孟 梅 李紀鋼 王海賀(.巴彥淖爾市醫院 巴彥淖爾 05000 .巴彥淖爾市藥品檢驗所 巴彥淖爾 05000)
靶向性抗血栓藥物的研究進展
孟梅1李紀鋼2王海賀1(1.巴彥淖爾市醫院巴彥淖爾015000 2.巴彥淖爾市藥品檢驗所巴彥淖爾015000)
由于血栓栓塞性疾病高發病率和高致死率,人們對其發病機制研究與認識的不斷深入,大量的新型抗血栓藥物不斷涌現。本文通過查閱大量文獻,對目前研究抗血栓藥物的主要靶點凝血酶、Xa因子、血小板GPlIb/IIIa受體和二磷酸腺苷受體及各自的代表藥物進行論述,為開發研究靶向性抗血栓藥物提供理論依據。
血栓 血栓形成 ADP受體拮抗劑 替格瑞洛
目前,心血管疾病已成為全球死亡和殘疾的主要原因,2008年,全球約有1730萬人死于心腦血管疾病[1]。中國衛生部公布的第三次全國死因調查結果顯示,被心腦血管疾病奪走生命的人數已占22.5%[2]。血栓栓塞性疾病是由各種內在和外在因素導致動脈和靜脈血管內形成血栓或栓塞,并進一步導致組織和器官功能受損的病理過程。它是心腦血管疾病之一,臨床非常常見,也是多種其余心腦血管疾病的病因和并發癥。血栓一旦形成往往造成不可逆的嚴重后果,因此,開發價格低廉、安全有效的抗血栓藥物現已成為藥物工作者的首要任務。
1.1血栓的定義及分類:血栓(thrombus)是指血液成分在血液流動過程中,在血管或心臟內膜表面形成的一種半凝塊狀物質[3]。在可變的流體依賴型中,血栓由不溶性纖維蛋白,沉積的血小板,積聚的白細胞和陷入的紅細胞等成分組成。
根據部位和血栓組分的不同,血栓可分為:①白色血栓:發生于血流速度較快的部位(如動脈、心室),主要由血小板組成,纖維素和紅細胞含量相對較少;②紅色血栓:發生在血流極度緩慢或者停止之后,由纖維蛋白和紅細胞組成;③混合血栓:常表現為一個血栓不斷形成的過程,在二尖瓣狹窄和心房纖維顫動時,左心房內形成的血栓就是混合血栓;④透明血栓:主要由纖維素構成,這種血栓發生于微循環小血管內,只能在顯微鏡下見到,故又稱微血栓[4]。
按血管種類可分為動脈性、靜脈性及毛細血管性血栓[4]。
1.2血栓的形成:血栓形成(thrombosis)是指在一定條件下,循環血液中有形成分在血管內形成栓子,造成血管部分或完全堵塞,相應部位供血障礙的病理過程[5~6]。
血栓形成是一個極為復雜的過程,根據其先后發生的順序,可將血栓的形成分為血管收縮、血小板血栓形成和血液凝固三個時相,如圖1所示。
1.3血栓對機體的影響[7]:血栓的形成對破損的血管有阻塞裂口和止血的作用,這是對機體有利的一面。在某些病理情況下,如肺結核空洞壁和慢性消化性潰瘍底部的血管,在病變侵蝕前已形成血栓,避免了因這些血管損傷而造成大出血的可能性。因此,在一定條件下,血栓形成可看作是機體的一種防御性措施。但多數情況下血栓形成對機體造成不利的影響,主要有:
1.3.1阻塞血管:血栓形成對機體的危害主要是阻塞血管,引起血液循環障礙。其影響的大小,取決于血栓發生的部位、阻塞血管供血的范圍、阻塞的程度以及能否有效地建立側枝循環等因素。如動脈血栓引起腦梗死;心冠狀動脈血栓引起心肌梗死;血栓閉塞性脈管炎引起患肢的梗死等。靜脈血栓形成易引起局部淤血、水腫、出血,甚至壞死。如腸系膜靜脈血栓可引起腸的出血性梗死等。
1.3.2栓塞:血栓的整體或部分脫落形成栓子,隨血流運行可引起栓塞。若栓子內含有細菌,可引起敗血性梗死或膿腫形成。
1.3.3心瓣膜變形:患有風濕性內膜炎和感染性內膜炎時,心瓣膜上反復形成的血栓發生機化,可使瓣膜增厚變硬、瓣葉之間粘連,造成瓣膜口狹窄;瓣膜增厚、蜷縮,腱索增粗縮短,引起瓣膜關閉不全。
1.3.4廣泛性出血:血栓引起的出血見于彌漫性血管內凝血,微循環內廣泛性透明血栓形成,可引起全身廣泛性出血和休克。
理論上講,參與血栓形成過程中的任何一種酶、受體等都可作為抗血栓藥物的作用靶點,但目前研究較多的主要有凝血酶、Xa因子、血小板GPlIb/IIIa受體、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)受體等。
2.1凝血酶:凝血酶是在19世紀末期由蘇格蘭的一位生理學家發現并命名的,它是機體凝血系統中的天然成分,是參與凝血過程各個環節反應的關鍵酶。凝血酶由308個氨基酸組成,是一個雙鏈分子,含有A鏈和B鏈,兩鏈間由二硫鍵連接,其中A鏈對凝血酶整體結構的功能完整性起穩定作用,B鏈是其活性位點所在的部位,同時包括酶具有的功能結構域[8]。
凝血酶在體內以凝血酶原形式存在,在凝血過程中,凝血酶原復合物將其激活而轉變為具有絲氨酸蛋白酶水解活性的凝血酶。凝血酶在血液的凝結過程中起著重要作用,故對其在疾病治療中作用的研究,受到廣泛重視。
2.2 Xa因子:Xa因子是一種胰島素樣的絲氨酸蛋白酶,是其前體X因子的活性蛋白酶,由一條輕鏈和一條重鏈組成,兩條鏈通過二硫鍵連接[9]。在凝血酶原轉化為凝血酶的過程中,Xa因子處于連接內源性和外源性激活途徑共同通路的中心位置(如圖2所示),故Xa因子抑制劑既能阻斷內源性凝血的發生亦能抑制外源性凝血的發生。由于在這一過程中還存在生物信號的放大,估計一個Xa因子抑制劑分子能抑制138個凝血酶分子的生理效果。此外,使用Xa因子抑制劑比使用凝血酶抑制劑的出血風險小,因此,Xa因子現已成為開發抗凝血藥的一個關鍵靶點。
2.3血小板GPlIb/IIIa受體:血小板GPlIb/IIIa受體是一種膜結合蛋白,是血小板含量最豐富的膜糖蛋白,配體主要是纖維蛋白原、血管性血友病因子,還有玻璃連接蛋白、纖維連接蛋白等[10]。它是纖維蛋白原受體,由α和β兩個亞單位組成的異二聚體,有激活劑的存在下,血小板活化并導致GPlIb/IIIa受體的空間構象發生變化,以便與纖維蛋白原等結合,從而誘導血小板發生聚集[11]。通過GPIIb/IIIa受體拮抗劑阻斷血小板聚集的最后共同通路,能有效改善ACS患者的心肌缺血,降低心肌梗死發生率及死亡率,且僅在血小板以及巨噬細胞譜中發現GPIIb/IIIa受體,這一特點使其具有特異性治療,減少發生廣泛的副作用。
2.4 ADP受體:血小板表面有3種嘌呤受體:P2X1、P2Y1和P2Y12。P2X1屬于配體門控通道,它可以被ATP激活,引起細胞外Ca2+的快速內流,使血小板的形狀發生改變,但其對血小板的聚集影響相對較小。P2Y1和P2Y12是兩個G蛋白偶聯受體,均可被ADP激活,其中P2Y1偶聯Gq蛋白,激活后,引起血小板形態改變和可逆的聚合;P2Y12偶聯Gi蛋白,抑制腺苷酸環化酶,引起持續的血小板聚集,但不發生形狀的改變。P2Y1和P2Y12需要同時激活才能獲得正常ADP誘導的血小板活化和聚集。由于P2Y12只在血小板和腦中表達,比P2Y1更具有組織選擇性,P2Y12是一個更具有吸引力的靶點[12]。嘌呤核苷酸受體的作用模式如圖3所示:
隨著血栓形成機制的進一步闡明,針對血栓形成的生化途徑,藥物化學家開發了很多抗血栓的藥物,但在眾多的抗血栓藥物中,靶向藥物的開發是重點和熱點。
3.1凝血酶抑制劑:目前使用的凝血酶抑制劑主要有間接凝血酶抑制劑和直接凝血酶抑制劑兩類。
3.1.1間接凝血酶抑制劑:間接凝血酶抑制劑主要包括肝素和硫酸軟骨素B。肝素通過與抗凝血酶結合而發揮作用,經過修飾得到的低分子量肝素作為預防和治療靜脈血栓的藥物已被廣泛使用,由于低分子量肝素具有可預測性、不需藥后觀察,被廣泛應用于醫院外病人,在治療間歇性心絞痛方面具有獨特的療效。硫酸軟骨素B主要通過激活肝素輔因子Ⅱ發揮抗凝作用[14]。
3.1.2直接凝血酶抑制劑:新型的直接凝血酶抑制劑不依賴體內的抗凝血酶,直接與凝血酶結合使其滅活,分為二價抑制劑和一價抑制劑。二價直接凝血酶抑制劑包括水蛭素和水蛭肽,可同時作用于凝血酶的活性部位和底物識別部位;一價直接凝血酶抑制劑為合成的小分子化合物,以阿加曲班為代表,這類藥物只作用于凝血酶的活性部位[15]。代表性的凝血酶直接抑制劑有Bivalirudin、Ximelagatran、Dabigatran Etexilate Capsules。
3.2 Xa因子抑制劑:目前已上市或者已進入臨床后期的Xa因子抑制劑有很多,其中具有代表性的包括Fondaparinux、Rivaroxaban、Apixaban和Otamixaban等[16]。
磺達肝癸鈉(Fondaparinux),是賽諾菲和歐加農公司合作開發的一種新型抗血栓藥物,2001年12月通過FDA認證,用于降低骸骨折或骸及膝關節置換整形術后的血塊凝集危險,是首個獲準用于上述手術的合成抗凝藥物[17]。
利伐沙班(Rivaroxaban),是由拜耳公司和強生公司聯合開發的小分子口服抗凝藥,可直接抑制凝血因子Xa,不需血漿輔助因子的參與就可發揮凝血調節作用,且對凝血過程中的相關絲氨酸蛋白酶不產生干擾[18]。2011年7月美國FDA批準該藥用于預防膝或髖關節置換手術患者深靜脈血栓形成,利伐沙班其他適應癥的臨床試驗正在進行中[19]。
阿哌沙班(Apixaban,)是百時美施貴寶公司和輝瑞公司聯合研制的抗栓藥,屬于氨基苯并吡唑類化合物,是一種高選擇性、可逆的凝血因子Xa抑制劑,口服有效,臨床前研究和Ⅰ期臨床研究結果顯示該藥具有較好的抗血栓作用,安全性和耐受性良好[20]。2012年,阿哌沙班作為針對房顫引發卒中的抗凝藥物在美國批準上市。
奧米沙班(Otamixaban),是由賽諾菲-安萬特公司研制的一種直接的Xa因子抑制劑,它起效迅速,半衰期短。臨床研究顯示,與普通的低分子肝素鈉相比,本品不會增加正在接受非緊急經皮冠狀動脈介入術的患者嚴重或輕度出血的風險。目前,一項對本品治療不穩定心絞痛療效進行評價的Ⅲ期臨床研究正在進行[21]。
3.3血小板GPlIb/IIIa受體拮抗劑:血小板GPlIb/IIIa受體拮抗劑目前主要有單克隆抗體Fab片段類、合成肽類和非肽仿生物類。此類藥物尚缺乏大量臨床使用經驗,使用中需注意最佳給藥策略、區別藥物相對效果及安全性和最佳效益監測,還需要觀察其臨床表現。主要有單克隆抗體Fab片段類的阿昔單抗(Abciximab)、合成肽類的依替巴肽(Eptifibatide)及非肽仿生物類的替羅非班(Tirofiban)。
3.4二磷酸腺苷(ADP)受體拮抗劑:ADP受體拮抗劑一直是抗血栓藥物開發的熱點,目前臨床上開發較多的ADP受體拮抗劑主要有P2Y1受體拮抗劑和P2Y12受體拮抗劑。
3.4.1 P2Y1受體拮抗劑:ADP類似物A2P5P和A3P5P是選擇性的P2Y1受體阻滯劑,但是抑制作用不強,臨床應用價值小,其后又有藥物化學家開發了2'-脫氧核糖核苷酸衍生物(MRS系列),如MRS2179、MRS2216等,在體內外都有很強的抗血小板聚集作用[22]。
3.4.2 P2Y12受體拮抗劑:根據受體與抑制劑結合方式,P2Y12受體抑制劑分為可逆性和不可逆性P2Y12受體抑制劑兩大類:
3.4.2.1不可逆的P2Y12受體拮抗劑:不可逆的P2Y12受體拮抗劑,通常又稱為噻吩吡啶類抗血栓藥,均為前體類口服藥物,對P2Y12受體起不可逆抑制作用。其代表藥物分別有Ticlopidine、Clopidogrel和Prasugrel等。
噻氯匹定(Ticlopidine),是第一代噻吩吡啶類抗血栓藥,于1978年由法國賽諾菲(Sanofi)公司開發,1991年在美國批準上市,商品名為抵克力得,是一種強效的血小板抑制劑,主要用于不能耐受阿司匹林的患者。但近幾年由于其存在明顯的骨髓抑制等副作用,現已基本被其他藥物代替[23]。
氯吡格雷(Clopidogrel),是第二代噻吩吡啶類抗血栓藥,由賽諾菲-安萬特公司開發,1998年率先在美國上市,商品名為波利維,是全球總銷售額過百億美元的藥物。但是隨著其市場的擴大,氯吡格雷的副作用也逐漸凸顯出來,氯吡格雷體內生物轉化率低,大概只有15%的吸收藥物轉化為活性代謝物,個體用藥差異明顯,起效時間晚,且可增加術后出血的風險[24]。
普拉格雷(Prasugrel),是第三代噻吩吡啶類抗血栓藥,由日本第一三共制藥公司和禮來公司聯合開發,2009年上市。與噻氯匹定和氯吡格雷相似,它需在體內轉化為相應的活性形式才能發揮作用,但與氯吡格雷相比,活性代謝物產生更快,濃度更高[25]。
3.4.2.2可逆的P2Y12受體拮抗劑:與噻吩吡啶類抗血栓藥相比,可逆的P2Y12受體拮抗劑不需體內代謝便可產生活性,它們直接與P2Y12受體可逆性鍵合,對ADP引起的血小板聚集有明顯的抑制作用,副作用較小[26]。代表藥物有替卡格雷(Ticagrelor)、坎格雷洛(Cangrelor)和依諾格雷(Elinogrel)等。
替格瑞洛(Ticagrelor),又名替卡格雷,屬于環戊三唑并嘧啶類化合物,是由美國阿斯利康公司研發并于2011年上市的一種具有選擇性的小分子抗凝血藥,能可逆性地作用于P2Y12受體,對ADP引起的血小板聚集有明顯的抑制作用[27]。它可直接競爭抑制P2Y12受體,無需經肝臟代謝為活性代謝物,可快速發揮可逆性抑制ADP誘導的血小板凝集作用。臨床前及二期臨床研究證明與標準劑量氯吡格雷相比,替格瑞洛的血小板抑制水平更高[25]。
坎格雷洛(Cangrelor),是一種ATP類似物,由Medicines公司開發,第一個通過靜脈給藥,無需代謝即可迅速地與P2Y12受體結合發揮藥效。STEP-AMI[24]研究發現,該藥還可以增強組織型纖溶蛋白酶原活化劑的纖溶療效,對于急性心肌梗死,坎格雷洛與t-PA連用,可以增加血管再通率。
依諾格雷(Elinogrel),屬于喹唑啉酮苯磺酰脲類化合物,由美國生物技術公司Portola開發,2009年授權諾華公司做該藥的全球市場開發,是第一個既可口服又可靜脈給藥的ADP受體拮抗劑,臨床I期和II期試驗均顯示依諾格雷口服和靜脈給藥具有良好的耐受性和強大的抗血栓活性[26]。
目前,由于傳統上的抗血栓藥如阿司匹林存在的突發血栓事件和出血等不良反應,促使人們對新型抗血栓藥物的研發,目前研究較多的靶點為凝血酶、Xa因子、血小板GPⅡb/IIIa受體、二磷酸腺苷受體。在臨床治療中,我們應當針對患者的具體情況,實施個體化的治療方案,選擇適合患者的藥物、隨時監測藥物療效、觀察對不同患者不良反應、及時調整治療方案等。隨著人們對抗血栓藥物作用機制靶點的研究,靶向性抗血栓藥物的研究越來越多,我們期待有更優秀的抗血栓藥物涌現,以期在顯著提高抗血栓療效的同時,顯著減少、減輕或推遲心腦血管疾病和外周血管病變導致的嚴重后果,不增加出血風險。
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