抗血栓藥物的研究進(jìn)展

邢峻豪，楊凌云，李清，周金培，張惠斌

（中國(guó)藥科大學(xué)新藥研究中心，江蘇南京 210009）

抗血栓藥物的研究進(jìn)展

邢峻豪，楊凌云，李清，周金培，張惠斌*

（中國(guó)藥科大學(xué)新藥研究中心，江蘇南京 210009）

血栓栓塞性疾病是引起人類疾病死亡的主要原因之一，隨著人們對(duì)其發(fā)病機(jī)制研究與認(rèn)識(shí)的不斷深入以及藥物設(shè)計(jì)和篩選技術(shù)的日臻成熟，針對(duì)各種靶點(diǎn)的新型抗血栓藥物不斷涌現(xiàn)，如二磷酸腺苷受體阻滯劑、Ⅹa因子抑制劑、凝血酶抑制劑等，我國(guó)藥學(xué)研究者也在這些靶向抗血栓藥物研究領(lǐng)域取得一定進(jìn)展。綜述我國(guó)學(xué)者近些年在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的相關(guān)研究論文中所涉及的各類新型抗血小板藥物、抗凝血藥物和血栓溶解劑的結(jié)構(gòu)、活性和構(gòu)效關(guān)系。

抗血小板藥物；抗凝血藥物；血栓溶解劑；結(jié)構(gòu)；活性；構(gòu)效關(guān)系

血栓栓塞性疾病是目前引起人類疾病死亡的主要原因之一，隨著人們對(duì)其發(fā)病機(jī)制研究與認(rèn)識(shí)的不斷深入以及藥物設(shè)計(jì)和篩選技術(shù)的日臻成熟，近年來(lái)各類新型抗血栓藥物相繼涌現(xiàn)，如二磷酸腺苷（ADP）受體阻滯劑、Ⅹa因子（FXa）抑制劑、凝血酶抑制劑等，其中已開發(fā)上市的有利伐沙班、達(dá)比加群酯和阿哌沙班等。我國(guó)藥學(xué)研究者也在針對(duì)這些新靶點(diǎn)的藥物研究領(lǐng)域取得一定進(jìn)展，本文通過(guò)對(duì)我國(guó)學(xué)者在近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表的相關(guān)研究論文進(jìn)行檢索，并按照不同靶標(biāo)分類，對(duì)其中發(fā)表的新化合物的結(jié)構(gòu)、活性和構(gòu)效關(guān)系作一綜述。

1 抗血小板藥物

抗血小板藥物即血小板聚集抑制劑，是一類重要的抗血栓藥物，主要通過(guò)作用于ADP受體、抑制花生四烯酸（AA）代謝和增加血小板內(nèi)環(huán)磷酸腺苷（cAMP）濃度等機(jī)制而抑制血小板的黏附、聚集和分泌功能。氯吡格雷（1）為ADP受體阻滯劑，可與血小板膜表面ADP受體結(jié)合，使纖維蛋白原無(wú)法與糖蛋白Ⅱb/Ⅲa（GP IIb/IIIa）受體結(jié)合，從而抑制血小板聚集。不過(guò)，氯吡格雷為前藥，需在體內(nèi)經(jīng)氧化和水解才能轉(zhuǎn)化成活性分子，而其氧化過(guò)程需要CPY2C19的參與，但3%～5%的白種人和15%～20%的亞洲人體內(nèi)CPY2C19的活性較低，這些人群不能有效代謝活化氯吡格雷，可能無(wú)法獲得該藥的充分療效，這種現(xiàn)象稱為“氯吡格雷抵抗”。鑒于此，日本三共（Sankyo）制藥公司和美國(guó)禮來(lái)（Eli Lilly）制藥公司共同開發(fā)了前藥普拉格雷（2），其在體內(nèi)只需經(jīng)2步水解即轉(zhuǎn)化為活性分子，研究表明，該轉(zhuǎn)化過(guò)程不存在種族差異性，此藥給臨床治療帶來(lái)很大便利。

FIXa是內(nèi)源性凝血途徑中重要因子之一，能促進(jìn)FX轉(zhuǎn)化為FXa，對(duì)血液凝固的擴(kuò)大和增固起重要作用。為了更加科學(xué)合理地設(shè)計(jì)FIXa抑制劑，了解配體分子與受體的作用模式，Hao等[27]應(yīng)用三維定量構(gòu)效關(guān)系（3D-QSAR）模型對(duì)84個(gè)苯并噻吩化合物進(jìn)行了分析，首先利用對(duì)接方法取得這些化合物與FIXa結(jié)合的最優(yōu)構(gòu)象，然后用比較分子場(chǎng)方法（CoMFA）對(duì)所選取的最優(yōu)構(gòu)象進(jìn)行有意義的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。這些分析數(shù)據(jù)為苯并噻吩類FIXa抑制劑的設(shè)計(jì)和新型FIXa抑制劑先導(dǎo)物的發(fā)現(xiàn)提供了定量構(gòu)效關(guān)系依據(jù)。

尖吻蝮蛇毒抗凝血因子Ⅱ（ACFII）是FIX和FX結(jié)合蛋白（IX/X-bps）家族中唯一一個(gè)具有抗血栓和抗高血壓雙重作用的蛋白質(zhì)[28]。聚丙烯酰胺凝膠電泳和表面等離子體共振試驗(yàn)證實(shí)，在Ca2+誘導(dǎo)下，ACFII通過(guò)與FIX結(jié)合而發(fā)揮對(duì)外源性凝血途徑的抑制作用，且當(dāng)Ca2+濃度為0.1 mmol·L-1時(shí)，ACFII對(duì)FIX的識(shí)別能力最強(qiáng)，而濃度高于0.1 mmol·L-1時(shí)，ACFII的識(shí)別能力下降[29]。

FXIa也是內(nèi)源性凝血途徑中重要因子之一，對(duì)血液的凝固起重要作用，而抑制FXIa，可有效抑制血栓形成。但FXIa的晶體結(jié)構(gòu)鮮見報(bào)道，這主要是因?yàn)樵贔XIa的催化區(qū)域存在著2個(gè)潛在糖基化位點(diǎn)和一個(gè)游離的半胱氨酸，使得FXIa異質(zhì)化。為了解決FXIa難以結(jié)晶的問(wèn)題，Jiang等[30]通過(guò)移除其糖基化位點(diǎn)和游離的半胱氨酸，分別得到了2個(gè)易結(jié)晶的突變體hFXI370～607（N73Q-N113Q-C123S）和rhFXI370～607（N73Q-N113Q），并分析比對(duì)了它們與其他絲氨酸蛋白酶的結(jié)構(gòu)差異，為設(shè)計(jì)活性強(qiáng)、選擇性高的小分子FXIa抑制劑創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件。

3 血栓溶解劑

Wu等[31]從鐮刀菌屬CPCC 480097中提取得到具有溶解纖維蛋白作用的酶Fu-P，該酶是單一蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量為28 000，其 N端序列中的前15個(gè)氨基酸為Q-A-S–S-G-T-P-A-T- I-R-V-L-V-V，與其他已知的纖溶蛋白酶無(wú)同源性。在大鼠動(dòng)靜脈旁路血栓模型中進(jìn)行的抗血栓形成實(shí)驗(yàn)顯示，0.1 mg·kg-1劑量的Fu-P對(duì)血栓形成的抑制率為58.4%，而0.6 mg·kg-1劑量的肝素對(duì)血栓形成的抑制率為42.5%，表明Fu-P的抗血栓活性優(yōu)于肝素。另有實(shí)驗(yàn)表明，F(xiàn)u-P對(duì)凝血酶和FXa無(wú)抑制作用[32]。

Song等[33]從浙江產(chǎn)蝮蛇毒中提取得到名為AHPM的金屬蛋白，該蛋白是一種二聚糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量為110 000，在pH 7.9左右有多個(gè)等電點(diǎn)，分子內(nèi)含有Zn2+和Ca2+，其中Zn2+對(duì)AHPM的蛋白水解活性起重要作用。研究表明，AHPM能迅速水解纖維蛋白原的Aα和Bβ鏈，但對(duì)γ鏈無(wú)水解作用；其對(duì)膠原蛋白和ADP誘導(dǎo)的血小板聚集的IC50分別為（200±8）和（280±10）nmol·L-1。AHPM是目前被發(fā)現(xiàn)的唯一一個(gè)同時(shí)具有血栓溶解作用和抗血小板作用的蛇毒液金屬蛋白酶，有可能成為臨床使用的血栓溶解劑類候選藥物。

纖溶酶能通過(guò)直接作用于纖維蛋白而有效安全地溶解血栓，但不能靜脈注射給藥，因?yàn)樗妆谎獫{中的抗纖溶酶中和，因此，開發(fā)能耐受抗纖溶酶的直接作用于纖維蛋白的抗血栓藥物具重要意義。人們?cè)缫寻l(fā)現(xiàn)中華地鱉蟲能安全有效地抑制血栓形成，Yang等[34]從中華地鱉蟲中提取得到一種名為Eupolytin1的蛋白質(zhì)，該蛋白能同時(shí)活化纖維蛋白（原）溶解酶和血纖溶酶原。在大鼠動(dòng)靜脈分流模型實(shí)驗(yàn)中，Eupolytin1表現(xiàn)出安全有效的抗血栓活性，且活性優(yōu)于尿激酶。更重要的是，在兔子模型實(shí)驗(yàn)中，Eupolytin1的注射劑量達(dá)0.12 μmol·kg-1時(shí)，也未發(fā)生出血現(xiàn)象。隨后，該研究小組又利用蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析了從中華地鱉蟲中獲取的105種絲氨酸蛋白酶，發(fā)現(xiàn)它們分屬于4個(gè)不同的蛋白家族。藥理實(shí)驗(yàn)證明，這些蛋白酶中有5個(gè)（即Eupolytin 1-5）具有水解纖維蛋白（原）和活化血纖溶酶原的雙重作用，能水解纖維蛋白原的α、β和γ鏈，而目前發(fā)現(xiàn)的纖維蛋白（原）酶只能水解α和β鏈[35]。

微生物溶栓酶是一類具有良好應(yīng)用前景的溶栓酶，不僅能大量生產(chǎn)，還能彌補(bǔ)傳統(tǒng)溶栓劑的缺陷。Yuan等[36]從豆豉中分離出一株能產(chǎn)出具高纖溶活性的溶栓酶的菌株——枯草芽孢桿菌LD-8547，其經(jīng)發(fā)酵、鹽析、透析、濃縮等步驟，得到粗酶液，再通過(guò)Sephadex G-100凝膠分子篩柱純化，最終獲得豆豉溶栓酶（DFE）。實(shí)驗(yàn)研究顯示，DFE具有一定的抗栓及溶栓作用，且口服安全性好，是一種潛在有效的抗血栓藥物。

4 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，針對(duì)傳統(tǒng)抗血栓藥物不能口服給藥和易引起出血等副作用，我國(guó)藥物科學(xué)家對(duì)新型抗血栓藥物進(jìn)行了廣泛而深入的研究與開發(fā)，利用人工合成、生物發(fā)酵、蛋白質(zhì)組學(xué)和基因工程等手段發(fā)現(xiàn)了一些更為安全有效的抗血栓藥物。在諸多抗血栓靶標(biāo)中，F(xiàn)Xa、凝血酶、ADP和AA受體等已成為我國(guó)科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)，其中對(duì)凝血酶抑制劑和抗ADP及AA誘導(dǎo)的血小板聚集藥物的研究頗為深入，而對(duì)FXa作為抗血栓靶標(biāo)的研究相對(duì)較薄弱，與國(guó)外存在較大差距。另外，從中草藥和海洋生物中發(fā)現(xiàn)抗血栓藥物，一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)?？梢韵嘈?，隨著人們對(duì)抗血栓靶標(biāo)及藥物的深入研究和探索，必將會(huì)有更多新型抗血栓藥物開發(fā)上市，使得抗血栓治療變得更加安全、方便、有效。

[1]Shan J, Zhang B, Zhu Y, et al. Overcoming clopidogrel resistance: discovery of vicagrel as a highly potent and orally bioavailable antiplatelet agent[J]. J Med Chem, 2012, 55(7):3342-3352.

[2]Wu J, Ling J,Wang X,et al. Discovery of a potential anti-ischemic stroke agent: 3-pentylbenzo[c]thiophen-1(3H)-one[J]. J Med Chem, 2012, 55(16):7173-7181.

[3]Sun Y, Jiang J, Zhang Z, et al. Antioxidative and thrombolytic TMP nitrone for treatment of ischemic stroke[J]. Bioorg Med Chem, 2008, 16(19):8868-8874.

[4]Sun Y, Zhang G, Zhang Z, et al. Novel multi-functional nitrones for treatment of ischemic stroke[J]. Bioorg Med Chem, 2012, 20(12):3939-3945.

[5]Chen H S, Kuo S C, Teng C M, et al. Synthesis and antiplatelet activity of ethyl 4-(1-benzyl-1H-indazol-3-yl)benzoate (YD-3) derivatives[J]. Bioorg Med Chem, 2008, 16(3): 1262-1278.

[6]Li N G, Shen M Z, Wang Z J, et al. Design, synthesis and biological evaluation of glucose-containing scutellarein derivatives as neuroprotective agents based on metabolic mechanism of scutellarin in vivo[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2013, 23(1):102-106.

[7]梁進(jìn)權(quán), 宓穗卿, 王寧生. 水蛭、虻蟲配伍的抗凝血和抗血小板聚集的作用[J]. 中藥材, 2009, 32(9):1347-1350.

[8]Fan H Y, Fu F H, Yang M Y, et al. Antiplatelet and antithrombotic activities of salvianolic acid A[J]. Thromb Res, 2010, 126(1): e17-22.

[9]Li Y X, Sun Q, Zhang H, et al. A novel anti-platelet peptide (Z4A5) potential for glycoprotein IIb/IIIa inhibits platelet aggregation[J]. Thromb Res, 2012, 129(5): e217-222.

[10]Tsai H H, Lin H W, Lu Y H, et al. A review of potential harmful interactions between anticoagulant/antiplatelet agents and Chinese herbal medicines[J].PLoS One, 2013. 8(5): e64255.

[11]李慧, 楊凌云, 周金培, 等.唑烷酮醚類化合物的合成及其Xa因子抑制活性[J].中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 44(5):385-389.

[12]高娜娜，孫宏斌. 利伐沙班衍生物的合成及Xa因子抑制活性[J].中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 42(5):392-399.

[13]邢峻豪, 張媛, 胡曉雯, 等. 阿哌沙班衍生物的合成及FXa因子抑制活性[J]. 中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 44(4): 289-295.

[14]Yang X M, Fan C, Guo N, et al. Preparationof polyporus albicans teng sulfate and its anti-coagulation activity[J].Chem Res, 2010, 26(6): 948-954.

[15]Zhou X X, Li L Y, Linhardt R J, et al.Neutralizing the anticoagulant activity of ultra-low-molecular-weight heparins usingN-acetylglucosamine 6-sulfatase[J]. FEBS J, 2013, 280(10):2523-2532.

[16]Fan L H, Jiang L, Xu Y M, et al. Synthesis and anticoagulant activity of sodium alginate sulfates [J]. Carbohydr Polym, 2011, 83(4):1797-1803.

[17]Gan W, Deng L, Yang C, et al. An anticoagulant peptide from the human hookworm, Ancylostoma duodenale that inhibits coagulation factors Xa and XIa[J]. FEBS Lett, 2009, 583(12):1976-1980.

[18]Yang X Z, Diao X J, Yang W H, et al. Design, synthesis and antithrombotic evaluation of novel dabigatran prodrugs containing methyl ferulate[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2013, 23(7): 2089-2092.

[19]Li Y Z, Gong G Q, Yang W H, et al. Antithrombotic activity of HY023016, a novel dabigatran prodrug evaluated in animal thrombosis models[J]. Thromb Res, 2013, 131(5):425-435.

[20]Liu L, Ma H, Yang N, et al. A series of natural favonoids as thrombin inhibitors: structure-activity relationships[J]. Thromb Res, 2010, 126(5):e365-378.

[21]Li N G, Song S L, Shen M Z, et al. Mannich bases of scutellarein as thrombin-inhibitors: design, synthesis, biological activity and solubility[J]. Bioorg Med Chem, 2012, 20(24):6919-6923.

[22]Abdel Aziz M H, Sidhu P S, Liang A, et al. Designing allosteric regulators of thrombin. Monosulfated benzofuran dimers selectively interact with Arg173 of exosite 2 to induce inhibition[J]. J Med Chem, 2012, 55(15):6888-6897.

[23]Gandhi N S, Mancera R L. The structure of glycosaminoglycans and their interactions with proteins[J]. Chem Biol Drug Des, 2008, 72(6):455-482.

[24]Mao W, Li H, Li Y, et al. Chemical characteristic and anticoagulant activity of the sulfated polysaccharide isolated from Monostroma latissimum (Chlorophyta)[J]. Int J Biol Macromol, 2009, 44(1):70-74.

[25]張彬, 汪波, 龔元, 等. 幾種水蛭抗凝血物質(zhì)提取及活性分析[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 51(4):92-96.

[26]Zhang R, Huang B, Du D, et al. Anti-thrombosis effect of diosgenyl saponins in vitro and in vivo[J]. Steroids, 2013, 78(11):1064-1070.

[27]Hao M, Li Y, Zhang S W, et al. Investigation on the binding mode of benzothiophene analogues as potent factor IXa (FIXa) inhibitors in thrombosis by CoMFA, docking and molecular dynamic studies[J]. J Enzyme Inhib Med Chem, 2011, 26(6):792-804.

[28]Shen D, Xu X, Zhang L, et al. Identifcation of a nitric oxide-dependent hypotensive effect of anticoagulation factor II from the venom of

[29]Agkistrodon acutus[J]. Biochem Pharmacol, 2010, 79(3):498-506. Shen D K, Xu X L, Zhang Y, et al. Ca2+-induced binding of anticoagulation factor II from the venom of Agkistrodon acutus with

[30]factor IX[J]. Biopolymers, 2012, 97(10):818-824. Jiang L G, Yuan C, Chen H W, et al. Preparation and structure of a new coagulation Factor XI catalytic domain for drug discovery[J]. 結(jié)構(gòu)化學(xué),

[31]2011, 30(7): 1021-1029. Wu B, Wu L, Chen D, et al. Purification and characterization of a novel fbrinolytic protease from Fusarium sp. CPCC 480097[J]. J Ind

[32]Microbiol Biotechnol, 2009, 36(3):451-459. Wu B, Xu J. Antithrombotic effect of a novel protein from Fusarium sp. CPCC 480097 in a rat model of artery-vein bypass thrombosis[J].

[33]Pharm Biol, 2012, 50(7):866-870. Song J, Xu X, Zhang Y, et al. Purification and characterization of AHPM, a novel non-hemorrhagic P-IIIc metalloproteinase with alphafibrinogenolytic and platelet aggregation-inhibition activities, from

[34]Agkistrodon halys Pallas venom[J]. Biochimie, 2013, 95(4):709-718. Yang H, Wang Y, Xiao Y, et al. A bi-functional anti-thrombosis protein containing both direct-acting fibrin(ogen)olytic and plasminogen-

[35]activating activities[J]. PLoS One, 2011, 6(3): e17519. Wang Y, Yan H, Wang Y, et al. Proteomics and transcriptome analysis coupled with pharmacological test reveals the diversity of antithrombosis proteins from the medicinal insect, Eupolyphaga sinensis[J].

[36]Insect Biochem Mol Biol, 2012, 42(8):537-544. Yuan J, Yang J, Zhuang Z, et al. Thrombolytic effects of Douchi fibrinolytic enzyme from Bacillus subtilis LD-8547 in vitro and in vivo[J]. BMC Biotechnol, 2012, 12:36.

本文原載于《中國(guó)藥學(xué)年鑒》2013卷，經(jīng)作者和原刊授權(quán)，略有刪改。

Advances in Antithrombotic Drugs

XING Junhao, YANG Lingyun, LI Qing, ZHOU Jinpei, ZHANG Huibin
(Center of Drug Discovery, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China)

Thromboembolic disease is one of leading causes of death caused by diseases in humans. As the research and understanding of the pathogenesis is getting deeper and the drug design and screening technology is becoming mature gradually, some new antithrombotic drugs against a variety of targets are constantly emerging, such as adenosine diphosphate (ADP) receptor blockers, factor Xa (FXa) inhibitors and thrombin inhibitors. Pharmaceutical researchers in our country have also made some progress in the research on antithrombotic drugs against these targets. The structures, activities and structure-activity relationships of different types of novel anti-platelet drugs, anticoagulants and thrombolytic agents, which have been reported by Chinese scholars in the related research papers in academic journals both at home and abroad in recent years, were reviewed.

anti-platelet drug; anticoagulant; thrombolytic agent; structure; activity; structure-activity relationship

R973.2

A

1001-5094(2014)03-0174-11

接受日期：2013-12-20

*通訊作者：張惠斌，教授；

研究方向：心血管藥物和抗凝血藥物的研發(fā)；

Tel：025-83271302； E-mail：zhanghb80@163.com