低分子质量肝素研究进展

【关键词】  肝素；分子结构; 治疗学；综述

   低分子质量肝素（LMWH）是由普通肝素裂解后产生的片段, LMWH出现使血栓性疾病的预防和治疗有了较大的改观。LMWH与未分级肝素相比，具有如下优点：①选择性强,对动脉和静脉血栓形成有较强的抑制作用,在抗血栓剂量下,凝血时间无明显改变； ②抗血栓作用显著增强； ③人体药动学性质显著改善；④临床疗效确切,使用安全方便,对血小板的副作用小［１］。近年来，LMWH的基础研究及临床应用有了很大进展，LMWH在临床上主要用于预防静脉血栓、不稳定型心绞痛（UAP）和其他血液高凝状态的疾病, 除了具有抗凝活性及其相关的抗血栓生成活性以外, 近来还发现其具有抑制平滑肌细胞增殖、抗炎、抗肿瘤及抗病毒等生物学功能。本文就LMWH作用机制、制备方法、临床应用等方面作一综述。

    1  LMWH的结构与作用机制

    1.1  肝素及LMWH的化学结构与抗凝活性肝素是由糖醛酸（L-艾杜糖醛酸,IdoA 和D-葡糖醛酸,GlcA） 和己糖胺（α-D-葡糖胺,GlcN） 以及他们的衍生物双糖单位连接而成的不均一多糖。结构单位Ⅰ为五糖序列，结构单位Ⅱ为三硫酸双糖单位。肝素分子结构大体可分为两类:1类主要由结构单位Ⅱ组成,形成分子中的规则区,与抗凝血酶Ⅲ（ATⅢ） 亲和力低,不仅能活化肝素辅助因子及中和肝素抑制因子,且与肝素的脂蛋白脂肪酶活性密切相关;2类含结构单位Ⅰ部分,形成分子内的不规则区,并含有一定量的结构Ⅱ组成的规则区。不规则区与ATⅢ有较强亲和力。2 类又可分为2A 和2B 两个亚类。2A 亚类相对分子质量低于5 000,分子长度小于18个糖单位,具有抗FⅩa 活性;2B 亚类长度大于18个糖单位,既有抗FⅩa 活性又有抗FⅡa活性。未分级肝素（UFH）中1 类约占60%、2类约占33%,2B 亚类在2 类中约占90%;而在LMWH 分子中,1 类约占75%、2 类约占25%,且多数属于2A 类,只有少量的2B 类。故LMWH抗FⅩa 活性强而抗F Ⅱa 活性弱［2］。现在已知肝素抗凝作用主要是靠与ATⅢ和F Ⅱa 形成三元复合物,使ATⅢ能有效灭活凝血酶。肝素分子中能结合ATⅢ的位点为一个五糖的特殊序列,含五糖序列的肝素链与ATⅢ具有高度亲和性,并且诱导构象变化，从而激活ATⅢ［3］。肝素五糖与抗凝血酶的结合包含两个步骤, 五糖序列中非还原端三硫酸双糖序列先与ATⅢ形成一个低亲和性的识别复合物, 诱导ATⅢ构象变化导致高亲和性复合物的形成。ATⅢ 激活构象的变化涉及到肝素结合部位结构的改变, 主要是其活性中心环由一个部分埋藏的构象转化为一个完全暴露的构象。ATⅢ对Ⅹa 的抑制只需要构象的变化, 因而只需五糖序列, 而对Ⅱa 的抑制不仅需要五糖序列, 至少还需要五糖序列附近的13 个糖残基, 这样长度的肝素链才能作为桥梁, 使ATⅢ与Ⅱa 结合形成一个三元复合体, 加速对Ⅱa 的抑制［4,5］。因而, 聚合度小于18 的肝素, 在抗Ⅱ a 及通用的抗凝检测上活性很低［6］。而Ⅹa 抑制的增强, 只需要ATⅢ构象的变化, 并不需要Ⅹa的结合［5］。因而聚合度小于18 的肝素及合成的肝素五糖具有很高的抗Xa 活性, 但不能通过ATⅢ 增强对Ⅱa的抑制［6］。根据上述机制制成的LMWH,含有各种聚合度大于18 和低于18 的不同肝素分子的混合物, 具有较强的抗Ⅹa 作用和较弱的抗Ⅱa 作用, 其体外特性常以抗Ⅹa与抗Ⅱa比值表示, 其值越大, 表示抗血栓作用越强, 出血倾向越小。由于LMWH具有更高的抗Ⅹa与抗Ⅱ a 比值, 减少了由完整肝素的抗凝活性带来的出血及血小板减少等负作用, 成为新一代抗栓良药。

    2  LMWH的制备LMWH的制备方法大体上可分为物理分离法和化学裂解法。物理分离法包括:有机溶剂分级沉淀法、凝胶色谱法、亲和色谱法、离子交换色谱法和超滤法等。物理分离法具有不改变原料结构,保留较高生物活性的特点。但由于低分子成分在UFH中的含量较低,物理分离法收率低,不适宜工业化生产。化学裂解法包括:亚硝酸降解法、过氧化氢降解法、β2消除降解法、酶降解法等。化学裂解法生产工艺简单,成本低廉,产品质量易于控制,常用于工业生产。

    3  临床应用

    3.1  脑卒中的治疗抗血栓治疗可以减少急性脑卒中病人深部静脉血栓的发生。缺血性脑卒中的临床发病率较高，但目前尚无成熟的治疗方案来防止脑梗死的发生及其神经功能的丧失。近年来，国内外采用LMWH治疗缺血性脑卒中（脑梗死）的临床研究不断增多。吴笃初等［7］应用低分子右旋糖酐作基础治疗，治疗组加用LMWH，采用卒中评分法在用药1个月后进行总评价。结果显示，治疗组的总有效率（90.3%）明显高于对照组（64.5%）。起病24 h内开始LMWH治疗的显效率（84.2%）优于起病24～48 h才开始LMWH治疗的显效率（41.7%），未发现出血倾向。该研究表明，在失去溶栓治疗时机后，可以进行抗凝治疗，并且越早越好。抗凝血治疗可降低如凝血酶-抗凝血酶Ⅲ复合物及凝血酶原片段指标，改善高凝状态，抑制血栓形成及血管进一步阻塞，改善侧支循环，起到抢救缺血半暗区、改善神经系统功能缺损的作用。还有人采用LMWH治疗56例脑梗死，随机分为两组，常规组治疗（甘露醇、胞二磷胆碱等）和常规加用LMWH组，结果治疗30 d后经头颅CT或MRI评测，LMWH组病灶明显减少，治疗后3个月，LMWH组的治愈率、总有效率分别为28%和97%，而对照组为7%和56%，差异有显著意义（P<0.05）;神经功能缺损评分及生活能力状态评分明显降低，与对照组比较有明显差异（P<0.01）［8］。最近的研究表明，LMWH在预防脑梗死溶栓后血管再闭塞中可以发挥较好的作用，可使血管再闭塞引起的梗死体积缩小，且副作用比UFH小得多。新型抗凝药LMWH有良好的抗血栓作用、高生物利用度、无出血倾向等药理特性，使其在缺血性脑卒中及其并发症的防治方面得到广泛应用［9,10］。

    3.2  UAP的预防和治疗UAP是介于稳定型心绞痛和急性心肌梗死之间的临床状态，病情较重，预后较差，冠状动脉病理学研究显示,UAP的发生和发展与动脉粥样斑块破裂、内膜出血和缩血管物质的释放有关 ［11］。UAP病人冠状动脉腔内血栓形成发生率约为80%～90%，因此，抗凝、抗血栓治疗UAP日益受到重视。LMWH的生物利用度高，易被内皮吸收，导致组织纤溶酶原激活因子增多，具有抗Xa活性，通过抑制凝血酶的生成而发挥作用，有明显的溶解血栓作用（血栓的形成是引起心肌梗死的直接原因）。吴铿等［12］的研究表明,LMWH具有降低目前最强的缩血管物质血浆内皮素（ET）的作用。陆红斌［13］把100例UAP病人随机分为常规组（应用硝酸异山梨酯、硝苯地平、阿司匹林、复方丹参注射液治疗）和治疗组（在常规组治疗基础上加用LMWH），结果显示临床症状改善的显效率和总有效率治疗组为82.1%、92.9%，常规组为54.6%、63.6%，差异有显著性（P<0.01），心电图改善总有效率分别为80.4%、50.0%（P<0.01）。丁晓梅等［14］ 对58例UAP病人的治疗对照显示,治疗组心绞痛发作频率减少，发作间隔时间延长，心电图及动态心电图显示心肌缺血明显减少,与对照组和治疗前比较，差异有显著意义（P<0.01），未见明显副作用。谢富兰等［15］ 研究证实,LMWH可通过降低血液黏度改善微循环，从而改善UAP的临床症状，而出血副作用不明显。抗凝疗法治疗UAP是近年来兴起的一种有效方法，对严重心绞痛，尤其是心肌梗死的高凝状态有显著疗效，LMWH 因不与血浆蛋白结合，有稳定的剂量效应和无出血副作用，在急性冠状动脉缺血治疗中具有较大的潜力和应用价值。

    3.3  血液透析（HD）中的应用HD中目前国内使用最普遍的抗凝剂是UFH，但在国外LMWH取代UFH较为普遍，因为UFH存在严重的出血倾向，且生物利用率低，个体差异大，易诱发血小板减少等副作用。国内外研究证实，与UFH相比，LMWH的半衰期较长，与AT-Ⅱ结合力不变甚至加强，使FⅩa活性增加，对凝血酶Ⅱa、Ⅻa抑制作用减弱，对血小板聚集功能影响较小，不明显增加出血危险性。出血并发症一直是抗凝血治疗中的难题，UFH能达到充分抗凝血效果，但作用时间短并增加出血危险性。尤其是伴活动性出血的尿毒症病人进行HD，UFH为禁忌。无肝素HD疗法需要较大血流量，否则易造成体外循环中血液凝固，如活动性出血或围手术期病人往往血压偏低，难以保证血流量的要求，导致无肝素HD失败［16］。随着新型抗凝剂LMWH的成功开发，现已广泛应用于临床，袁利等［17］对伴有活动性出血的急慢性肾衰竭病人在HD中应用LMWH抗凝治疗，结果显示，体外循环凝血率LMWH组（40 U/kg）明显低于UFH组（60 U/kg）;LMWH组无出血发生，UFH组有4例出血复发。还有一些专家把LMWH与UFH作对照得出与上面一致的结论。故每次HD前，用LMWH单剂量静脉注射，安全有效，能增加透析器复用次数［18］。故LMWH是血透中的理想抗凝剂。

    3.4  肾病综合征（NS）的治疗NS是以低蛋白症、高脂血症及严重水肿为特征的临床征候群，常伴有高凝状态和血栓形成。而血栓形成严重影响NS病人的预后，长期以来，UFH抗凝治疗NS虽有一定效果，但其副作用使UFH在NS中的应用受到很大限制。夏正坤等［19］报道36例NS病人，认为LMWH配合其他药物能促使NS缓解，降低高凝状态，且无副作用，在NS中应用是安全有效的，可阻止病情恶化，减轻或减少血栓并发症的形成，是弥补UFH副作用的理想抗凝药物。

    3.5  经皮冠状动脉成形术（PTCA）术后再狭窄的预防   PTCA术后再狭窄的发生率可达30%～40%，其原因可能为PTCA术时，由于球囊扩张，血小板和凝血系统激活，产生大量血小板源生长因子等活性产物，刺激血管平滑肌细胞过度增生，并迁移沉积到内膜下及细胞间基质，导致术后冠状动脉再狭窄。LMWH可以抑制凝血酶生长，阻止血栓形成阻塞血管，还可直接作用于血管平滑肌细胞，抑制其增生，从而起到预防PTCA术后再狭窄的目的，这在PTCA的动物实验中已得到证实。然而也有临床研究未能证实，其原因可能与使用的剂量、方法等有关，其确切的临床效益有待于进一步研究、应用。

    4  LMWH制剂的研发动态目前，LMWH 脂质纳米粒、LMWH 滴鼻剂和LMWH舌下含片的研究均取得一定进展［21］，这将使LMWH的临床应用更加广泛。LMWH具有抗凝、抗血栓的双重作用，又无出血副作用，使用安全方便，疗效显著，被认为能抑制冠状和外周动脉硬化的形成，对血栓起到治疗作用，在欧洲基本上取代了UFH。在国内，LMWH的用途还没有得到很好的开发与应用，结合临床实践，研制理想相对分子质量及理想分子质量分布的LMWH和超LMWH具有重要意义。随着制药工业的迅速发展，LMWH口服和外用剂型的研制成功，LMWH的抗凝、抗血栓作用会更加突出，临床应用会更加广泛。

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作者单位：（1 胶南市经济开发区医院，山东 胶南 266400； 2 青岛大学医学院附属医院药剂科，山东 青岛 266021）