科學(xué)普及
|
科普文章
肝素:什么,華法林是神藥?那我呢? 文章來(lái)源:科學(xué)大院 | 發(fā)布時(shí)間:2017-12-21 | 作者:林麗莎 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 聽(tīng)說(shuō)抗凝藥家族的華法林老弟被封為神藥了,因?yàn)樽罱仡櫺匝芯堪l(fā)現(xiàn)其可能具有抗癌作用,肝素表示不服氣。
故此邀我寫(xiě)寫(xiě)它在醫(yī)學(xué)和科研上光輝烈烈的成長(zhǎng)史,于是有了下文。
1. 傳奇的出現(xiàn) 要說(shuō)華法林的發(fā)現(xiàn)具有戲劇性,那肝素的出現(xiàn)就算是個(gè)傳奇了。 肝素發(fā)現(xiàn)于1910年代,當(dāng)時(shí)約翰·霍普金斯醫(yī)院的醫(yī)學(xué)生Jay McLean在W. H. Howell教授指導(dǎo)下,試圖在組織提取物中尋找促凝物質(zhì),卻發(fā)現(xiàn)有一種肝臟提取物不但不促凝,反而有抗凝作用(阻止血液凝固),一旦得到和預(yù)期相反的結(jié)果,像多數(shù)科研人員一樣,Jay McLean的第一反應(yīng)是實(shí)驗(yàn)有問(wèn)題!
但重復(fù)實(shí)驗(yàn)證明,肝臟提取物中確實(shí)存在一種強(qiáng)力抗凝物質(zhì)!W. H. Howell干脆把這種物質(zhì)命名為“肝素”,因?yàn)樗詾楦嗡刂淮嬖谟诟闻K。 早期,由于來(lái)源受限,肝素價(jià)格昂貴,僅用于實(shí)驗(yàn)。直到1937年,科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)肝素在動(dòng)物肺臟的含量比肝臟還多,隨后才能大規(guī)模生產(chǎn)肝素。次年,第一項(xiàng)肝素預(yù)防深靜脈血栓的臨床試驗(yàn)便順勢(shì)開(kāi)展了,結(jié)果顯示其能有效預(yù)防血栓形成。于是,在被發(fā)現(xiàn)20多年后,肝素成為臨床上常用的抗凝藥。 而此時(shí),華法林還沒(méi)誕生呢,它原本藏在腐爛的三葉草中,使牲畜患上三葉草病,血流不止。1920年代,為了研究病因,加拿大獸醫(yī)Frank Schofield讓倒霉的兔子分別吃新鮮和發(fā)霉的牧草;經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的研究,直到二十世紀(jì)40年代,華法林才被分離、鑒定及合成;隨后,它當(dāng)了幾年老鼠藥,在50年代漸漸進(jìn)入臨床。
肝素(左)和華法林(右)的化學(xué)結(jié)構(gòu) 2. 強(qiáng)大的抗凝藥 有意思的是,在1950年代末,相關(guān)研究才剛剛構(gòu)建起凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)的雛形,至于抗凝機(jī)制,尚未有任何進(jìn)展。所以那時(shí)肝素和華法林的藥理機(jī)制都是未知的,人們根本不知道它們抑制了凝血途徑中的什么因子,只知道它們的抗凝效果立竿見(jiàn)影。 說(shuō)起來(lái),也是它們適逢其時(shí)了,因?yàn)槟菚r(shí)的FDA成立才四十余年,還不夠完善,允許它們?cè)谶@樣的情況下通過(guò),應(yīng)用于臨床。 后來(lái)的研究表明,肝素的抗凝機(jī)理主要是能成千倍地提高體內(nèi)抗凝血酶(AT, antithrombin)的活性。 AT屬于絲氨酸蛋白酶家族,“望文生義”地看也就是可以抑制屬于絲氨酸蛋白酶的凝血因子(如凝血酶、FX和FIX等),但是出于機(jī)體的自我保護(hù)機(jī)制(一旦受傷,需要有效止血防止失血過(guò)多),體內(nèi)的AT活性很弱,需要肝素的輔助才能表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗凝作用。 然而,對(duì)于少數(shù)體內(nèi)不含抗凝血酶的不幸患者,肝素就愛(ài)莫能助了。而華法林的抗凝機(jī)理是拮抗維生素K(凝血因子的谷氨酸羧基化反應(yīng)需要其參與),從而抑制依賴(lài)維生素K的功能性凝血因子的合成,對(duì)已合成或已活化的凝血因子沒(méi)有抑制效力,因此急性抗凝的時(shí)候還是得肝素“大哥”出馬。
臨床上兩大類(lèi)抗凝藥物:肝素和華法林 臨床上,肝素類(lèi)藥物廣泛應(yīng)用于防治血栓類(lèi)疾病、彌散性血管內(nèi)凝血及體外抗凝。 由于肝素是大分子多糖,口服吸收效果差,因此通過(guò)靜脈或皮下注射給藥,這樣一來(lái)就只需要較短的吸收時(shí)間,真是名副其實(shí)的“一針見(jiàn)效”了,所以可用于急性抗凝;而華法林小分子化合物,可經(jīng)口服給藥,服藥90分鐘后,血漿藥物濃度才達(dá)最高值,而真正起效更是需要數(shù)天,較適于長(zhǎng)期給藥。這是因?yàn)樗饕ㄟ^(guò)減少功能性凝血因子的合成,等服藥前體內(nèi)已有的凝血因子耗竭后,才能在體內(nèi)起抗凝效果,而凝血酶原(凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)下游的重要凝血因子)的半衰期為72小時(shí)。 華法林可以口服用藥當(dāng)然比肝素用起來(lái)更方便了,病人就不需要去醫(yī)院打針(或者學(xué)習(xí)自己打針)了。然而,口服也有潛在隱患,一不小心,吃下去的食物就和藥物產(chǎn)生協(xié)同或拮抗效應(yīng)了,使藥效比預(yù)期更強(qiáng)或更弱。 當(dāng)然了,凡事要適可而止,抗凝作用也不例外,因此使用肝素還得遵醫(yī)囑,盡量避免出血的副作用。而正是因?yàn)楦嗡睾腿A法林一快一慢,各有優(yōu)缺點(diǎn),在臨床上,它們也常常“雙劍合璧”配合起來(lái)對(duì)付血栓(風(fēng)險(xiǎn))。例如,在華法林給藥后尚未起效的時(shí)間段里,先注射肝素抗凝,等華法林發(fā)揮藥效時(shí),肝素便功成身退。 3. 青出于藍(lán)勝于藍(lán) 1970年代,Edward Johnson研究葡萄聚糖分子量與臨床性能的關(guān)系,既然肝素也一樣是異質(zhì)物(多成分、不均勻物質(zhì)),他決定對(duì)肝素進(jìn)行相似的研究,于是用凝膠過(guò)濾的方法分出來(lái)分子量較低的成分——低分子量肝素。 七十年代末期,一些醫(yī)藥公司開(kāi)始對(duì)此研究感興趣,法國(guó)Choay公司(后來(lái)并入Sanofi) 用同樣的方法分離得到分子量為6kD的成分(約為肝素平均分子量的1/3)。然而這種方法浪費(fèi)了三分之二的肝素,為了提高低分子量肝素的產(chǎn)率,其他廠家隨后用不同方式(避免專(zhuān)利糾紛)降解肝素,得到了多種產(chǎn)品。
肝素降解為低分子量肝素示意圖 目前較常用的低分子量肝素有依諾肝素、那屈肝素、亭扎肝素和達(dá)肝素鈉等,相比于肝素,其抗血栓活性更優(yōu),具體表現(xiàn)在生物利用度高,半衰期長(zhǎng),抗凝效果可以預(yù)測(cè)無(wú)需實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè),出血副作用小等,故其適應(yīng)癥也較廣。再后來(lái)人工合成的磺達(dá)肝癸鈉戊糖則起效更迅速,作用更持久,安全性也更佳。 4. 更多活性被研究 早在1979年,Jaques就報(bào)道了肝素的抗凝以外的作用,當(dāng)時(shí)主要關(guān)注其對(duì)炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)。此后,越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)肝素可結(jié)合炎癥相關(guān)因子,如細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、粘附因子、細(xì)胞毒性肽和組織降解酶等。相比于華法林最近的回顧性研究新發(fā)現(xiàn),肝素的這些功能已有大量臨床前或臨床研究了。
肝素是個(gè)多面手,有很多活性,是個(gè)經(jīng)典的天然產(chǎn)物藥物 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),肝素給藥對(duì)肺部炎癥、腹腔炎癥、支氣管過(guò)敏反應(yīng)和缺血-再灌注損傷模型等具有保護(hù)作用。此外,臨床上也發(fā)現(xiàn),在一定劑量下,肝素對(duì)哮喘、鼻炎和炎癥性腸病等具有療效,且無(wú)出血副作用。但為了安全起見(jiàn),人們還是希望找到能特異性抗炎的肝素序列,避免對(duì)止血功能不必要的干擾。 臨床上也將肝素用于癌癥患者預(yù)防靜脈栓塞性疾病,并發(fā)現(xiàn)其可提高存活率,可能存在不依賴(lài)于抗凝的保護(hù)機(jī)制,如抑制乙酰肝素酶和選擇素等,從而抗腫瘤轉(zhuǎn)移。
結(jié)語(yǔ) 肝素自發(fā)現(xiàn)以來(lái),在應(yīng)用和基礎(chǔ)研究上都取得了巨大進(jìn)步。但除了肝素和華法林這兩大類(lèi)外,還有許多后來(lái)研發(fā)或有待研發(fā)的更安全有效的抗凝藥。科學(xué)研究是不斷更新、進(jìn)步的過(guò)程,路漫漫其修遠(yuǎn)兮。 參考資料 1. R Lever, B Mulloy, CP Page, Heparin - A Century of Progress [M],《Springer Berlin》, 2012, 207 (5) 2. E Gonzalez, HB Moore, EE Moore, Trauma Induced Coagulopathy [M], Springer International Publishing , 2016 3. H Katherine, L Michael, HO Sean, Anticoagulation drug therapy: a review [L], West J Emerg Med, 2015: 16(1) p11-17 4. 李沐梓:華法林的應(yīng)用中,你需要注意這些問(wèn)題,醫(yī)學(xué)界心血管頻道,鏈接:http://mp.weixin.qq.com/s/eePx-NDzVe8mK9bXspsOfQ 5. 孫學(xué)軍:曾經(jīng)的滅鼠藥,不僅能預(yù)防心臟病,也是抗癌神藥,科學(xué)網(wǎng),鏈接:http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=41174&do=blog&id=1084325 |
版權(quán)所有 Copyright © 2002-2025 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所,All Rights Reserved 【滇ICP備05000394號(hào)】
地址:中國(guó)云南省昆明市藍(lán)黑路132號(hào) 郵政編碼:650201
點(diǎn)擊這里聯(lián)系我們