不同溶栓藥的分子結構差異及藥理學特性比較

袁世加

（秀山土家族苗族自治縣人民醫院藥學科，重慶 409900）

0 引言

隨著生活水平改變及老齡化社會加快，血栓性疾病越來越成為嚴重威脅人類生命的健康問題。常見的有肺血栓栓塞癥、深靜脈血栓栓塞癥等靜脈血栓栓塞癥及急性心肌梗死、腦卒中等動脈血栓栓塞癥。及時的血管再灌注治療可以挽救相應器官，也直接影響患者預后[1]。近年來隨著新型溶栓藥的出現，供臨床醫生應用的藥物選擇性更多，但他們可能并不對每一種藥物有深入的了解。

1 溶栓藥的發展歷程

溶栓治療歷史最早要追溯到1933年，Tillet和Garner處理血液標本時偶然發現溶血型鏈球菌產生一種可以降解纖維蛋白的物質，后來研究者將這種來源于鏈球菌的物質稱為鏈激酶，但真正大規模用于臨床是在20世紀70年代以后[2-3]。按其發展過程可大致分為3代：

1.1 第一代溶栓藥

無纖維蛋白特異性，始于20世紀60年代，典型代表為SK（鏈激酶）、UK（尿激酶），作用機制不完全相同，SK不直接激活激活Pg(纖溶酶原)，而UK可以直接使Pg之轉變為具有Pm(纖溶酶)從而溶解纖維蛋白[4]。

1.2 第二代溶栓藥

為解決第一代溶栓藥無纖維蛋白特異性問題而產生，始于20世紀70年代后期，現以重組組織型纖溶酶原激活劑(rt-PA)為代表，如阿替普酶[5]。

1.3 第三代溶栓藥

始于20世紀90年代，是利用現代分子生物學和生物工程技術對t-PA分子進行結構改造，通過敲出某些特定的氨基酸，達到增強纖維蛋白選擇性、延長半衰期及增強溶栓的目的[6]。

2 溶栓藥的溶栓機制

通常情況下，血栓溶解需Pg在激活物的作用下生成Pm，Pm繼而將纖維蛋白分解為可溶性產物，達到溶栓目的。人體有兩種內源性纖溶酶原激活物，即組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)和單鏈尿激酶纖溶酶原激活劑(scu-PA)[7-8]，溶栓藥是模擬生理性PA發揮溶栓作用。

3 溶栓藥的溶栓特性

（1）溶栓藥對纖維蛋白的特異性是決定溶栓治療最重要的藥理學特性。溶栓藥對纖維蛋白選擇性越高，溶栓的特異性就越高，全身出血風險就越低。

（2）溶栓藥第二個特性就是半衰期，半衰期偏長增加出血風險，偏短需持續給藥，合理的半衰期既保證療效又帶來使用的方便性。

（3）溶栓藥第三個特性是對I型纖溶酶原激活物抑制劑(PAI-1)的抗性，PAI-1是纖溶系統的主要生理抑制劑，可與t-PA和scu-pA特異性結合，使二者迅速失活，從而發揮抗纖溶作用。溶栓藥對PAI-1抗性低，會導致藥物到達血栓部位出現對溶栓效果的中和作用，而降低溶栓效果。

4 溶栓藥的代表

如前所述，除依據研發時間先后將溶栓制劑分為三代外，還根據是否對纖維蛋白有選擇性，將溶栓藥分為非特異性和特異性纖溶酶原激活劑兩大類。

4.1 第一代溶栓藥：尿激酶（UK，非特異性纖溶酶原激活劑）

1951 年Willams從尿中發現尿激酶，由人腎細胞合成并可從尿液中提取的一種蛋白水解酶，所以稱之為尿激酶，現多采用基因工程技術合成，由兩條肽鏈組成，分子量54000。以前有人認為尿激酶有不同分子量形式，其實低分子量（32000）的尿激酶實際上是高分子量54000尿激酶的酶解產物。尿激酶通過水解纖溶酶原中的Arg560-Val561肽腱，將血液循環中的纖溶酶原激活為纖溶酶[9]。

注射用尿激酶：410個氨基酸組成的雙鏈絲氨酸蛋白酶。

特點：①對纖維蛋白無特異性，由于溶栓時不需纖維蛋白作輔因子，而是直接將Pg轉變成Pm。可使無論循環中的還是已結合的Pg都被轉變成Pm，從而產生過量的Pm，過量的Pm不加區別地消化所有纖維蛋白原，形成全身性纖溶狀態，增加病人的出血。②作用半衰期短，血漿半衰期≤20分鐘。③血管開通率較低[10]。

應用：價格低廉，在基層醫療機構應用較多。

注意：溶解新鮮血栓，對已機化的陳舊血栓無效。

因此，以特異性纖溶酶原激活劑為重點的第二代溶栓藥應運而生。

4.2 第二代溶栓藥：阿替普酶、尿激酶原（特異性纖溶酶原激活劑）

4.2.1 組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)

1983 年，Collen解釋了t-PA對纖維蛋白特異性的分子基礎：纖維蛋白血栓形成是由纖維蛋白賴氨酸側鏈相互連接而成，而Pg對于賴氨酸側鏈連接結構具有很強的親和力，因此在血栓周圍聚集有大量的Pg，t-PA激活Pg過程中需通過纖維蛋白表面的環狀纖維橋作為輔助，也就是說t-PA溶栓需纖維蛋白參與，游離的Pg不會被激活。同時，從血栓表面脫落進入循環中的Pm，因暴露出賴氨酸結合部位而被α2-抗纖溶酶迅速結合而失活。所以理論上t-PA只引起局部溶栓而不產生全身性纖溶狀態[11]。

阿替普酶(rt-PA)：是用基因工程技術制備的重組t-PA，由527個氨基酸組成的單鏈絲氨酸蛋白酶，見圖1。

4.2.2 單鏈尿激酶型纖溶酶原激活劑(scu-PA)

尿激酶原是Berink[13]首次在組織培養中發現，隨后又被Husain[14]等人從尿中純化出，但直到1981年才被Wun[15]等證明它是尿激酶的前體。

1973 年首先在組織培養液中發現了尿激酶原，接著1979年從尿中純化出一種新的高分子的單鏈尿激酶，1981年，所以稱它為尿激酶原( prourokinase,pro-UK )。國際血栓形成和止血委員會將其稱為單鏈尿激酶型纖溶酶原激活劑。

同t-PA一樣，作為生理性纖溶酶原激活劑，僅作用于與血栓結合的Pg。但在纖維蛋白選擇性和溶栓機制上，兩者略有不同，pro-UK本身對纖維蛋白的結合力較弱，結合錢無活力，而一旦與血栓中纖維蛋白結合后，其激活纖溶蛋白酶原的能力增加500倍以上；另外，纖維蛋白原降解后才能暴露羧基端的賴氨酸殘基，與其結合的Pg才會被pro-UK活化，因此兩者是結合不同位點的Pg[16-17]。

注射用重組尿激酶原（rhPro-UK）：是用基因工程技術制備的重組尿激酶原，由411個氨基酸組成的單鏈絲氨酸蛋白酶[16]，見圖2。

在Lys158-Ile159間（下圖箭頭所示處），該肽鏈可被纖溶酶、胰蛋白酶、激肽釋放酶等水解成A、B兩條鏈，水解后接著將A鏈羧基端158位點的賴氨酸殘基除去，最終A鏈由第1～157位氨基酸殘基組成，B鏈由第159～411殘基組成，A、B兩條鏈間由Cys148和Cys279之間的二硫鍵相連組成雙鏈UK，由此pro-UK就被轉變成為具有高催化活性的尿激酶。

圖1 阿替普酶[12]

圖2 尿激酶原[16]

總的來說第二代溶栓藥雖然在特異性得到提高，但溶栓藥另外兩個特性仍舊不能令人滿意，于是注重安全、有效、與更為簡便的給藥操作的第三代溶栓藥誕生了。

4.3 第三代溶栓藥

替奈普酶（TNK-tPA）：TNK-tPA平面結構圖如圖3[12]，是t-PA 的三倍體變異，分別是T、N、K三個位點的改變(圖4)[18]。

圖3 替奈普酶[12]

TNK-tPA是t-PA的多點變異產物，即103位點天冬酰胺替代蘇氨酸，半衰期延長到20min以上，可實現5-10單次靜脈推注；117位點的谷氨酰胺取代天冬酰胺，特異性增強10-14倍，極少消耗纖維蛋白原；296-299位點4個丙氨酸分別取代賴氨酸、組氨酸、和2個精氨酸，抗PAI-1能力增強80 倍[19-20]。

5 總結

總之理想的溶栓藥應該具有溶栓高效、再通率高、安全無免疫原性、纖維蛋白原選擇性強、半衰期長、用藥次數少、價格合理等優點，近年隨著分子生物學和生物工程技術的應用，新型溶栓藥在逐步改善傳統溶栓藥的缺點，但仍然面臨部分患者用藥后出現顱內出血的嚴重并發癥，以及仍未突破溶栓時間窗窄的缺點。尤其meta分析[26-27]并未發現二三代溶栓藥之間有顯著性差異，因此，未來的研究仍需以設計出更加完美的溶栓藥為目標。

圖4 阿替普酶與替奈普酶的氨基酸序列差異[18]

表1 四種溶栓藥的各種特性總結[20-25]