Аналог инсулина
![]() | Эта статья нуждается в более надежных медицинских ссылках для проверки или слишком сильно полагается на первоисточники . ( май 2022 г. ) | ![]() |
Аналог инсулина ( также называемый аналогом инсулина ) — это любой из нескольких типов медицинского инсулина , которые представляют собой измененные формы гормона инсулина , отличные от всех встречающихся в природе, но все же доступные человеческому организму для выполнения того же действия, что и человеческий инсулин в организме. Условия контроля уровня глюкозы в крови при диабете . С помощью генной инженерии базовой ДНК аминокислотную последовательность инсулина можно изменить, чтобы изменить его характеристики ADME (абсорбция, распределение, метаболизм и выведение). Официально Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) называет эти агенты лигандами инсулинового рецептора (поскольку, как и сам инсулин, они являются лигандами инсулинового рецептора ), хотя обычно их называют просто аналогами инсулина или даже (в общих чертах, но обычно) просто инсулин (без дальнейшего уточнения).
Эти модификации были использованы для создания двух типов аналогов инсулина: тех, которые легче всасываются из места инъекции и, следовательно, действуют быстрее, чем природный инсулин, вводимый подкожно , и предназначены для болюсного введения инсулина, необходимого во время еды (прандиальный инсулин); и те, которые высвобождаются медленно в течение периода от 8 до 24 часов и предназначены для обеспечения базального уровня инсулина в течение дня и особенно в ночное время (базальный инсулин). Первый аналог инсулина (рДНК инсулина Лиспро) был одобрен для терапии человека в 1996 году и производился компанией Eli Lilly and Company .
Быстрое действие
[ редактировать ]Лиспро
[ редактировать ]Компания Eli Lilly and Company разработала и выпустила на рынок первый аналог инсулина быстрого действия (инсулин лизпро рДНК) Хумалог. Он был разработан с помощью технологии рекомбинантной ДНК так, что предпоследние остатки лизина и пролина на С-концевом конце В-цепи были поменяны местами. Эта модификация не изменила связывание инсулинового рецептора, но блокировала образование димеров и гексамеров инсулина. Это позволило получить большее количество активного мономерного инсулина для постпрандиальных (после еды) инъекций. [ 1 ]
Аспарт
[ редактировать ]Ново Нордиск создала «аспарт» и продавала его под названием NovoLog/NovoRapid (Великобритания-Канада) как аналог инсулина быстрого действия. Он был создан с помощью технологии рекомбинантной ДНК , в которой аминокислота B28, которая обычно представляет собой пролин , заменена остатком аспарагиновой кислоты . Последовательность была вставлена в геном дрожжей , и дрожжи экспрессировали аналог инсулина, который затем собирали из биореактора . Этот аналог также предотвращает образование гексамеров, создавая более быстродействующий инсулин. Он одобрен для использования в помпах CSII и устройствах доставки Flexpen, Novopen для подкожных инъекций. [ 2 ]
Глулизин
[ редактировать ]Глулизин — аналог инсулина быстрого действия от компании Санофи-Авентис , разрешенный для применения обычным шприцем, в инсулиновой помпе . Также возможна стандартная доставка шприцем. Он продается под названием Апидра. На этикетке, одобренной FDA, указано, что он отличается от обычного человеческого инсулина быстрым началом и более короткой продолжительностью действия . [ 3 ]
Длительного действия
[ редактировать ]Детемир инсулин
[ редактировать ]Ново Нордиск создала инсулин Детемир и продает его под торговой маркой Левемир как аналог инсулина длительного действия для поддержания базального уровня инсулина. [ 1 ] [ 4 ] Базальный уровень инсулина может поддерживаться до 20 часов, однако на время влияет размер вводимой дозы. Этот инсулин имеет высокое сродство к сывороточному альбумину, что увеличивает продолжительность его действия.
Деглудек инсулин
[ редактировать ]Это аналог инсулина сверхдлительного действия, разработанный компанией Ново Нордиск , которая продает его под торговой маркой Тресиба. Его вводят один раз в день, его продолжительность действия составляет до 40 часов (по сравнению с 18–26 часами, которые обеспечивают другие имеющиеся на рынке инсулины длительного действия, такие как инсулин гларгин и инсулин детемир). [ 5 ] [ 6 ]
Гларгин инсулин
[ редактировать ]Санофи- Авентис разработала гларгин как аналог инсулина длительного действия и продает его под торговой маркой Лантус. Он был создан путем модификации трех аминокислот. две положительно заряженные молекулы аргинина К С-концу В-цепи были добавлены , которые сместили изоэлектрическую точку с 5,4 до 6,7, что сделало гларгин более растворимым при слегка кислом pH и менее растворимым при физиологическом pH. Замена кислоточувствительного аспарагина в положении 21 А-цепи на глицин необходима во избежание дезаминирования и димеризации остатка аргинина. Эти три структурных изменения и состав с цинком приводят к более продолжительному действию по сравнению с биосинтетическим человеческим инсулином. При введении раствора с pH 4,0 большая часть материала выпадает в осадок и не является биодоступной. Небольшое количество сразу доступно для использования, а остальная часть секвестрируется в подкожной клетчатке. По мере применения гларгина небольшие количества осажденного материала переходят в раствор в кровотоке, а базальный уровень инсулина сохраняется до 24 часов. Начало действия инсулина гларгин, вводимого подкожно, несколько медленнее, чем человеческого инсулина НПХ. Это прозрачный раствор, поскольку в формуле нет цинка. [ 7 ] [ нужен лучший источник ] Биоподобный инсулин гларгин-ифгн (Семгли) был одобрен для медицинского использования в США в июле 2021 года. [ 8 ] и в Европейском Союзе в марте 2018 года. [ 9 ]
Сравнение с другими инсулинами
[ редактировать ]НПХ
[ редактировать ]Инсулин НПХ (нейтральный протамин Хагедорн) представляет собой инсулин промежуточного действия с замедленной абсорбцией после подкожной инъекции, используемый для базальной поддержки инсулина при диабете 1 и 2 типа. Инсулины НПХ представляют собой суспензии, которые требуют встряхивания для растворения перед инъекцией. Многие люди сообщали о проблемах при переходе на инсулины промежуточного действия в 1980-х годах, используя составы свиных / бычьих инсулинов NPH. Впоследствии были разработаны и внедрены в клиническую практику аналоги базального инсулина для достижения более предсказуемых профилей абсорбции и клинической эффективности. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]
Животный инсулин
[ редактировать ]
Аминокислотная последовательность инсулинов животных у различных млекопитающих может быть сходна с последовательностью инсулина человека (МНН инсулина человека), однако существует значительная жизнеспособность среди видов позвоночных. [ 13 ] Свиной инсулин отличается от человеческого только на одну аминокислоту, а бычий инсулин отличается на три аминокислоты. Оба активны на человеческом рецепторе примерно с одинаковой силой. Бычий инсулин и свиной инсулин можно рассматривать как первые клинически использованные аналоги инсулина (встречающиеся в природе, полученные путем экстракции из поджелудочной железы животных) в то время, когда биосинтетический человеческий инсулин (рДНК инсулина человека) не был доступен. Существуют обширные обзоры взаимосвязи структуры встречающихся в природе инсулинов (филогенетические связи у животных) и структурных модификаций. [ 14 ] До появления биосинтетического человеческого инсулина в Японии широко использовался инсулин, полученный из акул. Инсулин некоторых видов рыб также может быть эффективен для человека. Нечеловеческие инсулины вызывают у некоторых пациентов аллергические реакции, связанные со степенью очистки; при использовании рекомбинантного человеческого инсулина (рДНК инсулина человека) редко наблюдается образование ненейтрализующих антител, но у некоторых пациентов может возникнуть аллергия. Это может быть усилено консервантами, используемыми в препаратах инсулина, или возникать как реакция на консервант. Биосинтетический инсулин (рДНК инсулина человека) в значительной степени заменил инсулин животного происхождения.
Модификации
[ редактировать ]До того, как стали доступны биосинтетические человеческие рекомбинантные аналоги, свиной инсулин химически превращался в человеческий инсулин. Химические модификации боковых цепей аминокислот на N-конце и/или C-конце были сделаны для того, чтобы изменить характеристики ADME аналога. Полусинтетические инсулины некоторое время использовались в клинической практике на основе химической модификации животных инсулинов, например, Ново Нордиск ферментативно превращала свиной инсулин в полусинтетический «человеческий» инсулин, удаляя одну аминокислоту, отличающуюся от человеческого, и химически добавляя человеческую аминокислоту. .
Обычный немодифицированный инсулин растворим при физиологическом pH. Были созданы аналоги со смещенной изоэлектрической точкой , так что они существуют в равновесии растворимости, при котором большая часть выпадает в осадок, но медленно растворяется в кровотоке и в конечном итоге выводится почками. Эти аналоги инсулина используются для замены базального уровня инсулина и могут быть эффективными в течение периода до 24 часов. Однако некоторые аналоги инсулина, такие как инсулин детемир, связываются с альбумином, а не с жиром, как более ранние разновидности инсулина, и результаты длительного применения (например, более 10 лет) в настоящее время недоступны, но необходимы для оценки клинической пользы.
Немодифицированные инсулины человека и свиньи имеют тенденцию образовывать комплексы с цинком в крови, образуя гексамеры . Инсулин в форме гексамера не связывается со своими рецепторами, поэтому гексамер должен медленно прийти в равновесие обратно в свои мономеры, чтобы стать биологически полезным. Гексамерный инсулин, вводимый подкожно, не всегда доступен организму, когда инсулин необходим в больших дозах, например, после еды (хотя это скорее функция инсулина, вводимого подкожно, поскольку инсулин, введенный внутривенно, быстро распределяется по клеточным рецепторам и, следовательно, , позволяет избежать этой проблемы). Цинковые комбинации инсулина используются для медленного высвобождения базального инсулина. Базальная инсулиновая поддержка требуется в течение дня, что составляет около 50% суточной потребности в инсулине. [ 15 ] количество инсулина, необходимое во время еды, составляет оставшиеся 50%. Негексамерные инсулины (мономерные инсулины) были разработаны для более быстрого действия и замены инъекции обычного немодифицированного инсулина перед едой. Существуют филогенетические примеры таких мономерных инсулинов у животных. [ 16 ]
Канцерогенность
[ редактировать ]Все аналоги инсулина должны быть проверены на канцерогенность , поскольку инсулин вступает в перекрестное взаимодействие с путями IGF , что может вызвать аномальный рост клеток и опухолеобразование. Модификации инсулина всегда несут в себе риск непреднамеренного усиления передачи сигналов IGF в дополнение к желаемым фармакологическим свойствам. [ 17 ] Высказывались опасения по поводу митогенной активности и потенциальной канцерогенности гларгина. [ 18 ] Для решения этих проблем было проведено несколько эпидемиологических исследований. Опубликованы результаты недавнего 6,5-летнего исследования происхождения гларгина. [ 19 ] [ 20 ]
Исследования безопасности, эффективности и сравнительной результативности
[ редактировать ]Мета -анализ многочисленных рандомизированных контролируемых исследований, проведенный международным Кокрейновским сотрудничеством , завершенный в 2007 году и обновленный в 2020 году, показал, что влияние на уровень глюкозы в крови и гликированный гемоглобин A1c (HbA1c) было сопоставимым, лечение гларгином и детемиром приводило к меньшему количеству случаев гипогликемии при по сравнению с инсулином НПХ . [ 21 ] Лечение детримиром также снижало частоту серьезных гипогликемий. [ 21 ] В этом обзоре были отмечены ограничения, такие как низкие целевые показатели уровня глюкозы и HbA1c, которые могут ограничить применимость этих результатов в повседневной клинической практике. [ 21 ]
Института качества и экономической эффективности в секторе здравоохранения Германии (IQWiG) В 2007 году в отчете был сделан вывод о том, что в настоящее время «нет доказательств» превосходства аналогов инсулина быстрого действия над синтетическими человеческими инсулинами при лечении взрослых пациентов с диабет 1 типа. Многие из исследований, рассмотренных IQWiG, были либо слишком малы, чтобы считаться статистически надежными, и, что, возможно, наиболее важно, ни одно из исследований, включенных в их широкомасштабный обзор, не было слепым, что является золотым стандартом методологии проведения клинических исследований. Однако в техническом задании IQWiG явно игнорируются любые вопросы, которые не могут быть проверены в двойных слепых исследованиях, например сравнение радикально разных схем лечения. Некоторые врачи в Германии относятся к IQWiG со скептицизмом, рассматривая его просто как механизм снижения затрат. Но отсутствие ослепления исследований действительно увеличивает риск систематической ошибки в этих исследованиях. Причина, по которой это важно, заключается в том, что пациенты, если они знают, что используют другой тип инсулина, могут вести себя по-другому (например, чаще проверять уровень глюкозы в крови), что приводит к систематической ошибке в результатах исследования, искажая результаты. неприменимо для населения с диабетом в целом. Многочисленные исследования пришли к выводу, что любое увеличение количества тестов на уровень глюкозы в крови, вероятно, приведет к улучшению гликемического контроля, что поднимает вопрос о том, были ли какие-либо улучшения, наблюдаемые в клинических испытаниях аналогов инсулина, результатом более частых тестов или действием препарата. проходят испытания. [ нужна ссылка ]
В 2008 году Канадское агентство по лекарствам и технологиям в здравоохранении (CADTH) при сравнении эффектов аналогов инсулина и биосинтетического человеческого инсулина обнаружило, что аналоги инсулина не демонстрируют каких-либо клинически значимых различий, как с точки зрения гликемического контроля, так и с точки зрения побочных эффектов. профиль реакции. [ 22 ]
Хронология
[ редактировать ]- 1922 Бантинг и компания Best применили экстракт бычьего инсулина на человеке.
- 1923 г. Компания Eli Lilly and Company (Лилли) производит коммерческие объемы бычьего инсулина.
- 1923 Хагедорн основывает в Дании Инсулинлабораторию Нордиск, предшественник Ново Нордиск.
- 1926 г. Нордиск получает датскую хартию на производство инсулина как некоммерческая организация.
- 1936 Канадцы Д. М. Скотт и А. М. Фишер разрабатывают смесь цинка и инсулина и лицензируют компанию Novo.
- 1936 г. Хагедорн обнаруживает, что добавление протамина к инсулину продлевает действие инсулина.
- 1946 г. Компания Nordisk разрабатывает свиной инсулин с изофаном, также известный как нейтральный протамин Хагедорна или инсулин НПХ.
- 1946 г. Компания Nordisk кристаллизует смесь протамина и инсулина.
- 1950 г. Рынок стран Северной Европы, инсулин НПХ.
- 1953 г. Компания Novo разрабатывает свиной и бычий инсулин «Ленте», добавляя цинк для обеспечения более длительного действия инсулина.
- 1978 Genentech разрабатывает биосинтез рекомбинантного человеческого инсулина в бактериях Escherichia coli с использованием технологии рекомбинантной ДНК.
- 1981 г. Ново Нордиск химически и ферментативно превращает свиной инсулин в «человеческий» инсулин (Actrapid HM).
- 1982 г. Одобрен синтетический «человеческий» инсулин Genentech в партнерстве с компанией Eli Lilly and Company, которая провела процесс одобрения продукта Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA).
- 1983 г. Компания Lilly производит биосинтетический рекомбинантный «рДНК инсулина человека, МНН» (Хумулин).
- 1985 Аксель Ульрих секвенирует рецептор человеческого инсулина.
- 1988 г. Ново Нордиск производит синтетический рекомбинантный инсулин («МНН человеческого инсулина»).
- 1996 г. Лилли Хумалог (МНН инсулина лизпро) одобрена Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США.
- 2003 г. Аналог инсулина «гларгин» Aventis Lantus одобрен в США. [ 23 ]
- 2004 г. Аналог инсулина «глулизин» компании Sanofi Aventis Apidra одобрен в США.
- 2006 г. Аналог Левемира «Инсулин Детемир МНН» компании Novo Nordisk одобрен в США.
- 2013 г. Аналог Тресиба «инсулин деглудек» компании Novo Nordisk, МНН, одобрен в Европе (EMA с дополнительным мониторингом]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Уолтон, Билл; Джонстон, Элизабет; Ноубл, Сара Л. (15 января 1998 г.). «Инсулин Лиспро: быстродействующий аналог инсулина» . Американский семейный врач . 57 (2): 279–86, 289–92. ПМИД 9456992 . Архивировано из оригинала 29 сентября 2007 г. Проверено 8 июня 2007 г.
- ^ «Инъекция аспарт-инсулина (происхождение рДНК)» . Архивировано из оригинала 10 июня 2007 г. Проверено 8 июня 2007 г.
- ^ «Инъекция инсулина глулизина Апидра (происхождение рДНК)» . Проверено 8 июня 2007 г.
- ^ «Инсулин Левемир Детемир (происхождение рДНК) для инъекций» . Проверено 8 июня 2007 г.
- ^ Кляйн и др. «Аналоги базального инсулина, связанные с альбумином (инсулин детемир и NN344): сопоставимые профили действия по времени, но меньшая вариабельность. Diabetes Obes Metab, май 2007 г.; 9(3):290-9
- ^ Haahr H et Heise T: «Обзор фармакологических свойств инсулина деглудек и их клиническая значимость» Clin Pharmacokinet (2014) 53:787-800
- ^ «Инъекция инсулина лантус гларгин (рДНК)» . Проверено 8 июня 2007 г.
- ^ «FDA одобрило первый взаимозаменяемый биоподобный инсулин для лечения диабета» . США Управление по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) (пресс-релиз). 28 июля 2021 г. Проверено 28 июля 2021 г.
- ^ «Семгле ЭПАР» . Европейское агентство лекарственных средств (EMA) . 17 сентября 2018 года . Проверено 28 июля 2021 г.
- ^ Оуэнс Д.Р., Болли ГБ. 2008 За эрой инсулина НПХ: аналоги инсулина длительного действия: химия, сравнительная фармакология и клиническое применение. Диабетическая технология Ther. Окт;10(5):333-49.
- ^ Йонассен И., Хавелунд С., Хоег-Йенсен Т., Стинсгаард Д.Б., Валунд П.О., Рибель У. 2012. Разработка нового механизма пролонгации инсулина деглудек, базального инсулина сверхдлительного действия. Фарм Рез. 2012 августа;29(8):2104-14.
- ^ Зинман Б. 2013 Новые аналоги инсулина: достижения в области замены базального инсулина. Диабет, ожирение. Метаб. 2013 март;15 Приложение 1:6-10
- ^ Конлон Дж.М. 2001 Эволюция молекулы инсулина: понимание структуры-активности и филогенетических взаимоотношений Пептиды. 2001 июля;22(7):1183-93
- ^ Майер Дж.П., Чжан Ф., ДиМарчи Р.Д. 2007 Структура и функция инсулина. Биополимеры. 2007;88(5):687-713.
- ^ Оуэнс ДР. 2011 Препараты инсулина пролонгированного действия. Диабетическая технология Ther. 13 июня 2011 г. Приложение 1: S5-14.
- ^ Хорук Р., Бланделл Т.Л., Лазарус Н.Р., Невилл Р.В., Стоун Д., Уолмер А. 1980 Мономерный инсулин из дикобраза (Hystrix cristata), гистрикоморфа Старого Света. Природа 21 августа; 286 (5775): 822-4.
- ^ Теннагельс Н., Вернер У. 2013 Метаболические и митогенные свойства аналогов базального инсулина. Арх Физиол Биохим. Февраль 2013 г.;119(1):1–14.
- ^ Варевейк А.Дж., Юки-Ярвинен Х., Шмидт Р., Теннагельс Н., Янссен Дж.А. 2013 Концентрации инсулина гларгина и его метаболитов во время длительной инсулинотерапии у пациентов с диабетом 2 типа и сравнение влияния инсулина гларгина, его метаболитов, IGF-I и человеческого инсулина на передачу сигналов инсулина и рецептора IGF-I. Диабет. Июль 2013 г.;62(7):2539-44.
- ^ Герштейн Х.К., Бош Дж., Дагенайс Г.Р., Диас Р., Юнг Х., Маджиони А.П., Пог Дж., Пробстфилд Дж., Рамачандран А., Риддл М.С., Райден Л.Е., Юсуф С. 2012. Базальный инсулин, сердечно-сосудистые и другие исходы при дисгликемии. N Engl J Med. 26 июля 2012 г.; 367(4): 319-28.
- ^ Ханефельд М., Брамладж П. 2013. Использование инсулина на ранних стадиях сахарного диабета 2 типа: исследование ORIGIN. Республика Карр Диаб, июнь 2013 г.; 13 (3): 342-9.
- ^ Jump up to: а б с Семлич, Томас; Энглер, Дженнифер; Зибенхофер, Андреа; Джейтлер, Клаус; Бергхольд, Андреа; Хорват, Карл (9 ноября 2020 г.). «Аналоги инсулина (сверх) длительного действия в сравнении с инсулином НПХ (человеческий изофановый инсулин) для взрослых с сахарным диабетом 2 типа» . Кокрановская база данных систематических обзоров . 2020 (11): CD005613. дои : 10.1002/14651858.CD005613.pub4 . ISSN 1469-493X . ПМК 8095010 . ПМИД 33166419 .
- ^ Банерджи С., Тран К., Ли Х., Саймон К., Дейнман Д., Симпсон С., Кэмпбелл К. (март 2007 г.). Аналоги инсулина короткого действия при сахарном диабете: метаанализ клинических результатов и оценка экономической эффективности (Отчет). Канадское агентство по лекарствам и технологиям в здравоохранении (CADTH). Технологический отчет № 87. Архивировано из оригинала 4 ноября 2019 года . Проверено 10 сентября 2020 г.
- ^ Контроль уровня глюкозы - Лантус получает одобрение FDA на гибкое введение.