血栓形成機制及抗凝藥物的藥理特點

季順東

血栓形成即血液的局部凝結(jié)，可發(fā)生在動脈或靜脈循環(huán)中，它是缺血性心臟病、缺血性腦卒中和靜脈血栓栓塞癥(venous thromboembolism,VTE)的共同病理基礎(chǔ)。缺血性心臟病和中風占全球死亡人數(shù)的四分之一[1]，已成為人類死亡的首要病因。深靜脈血栓和肺栓塞統(tǒng)稱VTE，是繼心梗和卒中后第3位的心血管相關(guān)性疾病的死亡原因[2]。

血小板活化和聚集以及凝血酶介導的纖維蛋白沉積，導致血栓形成。所有血栓均由聚集的血小板、纖維蛋白和束縛的紅細胞組成，但其各自占比在動靜脈血栓中卻不同[3]。動脈血栓是在高剪切力作用下形成的，含有較多的血小板、少量的纖維蛋白以及相對較少的紅細胞[4]。相反，靜脈血栓形成于低剪切力環(huán)境中，含有較豐富的纖維蛋白和紅細胞，但血小板數(shù)量卻低于動脈血栓[5]。因此，血小板在動脈血栓形成中占主導地位，而纖維蛋白則是靜脈血栓的主要組成成分。理解動脈血栓和靜脈血栓組成的差異有助于指導治療[3]。本文將簡要概述血栓形成的機制以及抗凝藥物的藥理學特點。

1 血栓形成機制

血栓形成可以發(fā)生在動脈或靜脈循環(huán)中，具有重大的醫(yī)學影響。發(fā)生在血管壁和血液本身的致病性變化導致血栓形成，但其機制尚未完全闡明。了解這些過程對于開發(fā)更安全、更有效的抗血栓藥物至關(guān)重要。

1.1 動脈血栓形成機制

急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)是一個很好的動脈血栓形成的例子，突顯了血小板介導的血栓形成以及通過凝血級聯(lián)反應(yīng)造成纖維蛋白沉積的繼發(fā)性止血的機制。粥樣硬化斑塊破裂后，血小板通過特異性的表面受體與暴露的內(nèi)皮下膠原和血管性血友病因子(von willebrand factor，vWF)相互作用，被快速募集到損傷部位。血小板粘附至細胞外基質(zhì)啟動血小板活化和聚集反應(yīng)，并釋放出激動劑[膠原蛋白、vWF、二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)，血栓烷A2(thromboxane A2，TXA2)和凝血酶][6]。組織因子暴露在循環(huán)血液中，會激活因子Xa(factors Xa,FXa)，從而通過凝血級聯(lián)反應(yīng)導致繼發(fā)性止血。凝血酶原被轉(zhuǎn)化為凝血酶后，催化纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，以穩(wěn)定富含血小板的止血栓子[7]。

1.2 靜脈血栓形成機制

深靜脈血栓形成主要是由于血液中促進血栓形成成分的增多，血流減少或消除的變化和/或血管壁異常所導致[8]。

遺傳因素和環(huán)境因素都可以增加VTE的風險。在遺傳性靜脈血栓疾病中，可能是由于促凝蛋白的活性或豐度增加，和/或抗凝蛋白豐度的減少所致，或者纖溶系統(tǒng)異常所致。VTE的獲得性危險因素包括癌癥、肥胖和大手術(shù)等。組織因子(tissue factor，TF)通常不暴露于血液，但作為對損傷或諸如內(nèi)毒素、趨化因子或細胞因子引起的炎癥刺激的反應(yīng)時，內(nèi)皮細胞和粘附的白細胞能表達有活性的TF[5]。由于TF是驅(qū)動凝血級聯(lián)反應(yīng)的起始因素，循環(huán)中TF含量的增加，也會引發(fā)靜脈血栓形成。

2 抗凝藥物

從普通肝素(unfractionated heparin，UFH)和維生素K拮抗劑(vitamin K antagonists，VKA)，例如華法林開始，在過去的20年中，抗凝劑的選擇激增。低分子量肝素(low molecular weight heparins，LMWH)和磺達肝癸鈉已取代UFH，用于VTE的預防和初始治療，以及腫瘤患者VTE的二級預防。在接受經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)的患者中，通過引入直接口服抗凝藥物(direct oral anticoagulants，DOAC)包括達比加群、利伐沙班、阿哌沙班和依度沙班等，口服抗凝治療取得了顯著進展。它們的功效至少相當于VKA，且具有更高的安全性和便利性，DOAC正在取代VKA用于更多的適應(yīng)證。

2.1 肝素類抗凝藥物

2.1.1 肝素的抗凝機理 肝素與內(nèi)源性的絲氨酸蛋白酶抑制劑抗凝血酶(antithrombin，AT)結(jié)合后，會誘導AT構(gòu)象變化，從而促進AT介導的酶抑制作用。在酶和AT-肝素形成復合物后，立即將肝素像催化劑一樣釋放，然后可以與另一個AT分子結(jié)合。但是這個機制取決于肝素分子內(nèi)特定的與AT結(jié)合的五糖存在，因此僅約30%～50%肝素制劑的分子，即所謂的“高親和力物質(zhì)”，具有這種效果[9]。肝素-AT復合物可以使多種凝血因子失活，包括凝血酶、 FXa、IXa、XIa和XIIa。其中，凝血酶和FXa對抑制反應(yīng)最敏感，人類凝血酶對肝素-AT復合物的抑制敏感性是FXa的10倍。AT介導的凝血酶和FXa抑制作用被認為是肝素最重要的抗血栓作用。肝素還通過幾種不依賴AT結(jié)合位點的機制發(fā)揮抗栓作用，例如肝素輔因子II催化凝血酶抑制[10]和從內(nèi)皮中動員內(nèi)源性組織因子途徑抑制劑[11]等。此外，肝素還具有多種其他生物學活性：纖溶、抗補體作用、抗動脈粥樣硬化、抗增殖、抗轉(zhuǎn)移、抗粘連，此外還有抗炎和抗病毒作用[9]。

2.1.2 低分子量肝素 每種LMWH的制備都有其特定的方式。根據(jù)藥典的規(guī)定，LMWH中分子量<8 kDa的成分必須至少占60%(m/m)，但各種LWMH均顯示分子量分布差異很大。此外，不同的制備方法導致化學結(jié)構(gòu)的多樣化[12]，因此，每種LMWH代表一個具有獨特的生化和藥理學特征，臨床上不同的LMWH不能簡單地互換使用。

與UFH相比，LMWH非特異性結(jié)合減少，與血小板的非特異性結(jié)合減少，使得肝素誘導的血小板減少癥風險降低。非特異性結(jié)合減少也改變了LMWH的藥理學特性，使其皮下注射的生物利用度超過90%。與UFH相比，LMWH的半衰期大約是其兩倍，并且與劑量無關(guān)，因為它們主要通過腎臟首過清除機制而清除。由于劑量反應(yīng)關(guān)系更易預測和半衰期更長，LMWH每天一次皮下注射應(yīng)用足夠進行VTE預防，除非腎功能不全、極端的體重，懷孕和兒科的患者，使用LMWH無需常規(guī)進行實驗室監(jiān)測[13]。

2.1.3 磺達肝癸鈉 磺達肝癸鈉是首個合成的選擇性FXa抑制劑。它的化學成分是完全合成產(chǎn)生的五糖，高親和力特異性結(jié)合AT，以這種方式選擇性抑制FXa[14]。通過結(jié)合到AT特定的富含精氨酸的結(jié)構(gòu)域，磺達肝素誘導絲氨酸蛋白酶抑制劑的構(gòu)象變化，使其與FXa形成復合物的速率大約加速340倍。一旦FXa被共價鍵結(jié)合，磺達肝癸鈉被釋放并且可以催化其他AT分子與FXa的結(jié)合。它通過抑制FXa這一外源性和內(nèi)內(nèi)源性通路的中心分子，有效抑制凝血酶生成，它對已產(chǎn)生的凝血酶沒有任何直接影響[14]。

磺達肝癸鈉皮下注射后幾乎被以非劑量依賴的方式快速地完全吸收，注射后2 h達血漿峰值水平，隨后緩慢下降，半衰期約為17 h。藥物分布體積近似于血液容量，因此無需根據(jù)體重調(diào)整藥物劑量?？傊沁_肝癸鈉具有線性的藥代動力學特征，個體間和個體內(nèi)幾乎沒有變異性。固定劑量每天一次皮下注射即可用于所有的適應(yīng)證，無需常規(guī)監(jiān)控。

2.2 維生素K拮抗劑

VKA，例如華法林，是最常用的口服抗凝劑。通過拮抗維生素K，華法林破壞了依賴于維生素K的凝血蛋白(包括因子II、VII、IX和X以及蛋白C和蛋白S)的形成。華法林的平均血漿半衰期為40 h，并且用藥后48～72 h才出現(xiàn)完全的抗凝作用。該藥物的失活和代謝是通過包括CYP2C9、CYP1A2和CYP3A4酶發(fā)生的[15]。華法林的抗凝作用可以通過服用維生素K或輸注凝血因子來拮抗。

華法林的出血并發(fā)癥是藥物嚴重不良事件之一。華法林的治療指數(shù)狹窄，因此，需要結(jié)合常規(guī)的凝血檢查來確定相關(guān)抗凝作用的適當劑量，從而預防華法林的出血。患者之間的差異可能會超過20倍?；颊邔θA法林反應(yīng)的差異是多因素的。食用含有維生素K的食物會削弱華法林的抗凝作用，而消耗人體的維生素K儲備(例如，給患者提供抑制腸道菌群產(chǎn)生維生素K的抗生素)會增強這種作用。此外，特定CYP酶的誘導劑或抑制劑會通過改變代謝而影響華法林的特性。例如，當胺碘酮和華法林合用時，據(jù)報道抗凝作用增強，同樣，涉及CYP1A2和CYP3A4的藥物也會影響華法林的抗凝能力。

遺傳變異也影響華法林劑量的可變性。已廣泛研究了編碼華法林分子靶標CYP2C9和VKCOR1的多態(tài)性。食品藥品監(jiān)督管理局注意到這兩個基因的變異會影響華法林的劑量，并建議臨床醫(yī)生在開藥前考慮患者的基因型(如果已知)。在這種情況下，基因檢測的優(yōu)勢仍在爭論中，而評估基因型引導的華法林劑量對抗凝參數(shù)的影響的試驗報道結(jié)果不一[16-18]。將來，適當評估臨床事件的研究將有助于進一步評估相關(guān)基因型對使用華法林的影響。

2.3 直接口服抗凝藥物

2.3.1 達比加群 達比加群是一種直接的凝血酶抑制劑?？诜绑w藥物達比加群酯后迅速完全吸收，被血清酯酶完全水解，轉(zhuǎn)化為活化形式的達比加群。達比加群可逆地阻止凝血酶的功能。由于凝血酶通過將纖維蛋白原轉(zhuǎn)化為纖維蛋白，在凝血級聯(lián)反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因此抑制凝血酶可防止血栓的形成。達比加群口服后1～3 h內(nèi)達到血漿峰值濃度。隨后是快速分布/消除階段，估計單次和多次給藥后的半衰期分別為8～10 h和14～17 h[19]。食物不影響達比加群的生物利用度，但會使血漿濃度達到峰值的時間延遲2 h。達比加群主要由腎臟排泄[20]。因此腎功能受損患者的血漿峰值濃度和消除半衰期會顯著增加。達比加群的藥代動力學特征不受性別、體重、族裔或中度肝損害等因素影響。健康的老年受試者血藥濃度比年輕受試者高40%～60%，反映了隨著年齡的增長腎臟清除率的降低[19]。肌酐清除率低于30 mL/min或嚴重肝功能不全的患者禁用。出現(xiàn)嚴重出血或終末期腎臟疾病患者，達比加群可以通過血液透析部分去除[20]。達比加群不被細胞色素P450同工酶代謝，與食物沒有相互作用，與藥物相互作用的可能性低。盡管它會導致凝血酶原時間和凝血酶時間線性升高，服用此藥物患者的國際標準化比值檢測結(jié)果不可靠且具有誤導性，不能用作治療的監(jiān)測指標。

2.3.2 利伐沙班 利伐沙班是高度選擇性的FXa直接抑制劑，可逆地阻斷FXa將凝血酶原轉(zhuǎn)化為凝血酶。攝入后2～4 h內(nèi)，它迅速起效，對FXa的抑制作用達到最大。利伐沙班的吸收取決于其在胃腸道中釋放的部位。利伐沙班必須與食物一起服用以增加其吸收，而其他DOAC可以不與食物同服，大約95%的藥物與蛋白質(zhì)結(jié)合，使透析在逆轉(zhuǎn)藥物作用方面無效。腎功能正常的患者，該藥物的消除半衰期為5～13 h[21]?；钚运幬锏娜种煌ㄟ^腎臟系統(tǒng)排出。對于中度腎功能不全的患者，建議降低劑量。肌酐清除率低于15 mL/min的患者不推薦使用利伐沙班。患有出血性疾病和具有出血風險的肝病患者禁用利伐沙班。與服用華法林的患者相比，中度腎功能衰竭患者服用利伐沙班的致命性出血發(fā)生率較低[22]。與服用VKA的女性相比，服用利伐沙班女性的月經(jīng)過多。

2.3.3 阿哌沙班 阿哌沙班是一種有效、可逆、直接且高度選擇性FXa的活性位點抑制劑，給藥3 h后迅速起效，血漿蛋白結(jié)合約87%，其血漿消除半衰期為12 h，所以必須每天給藥兩次。它的消除特征類似于利伐沙班(70%的肝臟和30%的腎臟)[23]。作為FXa抑制劑，阿哌沙班可能會延長凝血酶原時間，國際標準化比值和活化的部分凝血活酶時間。然而，服用阿哌沙班的患者，這些檢測結(jié)果通常在正常范圍內(nèi)。

2.3.4 依度沙班 依度沙班是高度選擇性，直接和可逆的直接FXa抑制劑，依度沙班吸收迅速(1～3 h)，半衰期大約為10～14 h[24]。給藥劑量的35%經(jīng)腎臟清除，剩余的由膽/腸代謝和排泄。絕對生物利用度約為62%。它僅在最小程度上依賴CYP3A4的代謝，因此與其他同類FXa抑制劑的藥物代謝不同。依度沙班對常規(guī)凝血檢查的影響很小且無法預測。

2.4 抗凝藥物小結(jié)

在過去的20年中，抗凝治療取得了革命性的進展。LMWH和磺達肝癸鈉用于門診的預防和治療血栓形成，比伐盧定用于PCI和DOAC替代VKA。目前的工作方向是確保DOAC的劑量正確且數(shù)量更多廣泛用于降低房顫患者中風的風險。未來在于確定利伐沙班、阿哌沙班和依度沙班等DOACs的新適應(yīng)證，并進行FXI和FXII作為抗凝劑目標的探索，甚至可能比當今可用的產(chǎn)品更安全。直接口服藥物的開發(fā)和使用，改變了抗凝治療的模式，徹底改變預防和治療血栓栓塞的方法。這些藥物的主要優(yōu)勢包括快速起效和快速清除、穩(wěn)定以及可預測的藥代動力學、固定劑量給藥、不需要常規(guī)監(jiān)測。但直接口服藥物的圍手術(shù)期管理仍然是一個挑戰(zhàn)。

3 總結(jié)

熟悉血栓形成機理以及抗栓藥物的藥理學特性,對婦產(chǎn)科醫(yī)生至關(guān)重要，以確保能在特定的臨床情況下安全有效地使用它們。