在一定的差别，注射体内后可能产生免疫反应，使得胰岛素的降糖功效下降，还有少数患者出现皮肤过敏等[1]。

    20 世纪80 年代，丹麦知名制药企业诺和诺德公司率先实现了通过基因工程技术规模化生产人胰岛素，标志着第二代胰岛素(重组人胰岛素)时代的到来。重组人胰岛素的结构与人胰岛素完全相同，注射后全身免疫反应和局部过敏反应的发生率较动物胰岛素显著减少，且降糖效率提高，是目前常用的皮下注射胰岛素[1]。

    20 世纪末至21 世纪初，利用基因工程技术通过对胰岛素结构的修饰或改变其理化性质，使其更符合生理需要的胰岛素被广发开发。开启了第三代胰岛素即胰岛素类似物的发展。临床广泛应用的胰岛素类似物有赖脯胰岛素、甘精胰岛素、门冬胰岛素、地特胰岛素、德古胰岛素等。

    2 重组胰岛素的蛋白质表达系统

    利用基因工程技术规模化生产胰岛素或胰岛素类似物，首先要选择合适的蛋白质表达系统。目前被广泛应用于大规模生产的蛋白质表达系统主要有两种：大肠杆菌表达系统和毕赤酵母表达系统。

    2.1 大肠杆菌表达系统

    长期以来，大肠杆菌被用来作为宿主表达了多种蛋白，这是因为大肠杆菌具有若干优点，如遗传背景和生化特性清楚、容易操作、生长迅速、营养需求简单等。不过大肠杆菌表达系统也有若干缺点，如缺少蛋白翻译后修饰和加工、表达蛋白以包涵体的形式存在，需要经过复杂的复性才能恢复构象和活性，纯化过程复杂、表达量不高等[2]。

    近几年来，大肠杆菌表达系统在不断的创新与优化，一些新型表达纯化系统如IMPACT-TWIN[3]的出现，提供了一步亲和纯化重组蛋白的方法。该系统利用自含肽自剪切的原理减少了后续的纯化步骤，使得纯化方法更简便。目前，已有制药企业采用自主研发的创新型大肠杆菌表达系统生产新一代超长效胰高糖素样肽类似物—司美格鲁肽。

    2.2 毕赤酵母表达系统

    毕赤酵母表达系统是一种表达外源蛋白的真核表达系统 ......