低分子肝素藥理學機制及適應證研究進展

劉晉仙，李瑋濤，張在忠，李 榮，陳少鵬

(1.東營市食品藥品檢驗中心，山東 東營 257091;2.東營天東制藥有限公司，山東 東營 257067)

肝素類藥物是臨床用抗凝血類藥物中研究最透徹、應用最廣泛、效果最顯著的一種，包含普通肝素(unfractionated heparin，UFH)與低分子肝素［1］(low molecular weight heparin，LMWH)，通常是指其鹽類制品(如肝素鈉，肝素鈣等)。肝素問世已近百年，廣泛存在于動物肺、腸黏膜、血管壁等組織中，主要由肥大細胞和嗜堿性粒細胞產生，是一種硫酸根取代的黏多糖［2］，迄今為止仍是最為有效的臨床抗凝血、抗血栓藥物。肝素抗凝血、抗血栓活性與分子量大小有關。由于普通肝素在臨床使用中有出血等風險，其臨床應用受到限制，隨著對肝素臨床及藥理學研究的深入，低分子肝素應運而生。低分子肝素是由普通肝素經降解得到的分子量較小的肝素片斷，其平均分子量為4000～6000 D，而普通肝素為15000 D［3］。與普通肝素相比，低分子肝素具有更高的抗Ⅹa/抗Ⅱ比(普通肝素為1∶1，低分子肝素為 1.5～4∶1)，從而有更強的抗血栓效果，較弱的抗凝血效果，大大降低了出血的危險。由于具有更低的平均分子量、分子量分布范圍窄、性狀比較統(tǒng)一，低分子肝素生物利用度高、皮下注射吸收好、口服易吸收、半衰期長、不良反應少、臨床效應可預測性強［4，5］，在臨床使用中早已超過普通肝素。低分子肝素的抗凝血、抗血栓作用機制與普通肝素類似，隨著對低分子肝素臨床使用及藥理學研究的深入，發(fā)現除抗凝血、抗血栓功能外，低分子肝素對多病癥具有很好的治療效果，其臨床使用范圍越來越廣泛。本文擬簡要介紹低分子肝素的藥理作用機制及臨床適應證研究進展。

1 低分子肝素的結構與藥理學作用機制

1.1 低分子肝素的化學結構與性質 肝素是由L－艾杜糖醛酸(或葡糖醛酸)和N－乙酰葡糖胺(或D－葡糖胺)形成的二糖單元重復構成的高度硫酸化的線性多糖［6］，如圖1，屬不均一的多糖分子。肝素為白色或淺黃色粉末，有吸濕性，其鈉鹽易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。

普通肝素通過化學、酶法降解，得到分子量大為降低的低分子肝素。與普通肝素相比，低分子肝素分子量大為降低，蛋白結合率降低;分子量彌散度也大為改善，個體差異化率降低，從而其生化性質較為穩(wěn)定，制劑臨床效用穩(wěn)定性大為提高，降低了抗凝不足或出血出現的幾率。

1.2 低分子肝素的藥理學作用機制 人體內凝血機制復雜，多種凝血因子(Ⅱa、Ⅹa、Ⅸa、Ⅺa、Ⅻa)及凝血酶參與促進血栓形成［5，7］。

肝素本身不能直接滅活凝血因子，其抗凝活性是通過一種輔助因子抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ)來實現的，AT有一個精氨酸反應中心可以和凝血因子的絲氨酸活性中心共價結合，從而使含有絲氨酸活化中心的凝血因子失去活性。AT普通情況下滅活凝血因子的速度非常緩慢，而肝素分子肝素分子中包含一個特殊的戊糖結構域，可以與AT的賴氨酸部位結合，使抗凝血酶AT的精氨酸活性中心構象發(fā)生改變，AT由凝血酶慢性抑制劑變?yōu)槟缚焖僖种苿瑴缁钅蜃拥乃俣仍黾由锨П丁８嗡兀瑼T復合體主要對凝血因子Ⅱa、Ⅹa進行抑制滅活:AT對Ⅱa的抑制需要肝素與AT、Ⅱa形成三聯體復合物，要形成三聯體復合物，肝素必須有足夠測長度，研究表明至少要達到18個單糖，分子量在5400 D;對Ⅹa的抑制只需要肝素與AT結合，而不需要肝素也與Ⅹa結合，對肝素的分子量大小沒有特定要求，只需要肝素分子具有特殊的戊糖結構域［8］，如圖 2。

圖2 肝素、AT復合物結合凝血因子Ⅱa、Ⅹa

普通肝素的平均分子量在15000 D，絕大部分在5400 D以上，可以同時滅活Ⅹa因子與Ⅱa因子，抗Ⅹa/抗Ⅱa約為1∶1。低分子肝素的平均分子量在4000～6000 D，大部分分子量在5400 D以下，滅活Ⅹa因子能力基本不變，但滅活Ⅱa因子能力大幅下降，抗Ⅹa/抗Ⅱa約為1.5～4∶1。由于具有更低的分子量，更高的抗Ⅹa，抗Ⅱa比值，低分子肝素較普通肝素具有生物利用度高、皮下注射吸收好、口服易吸收、半衰期長、不良反應少、臨床效應可預測性強等優(yōu)點，在臨床上得到了廣泛的應用。

2 低分子肝素的適應證研究進展

低分子肝素除了具有強大的抗凝血、抗血栓功能外，在臨床應用及研究中發(fā)現，低分子肝素對多種病癥有治療作用。

2.1 傳統(tǒng)抗凝、抗血栓應用 低分子肝素由其抗凝血、抗血栓作用，在治療不穩(wěn)定冠脈疾病、缺血性腦中風、腎病綜合征中，在血透和血液濾過中，在預防、治療肺栓塞和DVT形成中都具有重要臨床應用價值，已經得到了醫(yī)學界的廣泛認同與驗證。

2.2 抗炎、抗黏附作用 在應用過程中，低分子肝素表現出了有效的抗炎作用，對其抗炎機制的研究主要集中在低分子肝素對炎癥細胞、炎癥因子及黏附分子的作用，Wan等［9］研究發(fā)現，低分子肝素很可能通過干擾炎癥細胞的組織浸潤而抑制TNF－α誘發(fā)的白細胞在內皮細胞上的滾動、黏附和組織浸潤，起到有效的抗炎作用。

2.3 對腫瘤治療作用 大量臨床數據顯示，低分子肝素具有一定的抗腫瘤作用。Bobek等［10］對現有的文獻資料進行了總結，認為低分子肝素抗腫瘤的主要機制為:①影響免疫系統(tǒng)，激活NK細胞;②抑制腫瘤細胞在纖維連結蛋白和層粘連蛋白基質上的黏附和遷移;③抑制腫瘤細胞與毛細血管壁的黏附;④抑制腫瘤組織血管生成;⑤抑制腫瘤細胞的耐藥性;⑥能修飾癌基因表達，誘導程序性細胞凋亡或分化。閆鈞等［11］研究低分子肝素在肝癌轉移模型中的作用，實驗表明低分子肝素有抑制腫瘤生長作用，通過抑制腫瘤血管形成有良好的抑制腫瘤轉移的作用，短期皮下注射低分子量肝素對于延長晚期腫瘤患者的生存時間有積極作用。

2.4 在婦產科中應用 低分子肝素具有良好的抗凝血、抗血栓功能，同時不能通過胎盤，因此可以用于妊娠婦女患者，治療易栓性，發(fā)揮保胎功能;低分子肝素可以減輕炎癥，抑制抗體形成和補體介導的異常免疫反應，提高囊胚的著床率;低分子肝素可以抑制凋亡，參與胚胎對子宮內膜的黏附及侵入，促進滋養(yǎng)細胞增值分化和胎盤形成［12］。

低分子肝素具有良好的抗凝血、抗血栓效能，相比較普通肝素，具有更好更廣泛的應用。隨著對低分子肝素臨床研究的深入，更多的適應證被發(fā)現，可以預見，未來低分子肝素在臨床應用中的地位會越來越重要，要深入研究其藥理作用。另外，低分子肝素的給藥途徑大部分為皮下注射，影響了其使用，近年來，研究人員大量開展了其口服制劑、噴霧吸入制劑等給藥途徑，有望進一步推動低分子肝素的應用。

［1］林平，林英，王曉紅.低分子肝素［J］.臨床軍醫(yī)雜志，2006，34(5):630 －632.

［2］郝麗娜，趙孝林，吳學新.肝素類藥物防治阿爾采末病的研究進展［J］.藥學研究，2014，33(11):657 －660.

［3］Linhardt RJ，Loganathan D，al－ Hakim A，et al.Oligosaccharide mapping of low molecular weight heparins:structure and activity differences［J］.J Med Chem，1990，33(6):1639－1645.

［4］Hirsh J，Warkentin TE，Shaughnessy SG，et al.Heparin and low－molecular－weight heparin:mechanisms of action，pharmacokinetics，dosing，monitoring，efficacy，and safety［J］.Chest，2001，119(1 Suppl):64S －94S.

［5］Weitz JI.Low － molecular－ weight heparins［J］.N Engl J Med，1997，337(10):688 －698.

［6］Zhang Q，Chen X，Zhu Z，et al.Structural analysis of low molecular weight heparin by ultraperformance size exclusion chromatography/time of flight mass spectrometry and capillary zone electrophoresis［J］.Anel Chem，2013，85(3):1819－1827.

［7］Mann KG.Biochemistry and physiology of blood coagulation［J］.Thromb Haemost，1999，82:165 －74.

［8］Hirsh J，Warkentin TE，Shaughnessy SG，et al.Heparin and low－molecular－weight heparin:mechanisms of action，pharmacokinetics，dosing，monitoring，efficacy，and safety［J］.Chest，2001，119(1 Suppl):64S －94S.

［9］Wan MX，Liu Q，Wang Y，et al.Protective effect of low molecular weight heparin on experimental colitis:role of neutrophil recruitment and TNF － alpha production［J］.Inflamm Res，2002，51(4):182 －187.

［10］Bobek V，kovarik J.Antitumor and antimetastatic effect of warfarin and heparins［J］.Biomed Pharmacother，2004，58(4):213－219.

［11］閆鈞，鄭起，汪昱，等.達肝素鈉對肝癌生長轉移抑制的實驗研究［J］.中華肝臟病雜志，2005，13(5):359－361.

［12］林建華，張建平，賀晶，等.低分子肝素在產科中的應用［J］.現代婦產科進展，2007，16(6):401 －409.