血栓溶解檢視原始碼討論檢視歷史
血栓溶解是用溶栓藥將血栓溶解的過程。它是為了治療血栓症(如急性心肌梗塞,靜脈血栓栓塞等)而發明的。在中國,隨着人們物質生活水平的提高,飲食結構的改變及老年病臨床研究的逐步開展,對血栓溶解藥的需求也越來越大。
藥物特點及作用機理
尿激酶與鏈激酶
尿激酶(uK)可從人尿中提純或由培養的人胚胎腎細胞分泌而得。它是由兩條分子量分別為20kDa、30kDa的多肽鏈,通過二硫鍵相連組成的一種絲氨酸蛋白酶。uK有s1(31kDa)和s2(32kDa)兩種分子形式,s1是s2的蛋白降解產物。
uK直接作用於pg上arg561-Val562肽鍵,肽鍵斷裂後,產生由二硫鍵相連的雙鏈活性分子pm,從而水解構成血栓的不溶性fn,起到溶栓作用。uK無抗原性,為其優點。
鏈激酶(sK)是由β溶血性鏈球菌分泌的蛋白酶。它是分子量為47kDa的單鏈蛋白,氨基末端為異亮氨酸(ile),羧基末端為賴氨酸(lys)。sK在血液中與pg以等摩爾比結合,形成sK·pg複合物。複合物中pg的活性位點通過分子轉位暴露在外,從而將pg激活為pm,最後發生纖溶反應,降解血栓。
現在可從類馬鏈球菌中分離sK基因,轉入大腸桿菌表達,以獲得有溶血栓活性的sK。現已可用基因工程技術大規模製備sK製劑。
進入血循環中的uK和sK均可立即激活纖溶系統,因此在藥物未到達血栓部位之前,就激活pg成pm,引起血中纖維蛋白原(fg)水平明顯下降。同時,由於pA的快速抑制物pAI1,2(pAinhibitor1,2)和α2抗纖溶酶(α2aP)的作用,迅速與之結合,並中和pA活性,使得藥物半衰期很短,在血漿內消除較快,因此,臨床治療劑量也很大。
aPSAC是將pg與sK用苯甲酰類化學試劑(如aPAN)以1:1等分子共價結合形成的pg-SK偶聯複合物。複合物中pg上的活性中心(即輕鏈的ser740位)被可逆地酰基化,以減緩pm的形成,以及免受α2aP的中和與防止過度激活血栓周圍以外的pg,降低出血傾向。
由於複合物中pg上與fn有特異親和性的賴氨酸結合位點(lBS)仍暴露在外,故sK-Pg複合物可富集於血栓部位。連接在fn上的aPSAC以一定速率脫酰化,從而形成pm,溶解fn,消除血栓。
同時,sK與pg的偶聯,掩蔽了sK的抗原位點,從而降低其免疫原性。而且,aPSAC的半衰期也較sK長。另外,在血栓位點的脫酰化作用加強了複合物的fn特異性,防止複合物自我消化作用。動物血栓模型證明,aPSAC比未經酰化修飾的pg·sK複合物具有更顯著的溶血栓效果。
組織型pA(t-PA)及其突變體
t-PA是分子量為70kDa的單鏈糖蛋白,來源於人體。在pm或胰蛋白酶作用下,t-PA的arg275-Ile276肽鍵斷裂,形成由二硫鍵相連的雙鏈。t-PA的羧基端為輕鏈(32kDa),屬絲氨酸蛋白酶樣結構域(p),是催化活性中心。氨基端則為重要鏈(36kDa),由f、eGF、k1、和k2四個結構域組成。
單鏈及雙鏈t-PA具有相同的激活pg特性。當出現血栓時,t-PA就能迅速激活pg為pm溶解血栓,其機理是:t-PA通過k2及f能特異性地連接至fn上,連接t-PA的fn/血栓增加了對pg的親和性,形成t-PA·pg·fn環狀三元複合物[3]。被激活的pm迅速降角血栓fn。
另外,研究表明t-PA在血液中與pAI-1形成複合物後被中和、降解,在肝臟代謝。因此,其在體內被很快消除,半衰期僅為4~8分鐘。為此,研究者利用基因工程技術改變t-PA,來改善藥物動力學或功能性質。
目前國外已得到多種重組t-PA(rt-PA)突變體。缺失f、e和k1,僅存k2和p結構域,即只保留特異性結合位點及催化活性中心,得到的bM06.022是一個非糖基化突變體,在體內半衰期延長4~5倍。替代或缺失一個或幾個f、e結構域中的氨基酸也起到良好效果,如用ser替代e區cys84,其半衰期可由原來的6分鐘延長至20分鐘。又如,asn、glu(ala)4分別替代thr103、asn117、lys296-His-Ary-Arg得到的rt-PA-TNK在血液中被消除的時間延長8倍,對fn特異性增強。抗pAI-1能力增強200倍。
單鏈尿激酶型pA(scu-PA)及嵌合體
scu-PA又稱尿激酶原(pro-UK),它是雙鏈uK的酶原前體,是一種低uK活性的糖蛋白。在pm的激活下易發生肽鍵lys158-Ile159裂解,生成有活性的雙鏈形式。
當血漿中不存在fn時,scu-PA由於受到α2aP的競爭性抑制作用,比較穩定,不會激活pg;但是,一旦產生血栓,因scu-PA對連接於fn上的pg親和力高於游離pg,從而誘導特異性血栓溶解。並且,fn的降解片段(e-2)能選擇性地促進scu-PA對pg的激活,這種促進作用是通過增強pg與已部分降解的fn的偶聯來實現的。
scu-PA最先從尿中得到,現在應用重組dNA技術來獲得人源scu-PA。它是一種低分子量衍生物,缺少氨基末端的143個殘基(rscu-PA32K)。與uK相比,具有相同的纖溶效果,但不破壞fg。兔頸靜脈血栓模型證實了scu-PA與系統纖溶的量效關係。
有人構建了重組嵌合pA,即利用rt-PA重鏈的不同區域與scu-PA的蛋白酶活性結構域組成各種嵌合體。動物血栓模型顯示k1、k2Pu(rt-PA的k1·k2與scu-PA的pu區結合)減緩了其在血漿內的代謝速度,相關抗原的半衰期從9分鐘延長至70分鐘,但仍保持相同的纖溶性,並且血液中α2aP和fg水平不變。
葡激酶
葡激酶(saK)是由金黃色葡萄球菌分泌的一種蛋白,具有纖溶活性,但天然saK有高度毒性及嚴重出血現象。
saK是一條由136個氨基酸組成的單鏈多肽。它由兩個大小相等的摺疊結構域組成,分子量為15kDa,沉降係數為1.71S。現已發現成熟saK及突變體saK-△10缺失前10個氨基酸有相同的纖溶活性。並且,26位甲硫氨酸(met)為saK的活性中心。最近又發現氨基端的氨基酸片段對於pg的激活極為重要。
saK本身並不起酶的作用,而是與pg以1:1的等分子比可逆結合。然後,以saK·pg複合物的形式激活其他游離pg。不同於sK·pg複合物,saK·pg複合物中pg上的絲氨酸蛋白酶活性位點暴露在外,使得自身轉換為saK·pg→saK·pm是整個纖溶過程的限速步驟。saK·pm起到自身催化作用,可以加速反應進行。而血液中的α2aP能迅速與複合物中的pm結合,從而起到抑制血栓以外的纖溶作用。當出現血栓時,則saK·pg(pm)複合物中pg(pm)上的lBS能迅速與構成血栓的fn結合,這阻礙了α2aP與複合物的結合。大量激活血栓周圍游離pg為pm,最終溶解血栓。體外實驗證明若50%血栓被溶解時,血液中pg水平僅下降5%。因此,saK具有極強的fn特異性,在激發纖溶過程中不影響fg水平。
此外,作為小分子蛋白,它穿透血栓的能力較強。在血液中的穩定性好,作用時間較長。目前是從噬菌體saKφc及saK42D中克隆saK基因,並用重組技術在大腸桿菌中進行表達,實現大規模生產。
saK有明顯的抗原性。最近有人用ala替代saK抗原決定簇上的2~3個荷電氨基酸,得到saK突變體(saKSTAR·m38),以降低其免疫原性。[1]
研究方向
針對血栓溶解應用中出現的上述問題,目前各國學者主要着手於以下幾方面研究:
(1)研究開發對fn特異親和性強的pA,主要是用基因工程技術,把對fn特異性親性強的基因片段與能高效激活pg的基因片段重組成r-PA,及構建偶聯pA的抗fn單克隆抗體或磁性化合物。也有學者正在研究將臨床效果較好的pA與人體血漿蛋白偶聯,組成類似aPSAC的複合物,達到增強對fn特異親和性及降低抗原性、致敏性的目的。
(2)通過篩選或誘發某些pA(如r-PA、scu-PA,saK)的突變體,獲得能抗pA抑制物(pAI1,2)的pA,以達到降低治療用量,提高激活纖溶能力的效果。
(3)積極開發各種生物來源(如蛇毒、水蛭、蚯吲、吸血蝙蝠等)的血栓溶解物質。
(4)在臨床上把pA與其他藥物聯用,以提高pA的抗栓、溶栓效率,如與血小板糖蛋白Ⅲb/Ⅲa受體阻抑劑、抗凝血酶製劑及抑制α2aP、pAI1,2的藥物(抗體)等合用。[2]
存在問題
上述藥物均通過將pg轉變為有活性的pm,來實現降解血栓/Fn功能。目前臨床主要用於aMI的治療。
第一代藥物sK和uK進入體內立即激活pg,形成的pm使血栓溶解的同時也使機體凝血因子失活和過度消耗,導致嚴重出血傾向。另外,這種治療由於過量消耗血液中pg,所以又易發生再栓塞。並且,兩者的半衰期短,需反覆給藥,需注射大劑量方能在血栓處達到有效濃度,這又加劇其副作用的產生,故臨床應用受到限制。
臨床發現uK對陳舊的血栓無效,而且適用範圍小,不適用於肝病、高血壓或出血性潰瘍患者。sK也有類似問題,僅能將新近產生的大血栓化解為小血栓,並有感冒樣症狀及嚴重變態反應等副作用。
aPSAC雖然改善了sK的穩定性問題,可明顯降低給藥量。但是,臨床顯示aPSAC並不增加與fn/血栓的親和性,沒有明顯提高再通率和減少再栓塞率,仍會造成全身性纖溶現象,導致全身出血傾向;同時,依舊存在致敏性和抗原性問題。
80~90年代採用分子生物學技術得到的新型pA(rt-PA、scu-PA)對上述情況有所改善。但因其半衰期極短、臨床用量大、價格昂貴而使應用受到限制。bM06.022在aMI患者的治療中,發現它有明顯的血栓親和性,無出血併發症。嵌合體k-1K2Pn也僅有小規模的臨床前試驗,發現兩次推注10mgK1K2Pn能特異性地將冠狀動脈血栓溶解。
另外,體外血栓溶解實驗發現,rt-PA的溶血栓速度遠比sK快;但在高濃度rt-PA時,因其嚴重消耗pg,而導致纖溶系統pg水平顯著下降。而saK在相同速率的血栓溶解過程中,卻並不影響血液中pg、fg及α2aP水平。並且,在aMI治療中,同樣劑量的saK比rt-PA顯示更高的對fn特異親和性,對動脈血栓溶解、限制局部出血及神經損傷方面更有效。對aMI患者推注saK,90分鐘后冠狀動脈再通率達83%。
臨床試驗表明,saK在溶血栓速率和對fg的保護方面均優於rt-PA。但是,它有顯著的免疫原性,不能重複使用。臨床發現,對aMI患者注射saK兩周後,有73%的病人體內產生特異性抗saK抗體,這種抗體能中和saK活性。雖然用定點誘變方法得到的saKsTAR·m38改善了抗原性,但其纖溶活性相應受影響。另一方面,應用saK約30分鐘後才能起溶血栓作用,不利於病人急救。
血栓溶解藥的研究和開發應用明顯提高了aMI等血栓患者的治癒率,降低了其死亡率。但第一代藥物較弱的fn專一性導致了系統性纖溶及出血併發症;第二代藥物(如rt-Pa)雖加強了fn專一性,可是大量臨床試驗顯示其與第一代藥物無顯著區別,出血現象仍有發生。
總之,各種藥物儘管各有其優點,但仍存在不同的問題。主要問題包括:再次灌注的抗性、血管的再次栓塞率、出血併發症、臨床副作用、給藥量大及價格昂貴等。
參考文獻
- ↑ 血栓和血管里的斑塊是否列以溶化?·尋醫問藥網
- ↑ 血栓會自行溶解嗎?知乎