全球超8亿患者!曾是不治之症,科学家正帮助他们重拾健康人生

编者按:世界卫生组织数据显示,全球有超8亿糖尿病患者。从一百年前的胰岛素发现开始,糖尿病患者陆续迎来了多种治疗手段。进入21世纪以来,针对不同靶点的新疗法更是加速涌现,丰富了糖尿病患者的治疗选择。作为全球医药创新的赋能者,药明康德一直以来依托“一体化、端到端”的CRDMO赋能平台,助力全球合作伙伴推进糖尿病等各类疾病的创新疗法开发,加速造福病患。



从“蜜尿”到胰岛素的发现


早在三千多年前,古埃及的纸草文献中就记录过一种异常病症:患者多尿、形体逐渐消瘦,排出的尿液甚至会吸引蚂蚁,因此被形象地称为“蜜尿病”。


17世纪,英国医生Thomas Willis提出“diabetes mellitus”这一术语,用以特指尿液呈甜味的疾病,即糖尿病。不过,当时人们仍不清楚机体为何会失去对血糖的调控能力。


糖尿病病因的迷雾直到19世纪末才最终散去,当时的研究者发现,胰腺中可能存在某种能够调节血糖的关键物质。1921年,外科医生Frederick Banting在实验动物的胰岛组织中提取到可迅速降低血糖的成分,并在生理学家John Macleod的支持下,成功制备出可供人类使用的胰岛素。这一划时代的成就扭转了糖尿病患者的命运,也让两人共同荣膺诺贝尔生理学或医学奖


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胰岛素的发现是糖尿病治疗史上的重要里程碑,但早期生产过程复杂、供应有限。重组DNA技术的出现,使研究者得以利用细菌大规模生产人胰岛素,显著提高了可及性。


1982年10月,美国FDA批准优泌林(Humulin)上市,成为首个生物合成的人胰岛素制剂。随后,多种胰岛素类似物相继获批,进一步丰富了糖尿病的治疗手段。


随着研究深入,人们逐渐认识到糖尿病并非单一疾病。1型糖尿病源于免疫系统破坏胰岛β细胞,导致胰岛素分泌严重不足;2型糖尿病则主要由胰岛素抵抗及β细胞功能减退所致。


在胰岛素问世之前,1型糖尿病几乎是不治之症。20世纪初的统计显示,多数患儿在确诊后约1.4年内死亡。2型糖尿病起病相对隐匿,但随着病程进展,患者同样面临严重并发症和过早死亡的风险。对其致病机制的剖析,也推动了多种不同作用机制降糖疗法的诞生。


另辟蹊径:开启口服降糖的新纪元


治疗2型糖尿病的一条重要路径,是通过口服药物激活或改善机体自身的血糖调节能力。


20世纪40年代末,德国研究人员在实验中意外发现,部分实验动物在服用抗菌磺胺药后出现低血糖反应。最初这一现象被视为偶然,直到法国科学家Marcel Janbon等人证实,这类化合物可刺激胰岛β细胞分泌胰岛素,从而降低血糖。一类全新的口服降糖药——磺脲类药物由此诞生。


磺脲类药物通过结合胰岛β细胞表面的ATP敏感性钾通道,使细胞膜去极化并促进胰岛素释放。与注射胰岛素相比,这种口服给药方式简单直接,让患者无需依赖注射即可控制血糖。


20世纪50年代,双胍类化合物引起关注。早在更早之前,研究者已发现胍类物质具有降糖作用,但因毒性过强而被放弃。作为其衍生物,双胍类药物不仅能降低血糖,还可改善胰岛素敏感性。


在这一类药物中,二甲双胍显示出独特优势。大量临床证据表明,它在有效控糖的同时,还能降低心肌梗死和总体死亡风险。也正因如此,如今这款“老药”的研究边界不断拓展,其在心血管疾病、肿瘤抗衰老等领域的潜在价值持续受到关注。


从降糖到整体代谢优化


随着研究深入,科学界逐渐意识到,糖尿病并非单纯的血糖异常,而是全身代谢失衡的表现。这一认知促使研究者将目光从胰腺扩展至其他器官。


20世纪70年代,科学家鉴定出钠-葡萄糖协同转运蛋白(SGLT)家族,并发现SGLT2在肾近端小管中承担了约90%的葡萄糖重吸收功能。此时科学家们意识到,一种早在100多年前就从树皮中分离的晶体化合物——根皮苷(phlorizin),正是通过抑制SGLT1/2阻断肾脏对葡萄糖的重吸收,从而促进葡萄糖随尿液排出,达到降糖效果。


由于结构不稳定、选择性不足,根皮苷本身并不适合作为药物使用,但它的出现证实了通过调控肾脏葡萄糖重吸收来降糖的可行性。此后,研究人员对其结构加以改造,成功开发出稳定、可口服的选择性SGLT2抑制剂。


2013年,卡纳格列净(canagliflozin)成为首个获FDA批准上市的SGLT2抑制剂。此后,FDA又相继批准Farxiga/Forxiga(达格列净,dapagliflozin)、Jardiance(恩格列净,empagliflozin)、Steglatro(艾托格列净,ertugliflozin)、Brenzavvy(贝格列净,bexagliflozin)等多款SGLT2抑制剂用于治疗2型糖尿病。在中国,也有瑞沁️(恒格列净,henagliflozin)、惠优静(加格列净,janagliflozin)等SGLT2抑制剂获批上市。


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最初,这类药物被视为单纯的“排糖药”。然而临床研究很快发现,其不仅能有效控制血糖,还可显著降低心力衰竭风险并延缓肾功能衰退。这一发现突破了传统降糖治疗的框架,也让心肾保护成为评价新型降糖药的重要指标。


肠道迷踪:GLP-1的探索之旅


治疗2型糖尿病的另一条重要路径来自肠道。


1932年,比利时生理学家Jean La Barre发现,将动物肠道提取物注射给另一只动物,可刺激胰岛素分泌。他将这一假想中的因子命名为“incretin” ,意为“促进分泌的物质”。由于缺乏直接证据,这一超前设想很快被搁置,直到40多年后才重新进入科学视野。


20世纪70年代末,麻省总医院的内分泌学家Joel Habener博士发现,胰高血糖素基因除编码胰高血糖素外,还包含一组未知的肽段,并推测其在不同组织中可能被加工成不同激素。


很快Habener团队证实了这一假设:肠道分泌的相关肽类激素可促进胰岛素释放并降低血糖,并将其命名为胰高血糖素样肽(Glucagon-Like Peptides,GLPs)。随后几年,多项关键发现相继完成,证实了GLP-1的存在及其降糖作用。


然而,GLP-1的临床转化并非一帆风顺。天然GLP-1在体内仅能维持数分钟,极易被二肽基肽酶-4(DPP-4)降解,直接给药难以发挥持续疗效。


为此,研究者沿着两条路径展开探索:一是开发DPP-4抑制剂,延长内源性GLP-1的作用时间;二是设计更稳定的GLP-1类似物,使其在体内长期发挥效应。


这两条路线最终均取得成功。


2006年,首个DPP-4抑制剂 Januvia(西他列汀,sitagliptin)获 FDA 批准上市。该药通过延长GLP-1的生理作用,温和促进胰岛素分泌,低血糖风险较低。随后,Onglyza(沙格列汀,saxagliptin)、Tradjenta(利格列汀,linagliptin)、Nesina(阿格列汀,alogliptin)、瑞泽唐(瑞格列汀,retagliptin)、倍长平(考格列汀,cofrogliptin)、信立汀(福格列汀,fotagliptin)、盛捷维(森格列汀,cetagliptin)、善泽平(普卢格列汀,prusogliptin)等多款DPP-4抑制剂相继获批,进一步丰富了2型糖尿病的口服治疗选择。


与此同时,另一条GLP-1路线的研究从一种沙漠毒蜥身上获得了关键启发。


美国内分泌学家John Eng博士在研究该蜥蜴时发现,其唾液中的激素exendin-4与GLP-1结构高度相似,却具有更高稳定性。经人工合成和临床验证,这一发现催生了首款GLP-1受体激动剂 Byetta(艾塞那肽,exenatide),其于2005年获FDA批准上市,开启了 GLP-1 药物治疗时代。


不过,Byetta需每日注射两次,且部分患者会产生免疫反应。研究者随后对分子结构持续改良。诺和诺德科学家Lotte Knudsen博士团队通过在分子上引入脂肪酸链,使药物可与血清白蛋白可逆结合,从而避免DPP-4降解、显著延长体内作用时间。基于这一设计,Victoza(利拉鲁肽,liraglutide)于2010年获批,成为首个每日一次注射的GLP-1药物。


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这一策略进一步升级。经优化后,新一代分子的半衰期延长至约165小时,每周仅需注射一次的Ozempic(司美格鲁肽,semaglutide)诞生,并于2017年获批用于2型糖尿病治疗。随后,司美格鲁肽又以Wegovy的商品名获批用于肥胖治疗,其口服制剂Rybelsus也相继上市。


在此基础上,GLP-1药物迈入“双靶点”时代。礼来开发的 Mounjaro(替尔泊肽,tirzepatide)同时激活GLP-1与葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)通路,进一步增强降糖效果。该药于2022年获批治疗2型糖尿病,并在2023年以Zepbound的商品名获批用于肥胖治疗。


此外,Adlyxin(利司那肽,lixisenatide)、Trulicity(杜拉鲁肽,dulaglutide)、Tanzeum(阿必鲁肽,albiglutide)、孚来美(洛塞那肽,loxenatide)等多款GLP-1受体激动剂也已进入临床应用。


一体化平台赋能糖尿病新药研发


根据世界卫生组织的数据,全球糖尿病患者数量达到8.3亿。回望过去一个世纪,从胰岛素的发现到一系列疗法的演变,糖尿病认知与治疗领域的持续突破为数以亿计的患者带来新生。


仅在过去25年间,就有数十款以2型糖尿病为适应症的创新疗法获批。1型糖尿病患者也在近期迎来多款创新疗法的获批。


作为全球医药创新的赋能者,药明康德很高兴在25年发展历程中为其中一些获批与在研疗法提供赋能,助力全球合作伙伴的创新疗法来到患者身边。


长期以来,药明康德都在支持全球合作伙伴从药物研究(R)、开发(D)到商业化生产(M)各个阶段的需求,通过一体化、端到端CRDMO模式,助力更多药物加速问世。以GLP-1多肽药物为例,药明康德旗下的WuXi TIDES已围绕多肽药物建立了一体化CRDMO平台,提供包括线性、环状和高度修饰的多肽,以及非天然氨基酸、连接子、毒素和多肽偶联物的合成服务,支持从药物发现、CMC开发到商业化生产的各个阶段,助力合作伙伴更高效地为患者提供新一代疗法。


展望未来,药明康德将继续秉持“让天下没有难做的药,难治的病”的愿景,依托全球研发基地与生产网络,凭借一体化、端到端CRDMO模式,持续助力合作伙伴推动新一代糖尿病药物的开发进程,造福全球患者。


参考资料:

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