胰岛素生产的新工艺

在德国共有约800万的糖尿病患者。糖尿病多年来早已不仅限于富裕的国家:正是在象亚洲的那些经济发展快速的那些国家,此病的增长率最高。在世界范围共有2.85亿病患者,其中印度以5000万的糖尿病患者而雄居第一大国。在德国人口中高达12%的糖尿病发病率使之成为欧洲冠军。亥姆霍兹感染研究中心(HZI)的研究人员现在通过德国-印度的科研合作,开发了一种新生产工艺,可以制备便宜的治疗糖尿病所需的胰岛素。他们的科研成果发表在免费网上科学期刊《微生物细胞工厂》„Microbial Cell Factories“。这些信息向全社会开放,不受专利保护。
“在这套新工艺中,我们借鉴了过去在生产乙肝疫苗时所采用的替代程序,用上了各种现有的技术。” 来自HZI的德国项目负责人乌苏拉﹒雷纳斯说到。这样通过所谓“内部相关信息”便可以生产便宜的、贫穷国家的人也能负担得起的药品。
科研人员通过采用一种新方法提高了一种胰岛素前体的产量并由此降低了成本。他们挑选了毕赤酵母为对象,并对其基因进行了修饰,使之在某种特定介质中繁殖的时候可以同时生产含有胰岛素组成单元的成分。科研人员获得了满意的结果:“我们用毕赤酵母的方法带来了高水平的产出 – 产量要比现有的方法高出两倍”,乌苏拉﹒雷纳斯说。“这样就能用较少的细胞产生大量的胰岛素前体。”
胰岛素是20世纪80年代初由美国药监局FDA批准用于人体的第一个人工重组药物。现在生产胰岛素主要通过两个途径:一种方法是采用大肠杆菌制造一种胰岛素前体,然后采用复杂的方法进行化学修饰。第二种方法是采用众所周知的酿酒酵母。后者的优点是,酵母可以直接在介质中释放出前体蛋白而不需要再用其他办法从细胞中进行分离。乌苏拉﹒雷纳斯和她的同事所描述的新方法也是同一个原则。在从介质中分离前体后只要再进行一次酶法加工,即可以获得可以正常使用的、符合人体需要的胰岛素。目前,研究人员正在试图借助这套系统而生产出针对登革热的疫苗。
对许多贫穷国家的民众来说药物经常过于昂贵。因为价格的问题胰岛素在这些国家不能推广使用。再一个问题专利保护,使人们难以在几十年的时间里仿制和便宜地销售药品。只有在专利到期之后,就象现在的胰岛素,这些所谓的仿制药才能被廉价地随便制造。但这里仍然经常缺乏“内部相关知识”,使得那些贫穷国家仍然无法生产这些药物。
原始文章:Application of simple fed-batch technique to high-level secretory production of insulin precursor using Pichia pastoris with subsequent purification and conversion to human insulin. Gurramkonda C, Polez S, Skoko N, Adnan A, Gabel T, Chugh D, Swaminathan S, Khanna N, Tisminetzky S, Rinas U. Microb Cell Fact. 2010 May 12;9(1):31. [Epub ahead of print]
(何宏 译)
©2010德国亥姆霍兹国家研究中心联合会北京代表处