注射用血凝酶及其止血作用機制

金有豫(首都醫(yī)科大學(xué)，北京 100069)

注射用血凝酶(hemocoagulase atrox for injection)是含有自巴西矛頭蝮蛇(bothrops atrox)蛇毒的組分血凝酶和磷脂依賴性凝血因子Ⅹ激活物(簡稱Ⅹ因子激活物FⅩa)的蛇毒制劑，其起主要作用的是可廣泛用于需減少流血或止血的各種醫(yī)療情況，如臨床各科室的出血和出血性疾病;也可用來預(yù)防出血，如手術(shù)前用藥，可避免或減少手術(shù)部位及手術(shù)后出血［1］。為了合理使用注射用血凝酶，現(xiàn)將與血凝酶、磷脂依賴性凝血因子Ⅹ激活物和血液凝固等有關(guān)的基本慨念和基礎(chǔ)理論知識簡述如下。

1 血凝酶

1.1 與血凝酶有關(guān)的的幾個基本概念

當(dāng)前，在有關(guān)蛇毒制劑的名稱缺乏規(guī)范化管理而易于混淆，如毒蛇與蛇毒、巴曲酶與血凝酶和去纖酶、血凝酶與凝血酶以及去纖酶與降纖酶等。如不注意，使用時易于出現(xiàn)差錯。為此，下面簡述某些蛇毒制劑名稱的來源及其基本概念。關(guān)于這些情況已向有關(guān)部門反應(yīng)和提出建議，據(jù)稱可能將會對它們進行調(diào)整。

1.1.1 毒蛇與蛇毒:毒蛇按生物學(xué)的分類(界-門-綱-目-科-屬-種)，巴西的矛頭蝮蛇的學(xué)名為Bothrops atrox(由Linnaeus于1758年命名)，它生長于南美洲安第斯山脈的熱帶低地，見表1。蛇毒的作用具有多樣性，可分為神經(jīng)毒、血液毒(促凝、抗凝)、混合毒。

表1 毒蛇的命名

1.1.2 蛇毒與巴曲酶:1936年，奧地利維也納學(xué)者V.Klobu Sitzky和其同事Konig用硫酸銨、醋酸鉛沉淀法及透析法的專利方法從巴西矛頭蝮蛇(bathrops atrox)的毒液中分離、提純而得到一種高純度酶纖維蛋白原促凝蛋白酶(fibrinogen coagulant proteinase)，原定名為凝酶(coagulase)。其后WHO根據(jù)它來自Bathrops atrox的特點，以毒蛇學(xué)名屬、種的起始字母，將它的國際非專利名稱定為batroxobin，我國將它音譯，作為中國藥品通用名稱為巴曲酶。

巴曲酶的作用的特點為在小劑量時具有類似凝血酶(名為類凝血酶)的作用，但在大劑量時(約為小劑量的50～100倍)具有去纖維蛋白的作用。國內(nèi)以重組巴曲酶(rBAT)進行的實驗結(jié)果也呈類似特性［2］，在小鼠，劑量為0.5～3.3 KU·kg-1時，可明顯縮短出血時間(BT)和凝血時間(CT);而劑量為10 KU·kg-1則可延長BT和CT。在大鼠，劑量為3.0～10.0 KU·kg-1時可促進血栓生成;而劑量為30.0 KU·kg-1時則可抑制血栓生成。

1.1.3 巴曲酶與血凝酶:其后，有研究發(fā)現(xiàn)Bothrops atrox有5個亞種，而在巴西中部及東南部矛頭蝮屬的一種亞種Bothrops atrox moojeni(由Hoge于1966年命名)的蛇毒中所含的巴曲酶與來自B.atrox者在理化性質(zhì)(分子量、電泳特性)、生化特點、作用等方面均不相同，見表2。由于從Bothrops atrox moojeni蛇毒分離得到的巴曲酶具有去纖維蛋白原作用的特性，為了有所區(qū)別，曾采用加括號的辦法表示:如batroxobin(coagulase，凝固酶)和batroxobin(defibrase，去纖維蛋白原酶，去纖酶)。國際血栓形成及止血學(xué)會委員會(The Subcommittee of the International Society on Thrombosis and Haemostasis)則建議在酶的名稱后應(yīng)注明其來源，如矛頭蝮蛇巴曲酶可以命名為Batroxobin(from B.atrox)。在我國，國家食品藥品監(jiān)管局(SFDA)對來源為巴西蝮蛇的batroxobin(coagulase，凝固酶)批準的通用名為血凝酶(hemocoagulase)，制劑名為注射用血凝酶(hemocoagulase atrox for injection)，而對 batroxobin(defibrase，去纖維蛋白酶，去纖酶)批準的通用名為巴曲酶(batroxobin)，制劑名為巴曲酶注射液(batroxobin injection)，他們的作用和適應(yīng)證各異，應(yīng)注意。

1.1.4 血凝酶與凝血酶:“血凝”二字順序之差，雖作用結(jié)果相似(止血)，但其機制不同而作為止血適應(yīng)證和應(yīng)用法相差甚大(見表3，機制詳見下文)，應(yīng)特別注意。

1.1.5 去纖維和降纖酶:SFDA批準的通用名為降纖酶(defibrase)的制劑，如降纖酶注射液(defibrase injection)或注射用降纖酶(defibrase for injection)，多為為中國各種毒蛇蛇毒的制劑。

2 血凝酶的凝血作用機制

為了更好地理解血凝酶的凝血作用機制，特別是明了血凝酶與凝血酶的止血作用和應(yīng)用的不同，先了解一些有關(guān)的基礎(chǔ)知識。

2.1 血液凝固的基本概念

機體在正常情況下，血液存在凝血和抗凝血、以及纖溶和抗纖溶兩個對立而統(tǒng)一系統(tǒng)和機制，二者保持動態(tài)平衡，以共同維持血液的流動性。當(dāng)小血管受到損傷而發(fā)生出血時，機體的“生理性”止血功能(即凝血機制的啟動使血液凝固)可使出血幾在分鐘內(nèi)自行停止。其中，血小板在凝血和止血過程中具有重要的作用，它表現(xiàn)在:(l)通過黏附、聚集團和釋放反應(yīng)，形成血小板血拴(白色血拴)，堵塞傷口而止血;(2)釋入血小板因子和凝血因子，尤其是血小板第三因子(磷脂，PF3)，促進凝血酶的形成，從而促進凝血，形成凝血塊(紅色血栓)，堵塞傷口而止血;(3)釋放5-羥色胺和兒茶酚胺等活性物質(zhì)，使局部血管收縮，促進止血。所以血小板聚集是產(chǎn)生凝血和止血的基礎(chǔ)。

表2 矛頭蝮蛇巴曲酶與來自Bothrops atrox moojeni的巴曲酶的理化性質(zhì)和生化特性

表3 凝血酶與血凝酶的比較

2.1.1 凝血酶的作用機制:在凝血塊的形成(血液凝固)過程中凝血酶起到重要作用，除了促進血小板聚集(作為凝血塊的成分)外，它還通過機體的凝血瀑布(級聯(lián))反應(yīng)(見圖1)，促進凝血過程而生成穩(wěn)定的纖維蛋白(凝血塊的主要成分)以產(chǎn)生止血效應(yīng)。其中包括促進纖維蛋白原(Fg)裂解出纖維蛋白肽A和B，產(chǎn)生AB單體，AB單體和AB單體之間、AB單體和纖維蛋白原之間作首尾交叉和重疊的聚合，生成難溶性的纖蛋白;(3)激活纖維蛋白穩(wěn)定因子(ⅩⅢa)，使纖維蛋白I變成穩(wěn)定的纖維蛋白(見圖2、3)。人血漿纖維蛋白原(Fg)由3對不同的肽鏈即α、β、γ組成，每條α鏈上包含1個A肽，β鏈上包含1個B肽，故纖維蛋白原出示為［α(A)β(B)γ］2。其中α(A)β(B)較為重要，故圖中未出示γ肽。在凝血酶作用下，纖維蛋白原釋放出2條A肽和2條B肽，成為纖維蛋白Ⅰ單體(FibrinⅠm，F(xiàn)Ⅰm)，F(xiàn)Ⅰm進而聚合成纖維蛋白Ⅰ單體可溶性多聚體［FibrinⅠ p(soluble)，F(xiàn)Ⅰp(soluble)］。再進一步，凝血酶還可以同樣方式使FⅠm和FⅠp(soluble)聚合成FⅡm和FⅡp(soluble)，它們在纖維蛋白穩(wěn)定因子FⅩⅢa作用下成促使纖維蛋白分子間形成共價鍵，以二聚體和多聚體方式交聯(lián)，成為穩(wěn)定的不溶的纖維蛋白。

2.1.2 血凝酶與凝血酶作用的異同:血凝酶為類凝血酶，它與凝血酶相同的是都以精氨酸-甘氨酸連接處切割纖維蛋白原(Fg)，但它與凝血酶又有區(qū)別。血凝酶使Fg裂解出蛋白肽A，產(chǎn)生FⅠm，F(xiàn)Ⅰm又與與Fg結(jié)合成復(fù)合物，該復(fù)合物在體內(nèi)很快降解，所以不會產(chǎn)生血管內(nèi)彌漫性凝血(DIC)，而凝血酶使Fg裂解出蛋白肽A和B，生成纖維蛋白Ⅱ單體(FⅡm)，并聚合成纖維蛋白Ⅱ多聚體(FⅡp)，F(xiàn)Ⅱp在ⅩⅢa作用下轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的纖維蛋白(凝血塊)，因此可引起DIC。

圖1 瀑布(級聯(lián))式凝血過程示意圖

圖2 凝血酶的作用機制(1)

圖3 凝血酶的作用機制(2)

3 磷脂依賴性凝血因子Ⅹ激活物

如圖1所述，在血管損傷所引起的外源性凝血過程中，需要有活性的性凝血因子Ⅹ(FⅩa)才能使凝血酶原生成凝血酶而促使血液凝固。而FⅩa需要經(jīng)激活物才能將無活性的凝血因子Ⅹ(FⅩ)活化。在各種毒蛇蛇毒中都可分離出可以使FⅩ活化的物質(zhì)［稱為“磷脂依賴性凝血因子 X激活物”(FⅩactivator，F(xiàn)ⅩA)］，但其分子量和生化特性可有所不同。FⅩA能將濃集于磷脂表面的因子Ⅹ(FⅩ)活化為FⅩa。注射用血凝酶中所含的磷脂依賴性凝血因子X激活物對凝血因子Ⅹ的激活作用較弱，它首先作用于Ⅹ因子前體的C-末端，形成一個無活性的中間產(chǎn)物，然后再慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘蘑蜃覨Ⅹa。

4 注射用血凝酶的止血機制

注射用血凝酶的止血作用是通過其中所含的的血凝酶(巴曲酶)和磷脂依賴性凝血因子X激活物2種成分而發(fā)生的，見圖4。

FⅩA在促進血管破損處凝血酶的形成過程中起到了一種引導(dǎo)和催化作用，即引導(dǎo)Ⅹa因子的生成并使其高效激活凝血酶原。

血凝酶(巴曲酶)在局部血管破損處促進血小板止血栓的形成，并加以鞏固。在止血前的短暫時間內(nèi)，它巴曲酶使Fg在Aα鏈上的精16-甘17鍵處降解，釋出FPA而生成可溶性的FⅠm，在此酶的持續(xù)作用下，F(xiàn)Ⅰm在血管破損口處聚合成FⅠp，F(xiàn)Ⅰp能促進血管破損處的血小板聚集，加速血小板止血栓的形成，從而促進血管破損處的初期止血效應(yīng)。

圖4 注射用血凝酶的止血作用示意圖

［1］ Stocker KF.Snake venom proteins affecting hemostasis and fibrinolysis.In:Stocker KF.Medical Use of Snake Venom Proteins［M］.Boca Raton:CRC Press Inc，1990:97-160.

［2］ 趙冠人，袁伯俊，陸國才，等.重組巴曲酶(rBAT)止血作用實驗觀察［J］.中國新藥雜志，2005，14(4):435.