纖維蛋白原相關(guān)藥物研究進(jìn)展

黃勁，尹小建，黃芳

(中國藥科大學(xué)中藥學(xué)院中藥藥理與中醫(yī)藥學(xué)系，江蘇 南京 211198)

血栓性疾病是危害人類生命健康最嚴(yán)重的疾病之一，發(fā)病率遠(yuǎn)高于其他疾病，是各類疾病之首。纖維蛋白原是引起血栓疾病的重要因素，也是抗凝血藥、抗血小板聚集藥、溶栓藥共同的作用靶點，因此纖維蛋白原及其受體蛋白(血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受體，GPⅡb/Ⅲa)成為藥物研究的重點。本文將對纖維蛋白原影響血栓形成的機制以及纖維蛋白原相關(guān)藥物研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 纖維蛋白原

纖維蛋白原主要由肝細(xì)胞合成的、具有凝血功能的蛋白質(zhì)，是血漿中含量最高的凝血因子。纖維蛋白原分子量約為340 kDa，呈三聯(lián)球形，由α、β、γ三對不同多肽鏈組成，兩端為D區(qū)，中間為E區(qū)，D區(qū)與E區(qū)通過3條呈α螺旋的肽鏈相連[1]。纖維蛋白原是血栓形成的重要反應(yīng)底物，參與血栓形成的關(guān)鍵步驟[2]。纖維蛋白原在凝血酶、血纖維穩(wěn)定因子(FXⅢa)、Ca2+等凝血因子的作用下形成纖維蛋白單體，并相互共價結(jié)合形成纖維蛋白多聚體，其α鏈交錯重疊共價交聯(lián)形成穩(wěn)定的纖維蛋白網(wǎng)，最終網(wǎng)羅紅細(xì)胞(RBC)、血小板(PLT)、α2-抗纖溶酶(α2-AP)等成分形成穩(wěn)定血栓結(jié)構(gòu)[3-4]。

2 纖維蛋白原與血栓形成的關(guān)系

纖維蛋白原水平升高與深靜脈血栓、急性肺栓塞、慢性阻塞性肺病風(fēng)險的增加呈正相關(guān)，同時也可能導(dǎo)致中風(fēng)、心肌梗死、血栓栓塞的風(fēng)險增加。流行病學(xué)研究表明，高纖維蛋白原是血栓性疾病的危險因素[4]，是疾病狀態(tài)的標(biāo)志物，是影響心血管疾病的重要因素，這個觀點已經(jīng)被廣泛認(rèn)可[5]。纖維蛋白原主要通過改變血液流變性、血小板聚集、動脈粥樣硬化、纖維蛋白原凝塊結(jié)構(gòu)、纖溶系統(tǒng)的活化等影響血栓的形成(見圖1)。

纖維蛋白原是影響血液流變性最重要的因素之一[6]。纖維蛋白原主要通過改變?nèi)ざ?、血漿黏度、紅細(xì)胞聚集等影響血液流變性。纖維蛋白原濃度升高造成血液流變性改變、血漿黏度升高、血流速度減慢為血栓形成提供穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境基礎(chǔ)[7]。血小板聚集反應(yīng)是血小板栓形成的基礎(chǔ)、是穩(wěn)定血栓結(jié)構(gòu)和網(wǎng)羅紅細(xì)胞等成分形成血栓的關(guān)鍵步驟[8]，而纖維蛋白原是影響血小板聚集的關(guān)鍵因素，纖維蛋白原、纖維蛋白識別血小板上的GPIIb/IIa受體并結(jié)合形成血小板相互聚集的橋梁。纖維蛋白凝塊的機械性能是影響纖維蛋白網(wǎng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵，凝塊的機械性能取決于各纖維蛋白單體的機械性能及纖維蛋白原、纖維蛋白的濃度等因素[9]。臨床研究表明，血栓疾病患者血漿形成的纖維蛋白凝塊的結(jié)構(gòu)比健康人血漿形成的凝塊結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定[10]，因為高纖維蛋白血癥有利于形成高密度、小孔徑、高強度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的纖維蛋白凝塊，這種纖維蛋白凝塊結(jié)構(gòu)具有更強的抗溶解機械性質(zhì)。纖維蛋白原、纖維蛋白原分解產(chǎn)物與纖溶系統(tǒng)之間存在復(fù)雜的相互作用關(guān)系。纖維蛋白原及纖維蛋白原分解產(chǎn)物能直接或間接調(diào)節(jié)纖溶系統(tǒng)，纖維蛋白原及纖維蛋白原分解產(chǎn)物又通過影響炎癥反應(yīng)及纖維蛋白凝塊的結(jié)構(gòu)影響纖溶酶活化的效率。

圖1 血栓形成過程

3 纖維蛋白原相關(guān)藥物研究現(xiàn)狀

3.1 纖維蛋白原受體拮抗劑 纖維蛋白原與血小板作用受體是GPⅡb/Ⅲa，纖維蛋白原受體拮抗劑作用于血小板聚集的最終途徑，阻斷纖維蛋白原與血小板上的GPⅡb/Ⅲa受體結(jié)合，抑制血小板聚集，發(fā)揮延長凝血時間、抑制血栓形成的作用。

經(jīng)典GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑主要分為3類(見表1)[11]：單克隆抗體，代表藥為阿昔單抗；合成肽，代表藥為依替巴肽；肽衍生制劑，代表藥為替羅非班。阿昔單抗是單克隆抗體，它與GPⅡb/Ⅲa具有高親和力，能選擇性阻斷血小板糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受體，競爭性地抑制纖維蛋白原和纖維蛋白與激活的血小板結(jié)合，抑制血小板相互聚集，發(fā)揮抑制血栓形成的作用[12]；雖然阿昔單抗與GPⅡb/Ⅲa受體結(jié)合的半衰期較短，但有較長的受體阻滯作用。依替巴肽是環(huán)狀七肽，替羅非班是L-酪氨酸衍生物，這兩種藥物分子量小、特異性高、親和力低，通過模擬纖維蛋白原配體的RGD結(jié)合序列，可逆性地競爭結(jié)合血小板糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受體，阻止纖維蛋白原與血小板結(jié)合，發(fā)揮抗血小板聚集、抑制血栓形成的作用[13]。GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑通過抑制血小板聚集發(fā)揮抑制血栓形成的作用，但受體拮抗劑與GPⅡb/Ⅲa相互結(jié)合誘導(dǎo)配體整聯(lián)蛋白構(gòu)象變化會導(dǎo)致血壓下降、血小板減少、纖維蛋白原降低、出血風(fēng)險增高等副作用，這會限制經(jīng)典GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑的臨床應(yīng)用。

近年來研究的新型GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑具有強效抑制血小板聚集，抑制血栓形成的作用，但不誘導(dǎo)GPⅡb/Ⅲa受體構(gòu)象變化，這些新型化合物與經(jīng)典GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑比較出血風(fēng)險更低。RUC-1是一種靶向GPIIb 而非GPⅢa的新型小分子化合物，其不誘導(dǎo)GPⅡb/Ⅲa受體構(gòu)象變化，極大的降低出血風(fēng)險，這一發(fā)現(xiàn)為GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑提供新的作用位點和思路[14]。Zhu等[15]在RUC-1基礎(chǔ)上改良獲得衍生物RUC-2，它具有抑制整合素的配體結(jié)合功能，抑制血小板聚集和體內(nèi)血栓形成的作用，但不誘導(dǎo)整合素激活、不誘導(dǎo)GPⅡb/Ⅲa受體構(gòu)象變化；而且RUC-2與Mg2+競爭結(jié)合β3亞基，可通過增加外源Mg2+減弱其抑制作用。近年來發(fā)現(xiàn)血小板整合素信號傳導(dǎo)是雙向的，新型的豆蔻酰化的ExE基序肽選擇性結(jié)合整聯(lián)蛋白，抑制由外向內(nèi)的信號傳導(dǎo)，抑制血小板擴散和血小板的二相聚集，但不影響原發(fā)性血小板聚集和正常的止血功能，降低出血風(fēng)險，提高藥物安全性[16-17]。新型的化合物L(fēng)X14在體外能抑制ADP、凝血酶、膠原、U46619 4種誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)的血小板聚集，在體內(nèi)能抑制血栓形成，顯示GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑活性，而且LX14與替羅非班比較出血風(fēng)險更低[18]。荊芥酰胺衍生物通過結(jié)構(gòu)改造，能提高它與GPⅡb/Ⅲa親和力，外消旋荊芥酰胺衍生物RWJ-50042能抑制纖維蛋白原與GPⅡb/Ⅲa結(jié)合，抑制凝血酶誘導(dǎo)的血小板聚集[19]。荊芥酰胺衍生物的β-芳烴取代2-氨基丙酸后生物活性改善，與化合物RWJ-50042比較，能增強荊芥酰胺與GPⅡb/Ⅲa親和力，提高藥物與GPⅡb/Ⅲa的結(jié)合率，競爭性地抑制纖維蛋白原與血小板結(jié)合，抑制血小板聚集，發(fā)揮強效抑制血栓形成的作用[20-23]。

表1 經(jīng)典GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑

經(jīng)典的GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑多數(shù)為注射劑，而且普遍存在出血風(fēng)險，因此可口服的、具有強效抗血小板聚集活性的、高生物利用度的、出血風(fēng)險更低的藥物制劑是未來藥物研究的重點。近年來藥物研究主要集中在尋找新的藥物作用靶點、新的藥物作用機制、改變藥物結(jié)構(gòu)三方面，通過三方面的研究為新型的GPⅡb/Ⅲa受體拮抗劑的研究提供新的思路方法。

3.2 纖維蛋白溶解劑 纖維蛋白溶解劑主要通過兩個方面抑制血栓的形成：一方面降低血液中纖維蛋白原的含量，抑制血小板聚集與黏附，改善血液流變性，抑制血栓的形成。另一方面分解纖維蛋白原，分解產(chǎn)物刺激內(nèi)皮細(xì)胞分泌t-PA，激活機體纖溶系統(tǒng)，發(fā)揮降低纖維蛋白含量及溶栓的作用[24]。臨床經(jīng)典纖維蛋白溶解劑(見表2)主要包括來源于矛頭蛇的巴曲酶、馬來西亞紅口蝮蛇的安克洛酶、尖吻蝮蛇的蘄蛇酶及長白山蝮蛇的降纖酶等蛇毒制品為代表的大分子蛋白制劑以及尿激酶型纖溶酶原激活劑(u-PA)，組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)，尿激酶等。

巴曲酶、安克洛酶、蘄蛇酶、降纖酶4種蛇毒制劑的活性成分多屬于絲氨酸蛋白酶，這4種制劑都可以直接分解纖維蛋白原、降低血漿中纖維蛋白原的含量、改善血液流變性發(fā)揮抑制血小板聚集及抑制血栓形成的作用。但這4種蛇毒制劑抑制血栓形成的作用機制也各有不同，巴曲酶、安克洛酶通過直接分解纖維蛋白原，產(chǎn)生的纖維蛋白原分解產(chǎn)物刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生t-PA激活纖溶酶，發(fā)揮降低纖維蛋白原含量及溶栓作用[25]。蘄蛇酶是4種蛇毒降纖制劑活性最強的，主要與蘄蛇酶通過多種途徑直接或者間接降低纖維蛋白原含量，發(fā)揮抗凝，抑制血栓形成及溶栓的作用有關(guān)。蘄蛇酶一方面直接分解纖維蛋白原，降低纖維蛋白原含量，另一方面促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放t-PA，促進(jìn)纖溶酶原的活化發(fā)揮溶栓的作用，另一方面蘄蛇酶分解纖維蛋白原暴露纖溶酶原和t-PA結(jié)合位點，提高纖溶酶原活化效率，加速纖溶酶原的活化。同時蘄蛇酶還可以改善血液流變性，降低血脂，改善微循環(huán)的作用。降纖酶是唯一能直接作用于血漿中的纖維蛋白原及血栓的纖維蛋白網(wǎng)結(jié)構(gòu)的蛇毒制劑，同時通過分解纖維蛋白網(wǎng)結(jié)構(gòu)會暴露與纖溶酶原的結(jié)合位點，加速體內(nèi)纖溶酶的活化，纖溶酶能溶解血栓改變血栓結(jié)構(gòu)，降低血栓抗性，產(chǎn)生新的代謝產(chǎn)物正反饋地促進(jìn)纖溶酶的活化，加速血栓溶解。蛇毒制劑多具有直接分解纖維蛋白原的作用，也通過分解產(chǎn)物刺激纖溶酶的活化，發(fā)揮溶栓的作用，但是過度活化纖溶酶會直接影響血液中成分變化，影響生理止血功能，增加出血風(fēng)險。

盡管蛇毒是纖維蛋白溶解劑的主要來源，但是近年從其他物種也發(fā)現(xiàn)了能降低纖維蛋白原含量的活性物質(zhì)。目前t-PA、u-PA已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床治療血栓性疾病，t-PA、u-PA通過激活機體內(nèi)纖溶酶原形成纖溶酶發(fā)揮溶栓及降低纖維蛋白原含量的作用。傳統(tǒng)中藥蠐螬具有活血化瘀的作用，現(xiàn)代研究證明蠐螬改善血液流變性，抑制血栓形成作用，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)蠐螬提取物經(jīng)分離純化發(fā)現(xiàn)其含有絲氨酸蛋白酶纖溶性物質(zhì)，通過直接分解纖維蛋白原三條鏈α>β>γ發(fā)揮溶栓、抗凝、抑制血栓形成的作用[26]。新型合成水蛭肽Hirulog-s能直接抑制凝血酶將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為不可溶性的纖維蛋白的過程，發(fā)揮抑制血栓形成的作用。同時還能直接或間接促進(jìn)纖溶酶原及u-PA的活化，促進(jìn)纖溶酶活化降低纖維蛋白原含量發(fā)揮溶栓及抑制血栓形成的作用[27]。

表2 經(jīng)典纖維蛋白溶解劑

除了傳統(tǒng)的中藥發(fā)現(xiàn)纖維蛋白原溶解活性物質(zhì)，在食物及微生物等中也發(fā)現(xiàn)了具有降低纖維蛋白原含量的活性物質(zhì)。印度尼西亞發(fā)酵豆餅分離得到幾種分子量約為20 KDa的纖維蛋白溶解酶，具有強烈纖維蛋白分解活性，部分酶能快速降解纖維蛋白原的α和β鏈，但不能降解γ鏈[28]。葡萄球菌產(chǎn)生的蛋白酶A(Sscp A)和蛋白酶B(Ssp B)具有延長血漿APTT時間的作用，其中Ssp B延長APTT時間優(yōu)于Sscp A，這與Ssp B能快速降解C末端區(qū)域的纖維蛋白原Aa鏈而Scp A降解緩慢有關(guān)[29]。目前纖維蛋白溶解劑在臨床主要用于抗凝血、溶栓、預(yù)防血栓形成，近年來發(fā)現(xiàn)某種新型降纖劑具有縮短凝血時間，加速止血的作用。Cv-PC含有蛇毒金屬蛋白酶，它將纖維蛋白原分解纖維蛋白原，但纖維蛋白原分解產(chǎn)物誘導(dǎo)纖維蛋白原產(chǎn)生，提高血漿纖維蛋白原水平，從而發(fā)揮加速止血的作用，這可能為減少選擇性手術(shù)中的出血提供新型的治療方法[30]。

纖維蛋白溶解劑通過直接或間接分解纖維蛋白原，降低血漿中纖維蛋白原含量。部分能直接發(fā)揮溶栓作用，或通過分解纖維蛋白原產(chǎn)生次級代謝產(chǎn)物刺激t-PA的產(chǎn)生，促進(jìn)纖溶酶的活化間接發(fā)揮溶栓作用。但纖維蛋白溶解劑會造成機體血小板減少、纖維蛋白原降低導(dǎo)致出血風(fēng)險增加、出血不止等毒副作用，臨床主要通過補充血小板濃縮物及纖維蛋白原溶液恢復(fù)患者機體的止血功能。因此具有高特異性、低出血風(fēng)險的強效纖維蛋白溶解劑是藥物研究的重點。

4 展望

纖維蛋白原是凝血過程和血栓形成過程的關(guān)鍵物質(zhì)，纖維蛋白原及其分解產(chǎn)物獨立或交互地調(diào)節(jié)各種血栓性疾病發(fā)生的過程與結(jié)果。高纖維蛋白血癥及分解產(chǎn)物通過影響血液流變性、血小板聚集、纖維蛋白凝塊結(jié)構(gòu)、纖溶系統(tǒng)活化等影響血栓的形成。纖維蛋白原受體拮抗劑通過競爭性地與GPⅡb/Ⅲa受體結(jié)合，抑制血小板聚集，抑制血栓的形成。纖維蛋白原溶解劑則通過直接或間接分解纖維蛋白原，產(chǎn)生纖維蛋白原分解產(chǎn)物促進(jìn)纖溶酶的活化，發(fā)揮降低纖維蛋白原的含量、抑制血栓形成及溶栓的作用。但纖維蛋白原受體拮抗劑和纖維蛋白原溶解劑可能會造成血小板減少、纖維蛋白原降低、出血風(fēng)險升高、生理止血障礙等毒副作用，這限制其臨床的使用。未來纖維蛋白原相關(guān)藥物的研究集中在研究新的劑型、新的藥物靶點藥物、結(jié)構(gòu)改造衍生物等方面。新型的纖維蛋白原受體拮抗劑和纖維蛋白原溶解劑一定是適用范圍更廣、藥效更強、活性更高、安全性更高。