臨床與檢驗醫學

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研究文章
抗凝治療的發展:以新型抗凝藥物為重點

Sheshadri Narayanan

美國紐約康奈爾大學威爾醫學院病理與檢驗醫學係

*通訊作者:Sheshadri Narayanan,美國紐約康奈爾大學威爾醫學院病理與檢驗醫學係,電子郵件:shn2011@med.cornell.edu


摘要

抗凝治療已經從使用傳統的抗凝藥物,如未分離的肝素和低分子肝素(LMWHs)發展到使用直接凝血酶和Xa因子抑製劑。乙酰水楊酸(阿司匹林)的使用限製導致了針對血小板P2Y的藥物的開發12ADP受體。口服新型抗凝藥物比傳統的口服抗凝藥物更有優勢。與華法林不同的是,新的Xa因子直接抑製劑不需要通過測量凝血酶原時間(PT)來監測INR(國際歸一化比率)。與其中一些藥物相關的藥物基因組變異影響患者的管理。凝血實驗室麵臨的挑戰是提出新的分析方法來評估治療的效果。


簡介

在討論抗凝劑之前,讓我們先討論一下凝血的一些基本概念。

凝結形成的第一步是血小板粘附在破裂血管暴露的內皮表麵。血小板通過糖蛋白b- ix - v受體複合體(或cd42)粘附在von Willebrand (vW)因子上,vW是暴露在內皮表麵的多聚蛋白。在血小板粘附過程中,除vW因子外,膠原蛋白等其他配體也被特異性的血小板膜受體識別。血小板與內皮下基質配體的粘附激活血小板膜脂肪酶,導致血小板膜釋放花生四烯酸。花生四烯酸被環氧合酶-1酶進一步轉化為前列腺素環內過氧化物(PGG)2和PGH2).廣泛使用的藥物阿斯匹林(乙酰水楊酸)抑製環氧化酶-1,從而保持完整血管中血液的流動性。環內過氧化物又被血栓烷合成酶轉化為血栓烷A2.後者觸發血小板釋放二磷酸腺苷(ADP)致密顆粒,通過血小板ADP P2Y促進血小板聚集1和P2Y12受體。血小板的激活啟動了一係列細胞內信號事件,導致血小板糖蛋白IIb/IIIa受體的構象變化,使受體容易與纖維蛋白原結合,最終形成血小板栓並開始凝血。當血小板被凝血酶和膠原蛋白等強激動劑聚集時,血小板膜磷脂、磷脂酰絲氨酸被轉移到血小板膜的外表麵,兩種主要的凝血因子複合物(緊張酶和凝血酶原複合物)在其上組裝。在鈣存在的情況下,激活因子IXa和viia結合後,張力酶複合體導致激活因子X (Xa)的生成。凝血酶原複合體是由激活因子V (Va)在鈣、Xa和凝血酶原的存在下結合形成的,最終裂解凝血酶原形成凝血酶。血小板栓表麵產生的凝血酶將纖維蛋白原轉化為纖維蛋白,並通過激活因子XIII (XIIIa)使其穩定,形成交聯的纖維蛋白凝塊[1,2]。凝血機製的其他方麵,如組織因子途徑涉及因子VII (VIIa),通過纖溶途徑調節凝血和前列環素(PGI)的作用2)調節血小板激活,所有這些都超出了本綜述的範圍。

抗凝治療方法

許多新的抗凝血藥物已經在臨床試驗中進行了評估。在這篇綜述中,我隻選擇討論其中的一小部分。這些抗凝劑可分為“間接抑製劑”或“直接抑製劑”。

間接的抑製劑

未分離肝素(UFH)通過與抗凝血酶(AT)結合並激活其長期以來一直是一種間接的凝血抑製劑。含18個以上五糖鏈的UFH可以同時抑製凝血酶和Xa因子。然而,肝素- at複合物不能抑製凝血酶和隔離在纖維蛋白凝塊中的Xa因子。從動物來源(如豬腸)分離出的UFH的其他缺點是可能產生汙染,正如2008年所見,當時中國生產的幾批UFH由於受到了硫酸chrondroitin的汙染而被迫召回。還有一種風險是定向於血小板因子4的肝素依賴性抗體與血小板結合,導致肝素誘導血小板減少症(HIT)。

由化學或酶處理UFH製備的低分子量肝素(LMWHs),因為它們隻有少於18個五碳糖鏈,可以通過與抗凝血酶結合抑製Xa因子。LMWHs具有更大的生物利用度和更長的半衰期,使其適合一天一次或兩次給藥,並與UFH一樣需要實驗室監測。它們與血小板的相互作用也更少,患HIT的風險也更低。合成的低分子肝素製劑含有at結合的五糖區,旨在抑製Xa因子,與UFH製備的低分子肝素相比,具有很高的純度。它們與血小板的相互作用也更少,而且可以每天服用一次,不需要實驗室監測。LMWHs不能抑製凝塊結合因子Xa,像UFH一樣必須經腸外給藥[1,3]。據報道,一種合成的十六糖可以抑製Xa因子和凝血酶。它不與血小板因子4 (PF4)或纖維蛋白結合,因此也可以抑製血栓結合的凝血酶[3]。需要注意的是,未分離的肝素和低分子肝素仍然是心髒和骨科手術中使用的主要抗凝劑,隨後經常切換到Xa因子或凝血酶的直接抑製劑。

直接抑製劑

與UFH和LMWHs相比,這些專門針對凝血酶或Xa因子的抑製劑可以分別抑製遊離和凝血酶和Xa因子。

直接凝血酶抑製劑:最有效的凝血酶抑製劑是水蛭素,最初從水蛭的唾液腺分離出來水蛭medicinalis.它與凝血酶結合得非常緊密,抑製常數(K) 10個-15年米(femtomolar)。與肝素不同的是,當複合物與凝血酶結合時,肝素與抗凝血酶分離並被再利用,水蛭素與凝血酶結合是摩爾/摩爾的,是不可逆的。雖然過量的肝素可以用魚精蛋白硫酸鹽中和,但沒有這樣的解毒劑可以中和水蛭素或重組水蛭素。設計用於治療的後者伴隨出血發作,因此需要仔細的劑量和實驗室監測Ecarin凝血時間。該測試是基於從蛇毒中分離出的一種酶EcarinEchis鰭能將凝血酶原轉化為凝血酶。由於水蛭素一形成就會抑製美唑凝血酶,隻有當所有水蛭素與美唑凝血酶複合後,生成的額外的美唑凝血酶才能將纖維蛋白原轉化為纖維蛋白並使樣品[1]凝固。介紹了水蛭素的改進型如水蛭素、水蛭素和比瓦水蛭素。

Bivalirudin它與凝血酶的結合是可逆的,已經被發現適合用於經皮冠狀動脈介入治療(PCI)。在ST段抬高的心肌梗死[4]患者中,它的療效也優於UFH +抗體togpii - iiia (ReoPro)。阿加曲班(M. wt. 532 Da)屬於一類稱為擬肽劑的凝血酶抑製劑,是一種可逆的凝血酶抑製劑(K19 nM)並被用於治療HIT患者。雖然這些直接凝血酶抑製劑在缺乏血小板反應性方麵具有優勢,但它們必須通過靜脈注射。

達比加群酯是一種很有前途的特異性和可逆性凝血酶抑製劑。627.7 Da)是一種以苯甲脒為基礎的分子,它的另一個優點是可以口服。它是一種前藥,在肝髒中迅速轉化為活性達比加群,在攝入後2小時內血漿中達到最大濃度。該藥物已經進行了臨床試驗,用於預防接受全髖關節和膝關節置換術患者的靜脈血栓栓塞(VTE)和預防房顫患者的中風[5,6]。這些研究表明,固定劑量的達比加群酯與華法林的療效相同,安全性相似,而且不像華法林需要實驗室監測。事實上,美國食品和藥物管理局(FDA)在2010年10月批準了達比格川用於預防心房纖顫患者的中風。但是,達比加群會刺激胃酸的產生,因此會對胃腸道產生副作用。它也可能不適合腎髒疾病患者,因為80%的藥物是由腎髒排泄。

直接Xa因子抑製劑

利伐沙班、阿呱沙班和愛多沙班是經過廣泛臨床研究的直接Xa因子抑製劑中的幾個例子。在這篇綜述中,我將隻討論利伐沙班和阿呱沙班。這些抑製劑是小分子,是Xa因子的高度特異性可逆抑製劑,可以固定劑量給藥,不需要常規實驗室監測。它們抑製遊離的和凝塊結合的Xa因子和凝血酶原活性。考慮到Xa因子的一個分子可以產生1000個凝血酶分子,Xa因子作為抑製靶標非常有吸引力,因為它可以阻止凝血酶爆發。與華法林相比,它們的半衰期相對較短,在預防和治療血栓栓塞性疾病(深靜脈血栓形成、肺栓塞)方麵已顯示出其潛力。它們被細胞色素p - 4503a4 (CYP3A4)亞型代謝,是p -糖蛋白的底物。因此,誘導或抑製這兩種途徑之一的藥物或草藥將對這些Xa直接因子抑製劑的藥代動力學產生影響,並需要調整劑量。

Rivaroxaban:兩項比較利伐沙班(一種惡唑烷酮衍生物)的主要研究的結果。435.9 Da)與低分子肝素(依諾肝素)和維生素K拮抗劑(華法林或阿昔庫瑪爾)分別用於急性深靜脈血栓(DVT)和急性肺栓塞患者[7]。與依諾肝素、華法林或阿昔考瑪諾相比,利伐沙班最初口服劑量為15 mg,每天2次,持續3周,隨後為20 mg,每天1次,治療靜脈血栓是安全有效的。利伐沙班起效迅速,半衰期為7 - 12小時,而華法林的半衰期為20 - 60小時。考慮到藥物的半衰期很短,在不需要肝素的情況下迅速起效也需要患者嚴格依從性。

Apixaban:一項研究已經證實這種Xa因子抑製劑(M.wt。與依諾肝素(40 mg/天)[8]相比,口服2.5 mg/天兩次的劑量對接受全髖關節置換術的患者更有效。然而,在與依諾肝素相似的出血情況下,阿呱沙班治療與更少的血栓栓塞事件相關。阿呱沙班的半衰期是12小時,和利伐老沙班一樣,需要患者嚴格遵守。

靶向血小板ADP P2Y的藥物12受體

阿司匹林(乙酰水楊酸)通過抑製環氧合酶-1酶,阻止花生四烯酸轉化為前列腺素環內過氧化物(PGG)2和PGH2)和隨後產生的血栓素A2從而防止血液凝結,導致了針對血小板ADP P2Y的藥物的開發12受體。阿司匹林的局限性除了胃腸道副作用外,還包括一些病人對阿司匹林產生耐藥性。這些患者可以通過口服藥物來抑製ADP與血小板P2Y的結合12受體從而阻止血小板聚集。兩種血小板受體P2Y的相互作用1和P2Y12是ADP信號轉導所必需的。P2Y1激活導致血小板形狀的改變和血小板聚集的弱階段。然而,它是P2Y12激活,進而導致GPIIb-IIIa受體激活,最終形成穩定的血小板聚集體。硫代吡啶是一類不可逆抑製ADP P2Y的分子12受體。這類藥物中廣泛使用的是氯吡格雷:它是一種前藥,由肝髒中的細胞色素P450 (CYP2C19)亞型轉化為其活性形式,抑製ADP與血小板P2Y結合12受體從而阻止血小板聚集。在75毫克的標準劑量下,需要4到5天才能達到最大的血小板抑製效果,這是緩慢的,然而,通過給予300到600毫克的加載劑量,可以減少到3到5小時。這種抑製是不可逆的,並且在血小板的整個生命周期內持續存在,這對於需要冠狀動脈搭橋術(CABG)的患者是有問題的,因為他們會增加出血的風險。這種被稱為Plavix的商業化藥物的廣泛使用發現,CYP2C19等位基因*2到*5突變的受試者是氯吡格雷代謝不良的受試者,與正常代謝的野生型*1等位基因相比,存在血栓形成的風險。相比之下,CYP2C19等位基因*17突變的人是超快速代謝者,他們需要的藥物劑量更小。這種對氯吡格雷治療需要根據個人基因型量身定製這一事實的高度認識,導致了使用一種自動檢測方法來檢測CYP2C19等位基因*2、*3和*17中的突變。在一項薈萃分析的9項研究中,有冠狀動脈支架並接受氯吡格雷治療的患者,僅攜帶一個功能降低的CYP2C19等位基因的攜帶者與攜帶野生型等位基因的患者相比,支架血栓形成的風險增加了167%。在2個功能減弱的等位基因[10]的攜帶者中,這種風險增加得更加顯著。在無反應者中,將標準劑量的氯吡格雷增加一倍似乎沒有什麼效果,這是從gravas(用驗證試驗測定反應性-對血栓形成和安全性的影響)的結果中得到的。驗證試驗是一種血小板功能測試試驗,測量P2Y的抑製12受體)。gravas是一項多中心安慰劑對照研究,旨在確定基於Verify Now試驗獲得的結果建立的高維持劑量氯吡格雷治療是否能減少經皮冠狀動脈介入治療(PCI)後的缺血事件。除了CYP2C19多態性外,參與藥物轉運的ABCB1基因也可能與患者對氯吡格雷的反應性有關。這使我們想到使用替代藥物來抑製對氯吡格雷無反應的患者的血小板。

Prasugrel:這種藥也屬於硫吡啶類。它和氯吡格雷一樣,是一種促藥。然而,與氯吡格雷不同的是,它在相對較低的劑量(普拉格雷的載藥劑量為60 mg,維持劑量為10 mg,而氯吡格雷的載藥劑量為300 - 600 mg,維持劑量為75 - 150 mg)下達到更快和更明顯的血小板抑製作用。與氯吡格雷一樣,血小板抑製在血小板的生命周期內是不可逆的。Prasugrel被酯酶轉化為中間代謝物,而中間代謝物又被四種不同CYP異構體中的任何一種轉化為活性代謝物。因此,它不像氯吡格雷那樣受CYP2C19功能等位基因減少的影響。Prasugrel(商品名efficiency)已被批準用於CYP2C19功能等位基因降低或血小板反應性高的患者。然而,與氯吡格雷[11]相比,老年患者和有短暫性腦缺血發作和中風病史的患者出血增加。

雖然普拉格雷和氯吡格雷都是前藥,是不可逆血小板抑製劑,其他直接作用和可逆血小板抑製劑也在使用中。替格瑞洛就是這樣一種藥物

替格瑞洛:這種藥也可以口服。它是一種抑製血小板ADP P2Y的ATP類似物12受體可逆。替格瑞洛已經進行了廣泛的研究,包括一項在18,624名患有急性冠狀動脈綜合征[12]的住院患者中與氯吡格雷進行比較的試驗。

藥物基因組學變異性:我先前討論了CYP2C19的一些等位基因突變對氯吡格雷藥代動力學的影響。華法林的治療受其代謝相關基因變異的影響。華法林以兩種對映體形式存在(R-和S-華法林)。r -華法林由CYP1A2和CYP3A4亞型代謝。s -華法林比r -對映體強2 - 5倍,通過肝微粒體CYP2C9亞型代謝為不活躍的s -7-羥基華法林。CYP2C9*2和CYP2C9*3變異等位基因攜帶者的酶活性分別下降30%和80%,這使他們過度抗凝和出血的風險增加,除非華法林劑量降低。維生素K環氧化物還原酶複合體亞基1 (VKORC1)基因的變異也影響華法林的療效。華法林的藥效取決於其對維生素K環氧化還原酶的抑製作用。這種酶參與了活性形式維生素K的生成途徑,需要將γ羧基添加到依賴於維生素K的凝血因子II、VII、IX和X上,從而促進[1]的凝血過程。VKORC1基因的變異決定了維持穩定抗凝所需的華法林劑量。 Compared to wild type, the two variants of the VKORC1 gene (the CT and TT genotypes) required 27% and 47% reduction in warfarin dosage respectively to maintain stable anticoagulation [14]. This inter-individual genetic variability makes it imperative for warfarin dosage to be determined by montoring the patient’s INR (international normalized ratio) derived from prothrombin time measurements. Ultimately determination of the patient’s genotype is the best way to establish the stable warfarin dosage required to maintain anicoagulation without the risk of encountering overanticoagulation and bleeding or insufficient anticoagulation and clotting.

草藥對治療的影響

誘導或抑製細胞色素P450 (CYP)異構體的草藥影響抗凝治療。草藥對華法林治療的影響可能從失去療效和凝血到威脅生命的並發症,如過量使用導致的出血。

聖約翰草是一種廣泛用於治療抑鬱症的草藥,通過誘導CYP2C9、CYP1A2和CYP3A4亞型影響R-和s -華法林的生物利用度,需要向上調整劑量。服用人參兩周後,INR會下降50%,停藥後INR會恢複正常。據報道,飲用豆漿4周後,INR也有所下降。據報道,洞壁、雀靈高、丹參和去七子可提高INR。其他一些增加INR的草藥或草藥製劑的例子包括甘菊茶和蜂王漿[15]。臨床醫生和實驗室都應該警惕這種草藥-抗凝藥物相互作用,以優化治療。

評估治療效果的更新實驗室測試

我已經講過使用分子分析的基因型患者,以識別CYP2C19等位基因的多態性,從而能夠根據患者的基因型調整氯吡格雷的劑量。我還提到了使用基因分型來識別CYP2C9和VKORC1基因的多態性,以有效優化華法林的劑量。雖然這些測試仍不在常規凝血實驗室的範圍內,但它們確實允許臨床醫生優化氯吡格雷和華法林等藥物的劑量,並避免出血或血栓形成等危及生命的情況。此外,分子檢測隻需進行一次,即可獲得患者的基因型譜,以指導後續的所有治療。

使用基於比濁度的光學檢測的微珠凝集技術已被用於測定對阿司匹林和血小板ADP P2Y的耐藥性12受體抑製劑,如氯吡格雷[16]。這個名為Verify Now的自動化係統是為即時檢測而設計的,包括一台分析儀和一次性檢測盒,檢測盒由包有纖維蛋白原的小珠、血小板激活劑和緩衝劑組成。含有特定激動劑的單獨藥盒可用於測量阿司匹林或血小板ADP P2Y12受體抑製-耐藥。隨著全血的加入,血小板凝集過程導致測量到的透光率增加。抑製血小板聚集會導致透光率降低。結果以阿司匹林耐藥的“阿司匹林反應單位”(ARUs)或P2Y表示12氯吡格雷耐藥反應單元(PRUs)。由於該方法基於激活血小板對纖維蛋白原包被小球的凝集,因此不能用於可能正在服用GPIIb-IIIa受體抑製劑的患者。阿司匹林抑製後也可以通過測量尿11-脫氫血栓素B2的水平。

抑製血小板ADP P2Y12受體使用氯吡格雷和其他噻吩吡啶類藥物也可隨後用流式細胞術測定全血中細胞內血小板血管擴張劑刺激的磷酸蛋白(VASP)磷酸化[17]。該測試的基本原理在於,血小板內肌動蛋白調節蛋白VASP的磷酸化依賴於血小板ADP P2Y的激活水平12它是被噻吩吡啶類藥物抑製的受體。

活化部分凝血活酶時間(APTT)對監測肝素治療不敏感,導致越來越多地使用抗Xa因子顯色法來更準確地評估肝素水平。APTT也不足以監測直接凝血酶抑製劑,如水蛭素,已經讓位於我之前討論過的Ecarin凝血時間。通過測定凝血酶原時間(PT)來估計影響INR的許多變量,如果新的口服抗凝藥取代華法林,將有望產生曆史意義。

結論

隨著新的抗凝血藥物的推出,我們認識到一劑藥並不適用於所有的藥物。治療必須根據患者的基因型進行個體化治療。生活方式,如飲食、藥物和以草藥為基礎的補充劑可以幹擾參與抗凝血藥物代謝的酶異構體,臨床醫生和實驗室都應該對這種幹擾保持警惕。隨著新的化驗方法的引入,實驗室麵臨著驗證這些化驗方法的挑戰,並描述其性能特征,包括其局限性。隨著新的抗凝劑的發現和使用的進展,凝血實踐的範圍正在擴大。


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條信息

文章類型:研究文章

引用:Narayanan S(2017)抗凝治療的演變:關注新型抗凝藥物。臨床檢驗醫學2(1):doi http://dx.doi.org/10.16966/2572-9578.110

版權:©2017 Narayanan S.這是一篇開放獲取的文章,根據創作共用署名許可協議發布,該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、發布和複製,前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

  • 收到日期:2月21日2017

  • 接受日期:3月10日

  • 發表日期:3月14日