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标题:
让血栓不再无药可施:肝素,从肝脏里诞生的首席抗血栓药
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作者:
南京陈斌
时间:
2021-5-15 13:46
标题:
让血栓不再无药可施:肝素,从肝脏里诞生的首席抗血栓药
手术无影灯下,刀光血影,医生在紧张手术的同时,还需要提防一样会要人命的东西:血栓。
例如血管外科手术,那是在和血管玩儿刀,血管里的血液,极容易出现凝固,形成血栓。又例如骨科手术,各种器械齐上阵在骨头上叮叮当当,不采取措施,出现血栓是大概率事件。
手术过程中出现血栓是极为危险的事件。血栓随着血液循环,塞到腿部的静脉里,那就是下肢静脉血栓,轻轻松松废掉一条腿;堵在了肺动脉中,就是肺栓塞,分分钟要人命。
血栓去哪儿?最好哪儿也别去!
肝素,从约一百年前被发现至今,勇敢地与血栓作斗争,让人们面对血栓时,不再无药可施。
血液为什么会凝固?血栓是怎样形成的?一百多年前,这还都是谜。1916年,还是约翰·霍普金斯大学大二学生的杰伊·麦克莱恩,在他的老师威廉·亨利·豪厄尔教授的指导下,试图破解凝血的秘密。当时的学界认为,脑磷脂是一种促凝血物质,因此他们把目光放在了磷脂类物质上。麦克莱恩从狗的肝脏里提取出磷脂,加入血液中,看一看是不是会加速血液的凝固。
恰恰相反,他观察到的是,血液的凝固更慢了!
看来这种来自肝脏的磷脂,具有抗凝作用。取啥名好呢?叫做肝素吧。1918年,肝素这个单词(heparin),首次被豪厄尔教授提出。
豪厄尔对抗凝的研究一直在进行。1922年,豪厄尔改用水提取的方法,又发现了一种多糖类物质,同样具有抗凝作用,“任性”的豪厄尔再一次把新发现的抗凝物质,命名为肝素。
肝素在想当初,不仅身份混乱,使用起来也是一言难尽:头疼、恶心、发热等副作用频发,抗凝效果也很马虎,难以全面推广使用。
这是因为那时的肝素,苦于没有找到合适的提纯方法,质量不稳定,纯度不够,使用受到极大限制。
此时,另一革命性的药物,胰岛素也在蓬勃发展中。那时生产胰岛素,同样需要从动物的器官里提取,再采用重结晶的方法,获得较高的纯度,即用于临床治疗糖尿病。这项技术,给了肝素一个机会。
瑞典生理学家,埃里克·约尔佩斯向多伦多大学的查尔斯·郝伯特·贝斯特提出建议,可以借鉴提纯胰岛素的工艺来处理肝素。
贝斯特后来用牛肺和牛肠等器官作为原材料,经过提取、纯化、成盐等操作,最终得到了精制的肝素钠。1937年,肝素作为抗凝药,正式上市。
用牛肺和牛肠提取?肝素,不是应该从肝脏里提取出来的吗?
不仅肝脏里有肝素,在肺脏等器官组织里,都有肝素的存在。这是因为肝素是由肥大细胞、嗜碱性粒细胞生产出来的,而这些细胞,不仅肝脏里有、肺脏等其他器官里也有。
直到如今,肝素的生产还是离不开牛的肺脏或是猪的肠粘膜。
作者:
南京陈斌
时间:
2021-5-15 13:46
肝素的抗凝、抗血栓作用,是明确的。
等等,为什么要把抗凝和抗血栓分开来说?有啥不一样?
在肝素的眼里,抗凝和抗血栓,是两件事。防止血液的凝固,为抗凝,血栓已经形成,把血栓溶解掉,为抗血栓。
这就相当于在大门口安装了一套安防用摄像头,小贼踩点时一看,这家有监控,不好下手,算了算了不偷了,此时,摄像头的功能是防止偷盗的发生,“抗凝”是也;如果此时还是有不长眼的,仍旧实施盗窃,此时就可以用摄像头进行取证、追踪小偷的逃窜路径,最终绳之以法,此乃“抗血栓”。
肝素最初的适用场景,是在手术中用来对付血栓,以抗血栓为主,同时,也带来一个矛盾:手术本身就是一个创伤的过程,如果肝素的抗凝效果过强,那么手术中的出血,岂不是一发不可收拾,十分棘手。
肝素的适应症还包括有脑梗、肺栓塞、深静脉血栓、血液透析时的血凝块形成等,这些场景,基本都是在玩命,又都是血栓惹的祸。此时的抗血栓的需求要高于抗凝血。
理想的状态是,肝素能够将血栓很轻易地溶解掉,同时不会造成凝血出现明显困难,这样才能尽量避免同时出现内脏出血等出血事件。
是时候讨论一下,肝素抗凝血以及抗血栓的机制了。因为只有了解工作原理,才能对肝素进行改造,得到更为理想的药物。
前文提到,豪厄尔发现,肝素不是磷脂,是一种多糖。单糖们像串珠一样首尾相连,连成长链,是为多糖。肝素,是由硫酸化的糖醛酸和葡萄糖胺的二糖单元组成的线性多糖。
葡萄糖、果糖等,常见的单糖,在所有的糖类物质中分子量最小;蔗糖、麦芽糖等,常见的双糖,由两个单糖单元相连而成;淀粉、纤维素,常见的多糖,分子结构由好多好多的单糖单元组成。肝素,也是多糖的一种,属于大分子物质。
不同的肝素分子之间,链的长度不尽相同,这点和胰岛素不一样。胰岛素也是大分子物质,但结构确定,错一点儿也不行。而肝素却是像是胡乱编组的火车,有长有短,长能长到短的七八倍。这类分子量大小不一的肝素制剂,又被称为普通肝素。
如果把其中的一个单糖比作一节车厢,那么18节编组是一个分界线。长度大于18节车厢的肝素,能够与抗凝血酶III(简称AT-III)结合,对凝血酶(简称FIIa)产生抑制作用,此时,表现出来的是抗凝作用。
而不论长度有多长,所有与AT-III结合的肝素都能对凝血活性因子X(简称FXa)产生抑制,并表现出抗血栓的作用。
发现了没,长度大于18节编组的肝素,既可以抗凝,也可以抗血栓;长度小于18节编组的肝素,抗血栓作用远大于抗凝作用。
咱们只想要抗血栓对吧?那把大于18节编组的肝素给拆分成两段或更多段,使得每个肝素分子都小于18节编组,理论上就可以去掉抗凝功能,只留下抗血栓作用。
将普通肝素降解(例如那曲肝素等),或是使用人工合成的方法(磺达肝素等),可以得到小分子量的肝素,即低分子肝素。
低分子肝素的抗FXa约是抗FXa的2至9倍,这意味着低分子肝素们有着较强的抗血栓作用的同时,抗凝作用并不显著。
于是,低分子肝素能够在获得满意的抗血栓作用的同时,还能够避免使用后的出血风险。
从普通肝素低分子肝素,肝素家族实现了自我升华,站上了抗血栓药的首席。
这并不等于普通肝素就没有了用武之地。在现行的药品说明书中,急性心肌梗死、弥散性血管内凝血(DIC)等致命疾病的治疗中,普通肝素义无反顾地冲在第一线,成为支撑生命天空的顶梁柱。
值得注意的,有一种较为罕见的情况下,越是使用肝素来抗血栓,越是容易招惹上血栓,这就是肝素诱导性血小板减少症。
这类患者在使用肝素类药物后,血小板的数量降低,身体处于极易出现血栓的状态下,如果不治疗的话,数天或数周之后,约一半的患者会发生血栓。
由于需要长期大量接触到肝素,透析患者是肝素诱导性血小板减少症较为常见的人群。
一旦出现肝素诱导性血小板减少症,应当立即让患者与肝素绝缘,包括普通肝素及低分子肝素,虽然低分子肝素出现该症的概率更小。至于抗凝药的使用,就需要召唤出阿加曲班、比伐卢定等非肝素类抗凝药了。
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