自从明确了垂体性侏儒是由于体内缺乏生长激素,人类就在努力地寻找替代治疗药物。从1958年人垂体生长激素(phGH)的应用开始,到今天利用基因工程技术合成重组人生长激素(rhGH),生长激素的生产技术、工艺日益先进,目前生产的rhGH不仅纯度高,而且稳定性、安全性和疗效性好。
(1)第一代生长激素(20世纪50~70年代):医学上最早应用的是自人尸体垂体提取的生长激素(phGH)。20世纪50年代末试用于临床以治疗儿童垂体性侏儒症。由于垂体来源及GH产量限制,接受治疗者人数不多,即使治疗也常因药源稀少,剂量不足或疗程短暂,致使终生高不及正常人水平。且容易携带病毒导致致命的退行性神经疾病(Creutzfeldt-Jakob 病),20世纪80年代被禁止使用。
(2)第二代生长激素(20世纪80年代早期):用大肠杆菌包含体技术合成的生长激素,含有192个氨基酸,比人垂体生长激素多肽链N端多了一个甲硫氨酸残基,抗体产生率高达64%,因此被淘汰。
(3)第三代生长激素(20世纪80年代中期):用普通大肠杆菌基因表达技术合成的生长激素,经用化学修饰法去除N端甲硫氨酸残基后得到含有191个氨基酸的多肽链,其蛋白质的空间结构与人垂体生长激素不同,抗体产生率仍较高,且容易带入杂质而导致过敏反应发生率高。
(4)第四代生长激素(20世纪80年代末期):哺乳动物细胞重组DNA技术合成含有191个氨基酸的生长激素,其优势在于能使蛋白结构糖基化,从而使基因工程产品和天然结构更为接近,整个合成与人生长激素的天然合成过程完全一致,没有污染大肠杆菌蛋白的危险。该项技术成本高。
(5)第五代生长激素(20世纪90年代):用大肠杆菌分泌型基因表达技术合成的生长激素,其产物是以天然构象直接分泌菌体之外。其氨基酸含量、序列及蛋白质空间结构与人体生长激素完全一致,生物活性、效价、纯度和吸收率高,在最大限度降低治疗成本的同时确保了产品的安全性、有效性和稳定性。