低分子肝素作用机制、特点及血透中应用

低分子肝素作用机制、特点低分子肝素作用机制、特点及血透中应用及血透中应用陆福明陆福明复旦大学附属华山医院复旦大学附属华山医院主要内容主要内容 肝素、低分子肝素的作用机制肝素、低分子肝素的作用机制 低分子肝素的特点低分子肝素的特点 低分子肝素在血透中应用低分子肝素在血透中应用历史回顾历史回顾19161916年，美国年，美国 McLean McLean 发现了肝素；发现了肝素；2020多年以后，多年以后，BrinkhousBrinkhous及其同事证实，肝素抗凝及其同事证实，肝素抗凝活性的激活需要一种血浆辅助因子；活性的激活需要一种血浆辅助因子；19681968年，年，AbildgaardAbildgaard将这种因子称为抗凝血酶将这种因子称为抗凝血酶IIIIII，现在称为抗凝血酶（现在称为抗凝血酶（antithrombinantithrombin,AT,AT）；）；二十世纪七十年代，二十世纪七十年代，RosenbergRosenberg等人进一步阐明了等人进一步阐明了肝素肝素/抗凝血酶（抗凝血酶（ATAT）的相互作用机制的相互作用机制 ；肝素早期的制备过程肝素的作用机制肝素的作用机制肝素是硫酸化的糖胺聚糖，平均分子量肝素是硫酸化的糖胺聚糖，平均分子量15 000 Da（10 00056 000 Da）；）；肝素的抗凝作用需要抗凝血酶（肝素的抗凝作用需要抗凝血酶（AT）和肝素辅和肝素辅助因子助因子II（HC-II）的参与，其中的参与，其中AT占有占有80%的的作用作用；1980年，年，Lindehl证实，仅证实，仅1/3的肝素对的肝素对AT具有具有高亲和力，高亲和的区域为高亲和力，高亲和的区域为戊聚糖戊聚糖；肝素的作用机制肝素的作用机制 抗凝血酶通过其抗凝血酶通过其精氨酸反应精氨酸反应中心使凝血酶以及其他凝中心使凝血酶以及其他凝血因子的血因子的丝氨酸活化中心丝氨酸活化中心失活而起到抗凝作用；失活而起到抗凝作用；肝素与抗凝血酶中的赖氨酸结合后，抗凝血酶的精氨肝素与抗凝血酶中的赖氨酸结合后，抗凝血酶的精氨酸反应中心构象发生改变，从而使抗凝血酶由慢反应酸反应中心构象发生改变，从而使抗凝血酶由慢反应凝血酶抑制剂变为凝血酶抑制剂变为快反应抑制剂快反应抑制剂，活性可增加，活性可增加10001000 20002000倍；倍；抗凝血酶与凝血因子丝氨酸活化中心以共价键结合，抗凝血酶与凝血因子丝氨酸活化中心以共价键结合，当肝素从复合体中解离出来，还可参与再利用；当肝素从复合体中解离出来，还可参与再利用；AT肝素肝素戊多糖序列戊多糖序列肝素的作用方式肝素的作用方式通过抗凝血酶（通过抗凝血酶（ATAT）间接作用于凝血酶（间接作用于凝血酶（thrombinthrombin ）21凝血酶凝血酶肝素与内皮细胞的作用肝素与内皮细胞的作用 肝肝素素中中和和内内皮皮细细胞胞表表面面的的电电荷荷，促促进进内内皮皮细细胞胞释释放放组组织织因因子子途途经经抑抑制制物物（TFPITFPI），灭灭活活组组织因子织因子+VIIaVIIa复合物，减少了复合物，减少了XaXa的活化的活化 。肝素与辅助因子的作用肝素与辅助因子的作用 大大于于2424个个糖糖单单位位的的肝肝素素，还还可可以以通通过过和和肝肝素素辅辅助助因因子子IIII结结合合，激激活活肝肝素素辅辅助助因因子子，直直接接催催化化灭灭活活IIaIIa因因子子而而发发挥挥抗抗凝凝作作用用。此此作作用用不不依依赖赖于于抗抗凝凝血血酶酶。但但是是此此效效应应需需要要高高浓浓度度的的肝素，在体内难以达到。肝素，在体内难以达到。肝素与血小板的作用肝素与血小板的作用肝肝素素与与vWFvWF（血血管管性性血血友友病病因因子子）结结合合，影影响响血血小小板板的的黏黏附附和和聚聚集集，使使微微血血管管的的通通透透性性增增强强，与肝素引发的出血有关；与肝素引发的出血有关；肝肝素素在在不不同同条条件件下下分分别别可可促促进进或或抑抑制制血血小小板板聚聚集；集；肝素的局限性肝素的局限性 药代动力学局限性药代动力学局限性 物理学局限性物理学局限性 生物学局限性生物学局限性药代动力学局限性药代动力学局限性 肝肝素素可可与与血血浆浆蛋蛋白白、巨巨噬噬细细胞胞、内内皮皮细细胞胞及及细细胞胞外外基基质质结结合合，致致使使肝肝素素的的抗抗凝凝效效应应个个体体差差异异极极大大，所所以以必必须须监监测测活活化化的的部部分凝血活酶时间（分凝血活酶时间（APTTAPTT）。）。物理学局限性物理学局限性肝素对与血小板或凝血酶原酶复合物结合的肝素对与血小板或凝血酶原酶复合物结合的XaXa因子不因子不起作用；起作用；肝素无法灭活与纤维蛋白或细胞外基质结合肝素无法灭活与纤维蛋白或细胞外基质结合IIaIIa因子；因子；当停用肝素或血浆肝素水平下降时，上述结合的凝血当停用肝素或血浆肝素水平下降时，上述结合的凝血因子被释放出来，造成凝血活性的反弹，是因子被释放出来，造成凝血活性的反弹，是血栓再闭血栓再闭塞的重要原因塞的重要原因。生物学局限性生物学局限性 骨质减少症和血小板减少症骨质减少症和血小板减少症(HIT)HIT)骨质减少症骨质减少症是由于肝素与成骨细胞结合，是由于肝素与成骨细胞结合，导致破骨细胞激活所致；导致破骨细胞激活所致；血小板减少症血小板减少症(HIT)HIT)发生率：发生率：使用肝素的患者中使用肝素的患者中35%。发生发生HIT后，并发后，并发动脉或静脉血栓动脉或静脉血栓1015%，其中，其中30%30%的病例死亡的病例死亡或需要接受血管切除术。或需要接受血管切除术。机制：机制：是由于肝素与血小板是由于肝素与血小板4 4因子因子(PF4)PF4)结合形成了结合形成了与与HITHIT抗体结合的抗原，导致自身免疫反应。抗体结合的抗原，导致自身免疫反应。血小板减少症血小板减少症(HIT)HIT)临床特点：临床特点：1）多于使用肝素后）多于使用肝素后510天发生；天发生；2 2）血小板低于）血小板低于6060 10109 9/L L；3）当血小板突然降至当血小板突然降至 1010 10109 9/L L 以下或者的血小板以下或者的血小板数量降到数量降到50%，应引起高度注意；，应引起高度注意；4）血栓发生很突然，并发静脉血栓居多，典型表现）血栓发生很突然，并发静脉血栓居多，典型表现为远端微血管闭锁，逐渐发生坏疽。为远端微血管闭锁，逐渐发生坏疽。动脉的肢体坏疽动脉的肢体坏疽 Used with permission from Warkentin TE,Elavathil LJ,Hayward CPM,Johnston MA,Russett JI,Kelton JG.Ann Intern Med.1997;127:804812.HITHIT治疗措施中可以使用及不可使用治疗措施中可以使用及不可使用的药物的药物药物 使用 不用 注解华法令 x当缺乏抗凝血制剂时，华法令促进肢体静脉 的坏疽；血小板 x输注血小板只是“火上浇油”；LMWH x当发生HIT或 HITTS(HIT血栓形成综合征)时，低分子肝素和肝素诱导的血小板抗体 交叉反应率（80%）；水蛭素（Hirudin）x肾功能不全，水蛭素抗体形成的患者不适用 或用低剂量；血浆置换 x 从活化的血小板上移走微粒，不是标准的适应症阿司匹林 x 可以抑制HIT激活的血小板的抗体 氯吡格雷 x GpIIb/IIIa 抑制剂 x10/主要内容主要内容肝素、低分子肝素的作用机制肝素、低分子肝素的作用机制低分子肝素的特点低分子肝素的特点低分子肝素在血透中应用低分子肝素在血透中应用低分子肝素是通过化学或酶学解聚的方法从普通肝素中衍生出低分子肝素是通过化学或酶学解聚的方法从普通肝素中衍生出来的片断，长度为普通肝素的来的片断，长度为普通肝素的1/31/3。低分子肝素的制备方法低分子肝素的制备方法低分子肝素低分子肝素 制备方法制备方法速避凝速避凝 亚硝酸解聚法亚硝酸解聚法 法安明法安明 亚硝酸解聚法亚硝酸解聚法+Ultimol提纯提纯依诺肝素依诺肝素 苄基化后进行碱解聚苄基化后进行碱解聚 Ardeparin(Normiflo)过氧化解聚法过氧化解聚法 Tinzaparin(Innohep)使用肝素酶进行酶法解聚使用肝素酶进行酶法解聚 普通肝素和低分子肝素的普通肝素和低分子肝素的差异差异作用机理作用机理作用机理作用机理肝素抗Xa因子和抗IIa因子活性随着分子量的变化而改变Anti-Anti-XaXa activity activityAnti-Anti-IIaIIa activity activity.5,00010,00015,00020,0002001000MWAcivity(U/mg)肝素抗肝素抗XaXa/抗抗IIaIIa 1:1 1:1；LMWHLMWH抗抗XaXa/抗抗IIaIIa 2:1 2:1或或4:14:1肝素的分子量与抗凝活性肝素的分子量与抗凝活性肝素单糖肝素单糖 分子量分子量 抗抗-Xa 抗抗-IIa 8 2400 1.30 无无 12 3600 2.58 无无 16 4800 1.60 无无 18 5400 0.95 0.51 24 7200 1.30 1.21低分子肝素的优势低分子肝素的优势 UFH UFH与与LMWHLMWH的抗凝活性、药物动力学特性以的抗凝活性、药物动力学特性以及生物学方面的差异来自于：及生物学方面的差异来自于：1.1.LMMHLMMH平均分子量小（平均分子量小（45004500 5000 5000 DaDa）分布分布范围窄（范围窄（10001000 10 000 10 000 DaDa）；）；2.2.LMWH LMWH 与其他物质结合力较低；与其他物质结合力较低；低分子肝素与其它物质结合力低分子肝素与其它物质结合力低低 结合靶点结合靶点 生物学效应生物学效应 临床意义临床意义凝血酶凝血酶 抗抗Xa/IIa 比率增加比率增加 未知未知蛋白蛋白 抗凝效应预测性更高抗凝效应预测性更高 无需监测抗凝效应无需监测抗凝效应巨噬细胞巨噬细胞 只通过肾脏机制清除只通过肾脏机制清除 血浆半寿期较长，血浆半寿期较长，皮下皮下 注射注射 每日每日12次次血小板血小板 受受PF4影响小，肝素依影响小，肝素依 HIT发生率较低发生率较低 赖性抗体发生率较低赖性抗体发生率较低成骨细胞成骨细胞 破骨细胞活化减低破骨细胞活化减低 骨质减少发生率较低骨质减少发生率较低主要内容主要内容 肝素、低分子肝素的作用机制肝素、低分子肝素的作用机制 低分子肝素的特点低分子肝素的特点 低分子肝素在血透中应用低分子肝素在血透中应用低分子肝素在血透中应用低分子肝素在血透中应用凝血因子影响凝血因子影响脂代谢影响脂代谢影响骨代谢影响骨代谢影响血透生物相容性影响血透生物相容性影响血透低血压与血透低血压与NO释放影响释放影响对凝血因子的影响LMWH SHAPTT(s)45.4 12.8 57.1 13.1TAT(ngm1)2.51 0.67 2.73 0.33FPA(g/L)2.53 0.25 2.99 0.53-TG(g/L)16.49.8 18.8 7.1PF4(ngm1)42.703.44 0.11 0.99StefoniStefoni等对等对等对等对5454例使用两种抗凝剂的例使用两种抗凝剂的例使用两种抗凝剂的例使用两种抗凝剂的MHDMHD患者进行患者进行患者进行患者进行3636个月随访个月随访个月随访个月随访Nephron.2002;92(3):589-600LMWH在血透抗凝中应用在血透抗凝中应用26例患者使用肝素血透前后各指标变化例患者使用肝素血透前后各指标变化项目项目血透前血透前30min结束前结束前15minP值值抗抗FXa因因子子(IU/ml)0.130.110.59 0.160.15 0.16NSTT(s)18.1910.25不凝不凝不凝不凝APTT(s)45.4316.64不凝不凝108.332.910.001吴素梅等，中国生化药物杂志，2003，24（5）：254-255与血透前比较：1P0.001；与肝素组比较：2P0.001LMWH在血透抗凝中应用在血透抗凝中应用26例患者使用例患者使用LMWH血透前后各指标变化血透前后各指标变化项目项目血透前血透前30min结束前结束前15minP值值抗抗FXa因因子子(IU/ml)0.120.130.68 0.250.50 0.231,20.001 TT(s)24.82 19.0774.67 36.1834.14 18.04NSAPTT(s)43.91 21.2378.21 25.7956.32 20.51NS吴素梅等，中国生化药物杂志，2003，24（5）：254-255与血透前比较：1P0.001；与肝素组比较：2P1.2 IU/ml第第3-4h：0.4-1.2 IU/ml4h血透结束：血透结束：0.4 IU/ml第第10h：0.4 IU/ml第第24h：0.1 IU/mlGuillet B et al：NDT 2003，18（11）：2348-2353结论结论单剂单剂LMWH可使抗可使抗Xa活性活性10h内维持在血内维持在血透抗栓要求水平透抗栓要求水平高危出血病人宜采取小剂量持续给药或无高危出血病人宜采取小剂量持续给药或无肝素法肝素法Guillet B et al：NDT 2003，18（11）：2348-2353LMWH和肝素在和肝素在AN69ST膜血透膜血透中应用中应用AN69膜富含阴电荷，易激发凝血反应膜富含阴电荷，易激发凝血反应AN69膜涂上正电荷的聚乙烯胺膜涂上正电荷的聚乙烯胺AN69ST膜膜体外试验：体外试验：LMWH和肝素与和肝素与AN69ST膜最大结合膜最大结合力是其它膜力是其它膜4倍倍动物试验：动物试验：AN69ST膜肝素盐水预充后膜肝素盐水预充后HD6h无无凝血凝血AN69膜同样处理膜同样处理90凝血凝血Lavaud S.et al:NDT2003,18(10):2097-2104临床试验：临床试验：LMWH(enoxaparin)20mg单剂在单剂在30次次HD中无凝血中无凝血10mg单剂单剂7/29次斑点状血凝块次斑点状血凝块肝素肝素2000-3000u 1/150次次HD 有凝血有凝血肝素肝素2000u 5/39次次HD 有凝血有凝血APTT40s，anti-xa0.2 IU/ml即可满足血透即可满足血透抗凝抗凝结论：用结论：用AN69ST膜，膜，LMWH与肝素剂量可明与肝素剂量可明显减少，可用于高危出血病人。显减少，可用于高危出血病人。LMWH和肝素在和肝素在AN69ST膜血透中应用膜血透中应用Lavaud S.et al:NDT2003,18(10):2097-2104LMWH对脂代谢的影响 Yang发现LMWH可以降低糖尿病血透患者的TG、VLDL和TC/HDL的比率 (Am J Nephrol.1998;18(5):384-90)Lai等用LMWH替代SH后，分别有7%，30%，21%和10%的患者血清TC、TG、Lp(a)和ApoB有所降低，恢复SH抗凝后，血脂水平又有升高 （Int J Artif Organs.2001 Jul;24(7):447-55）LMWH对脂代谢的影响(mg/dl)(mg/dl)9393例例例例MHDMHD患者患者患者患者LMWHLMWH替代替代替代替代SHSH前后的血脂水平前后的血脂水平前后的血脂水平前后的血脂水平IntInt AngiolAngiol.1996 Sep;15(3):252-6.1996 Sep;15(3):252-6LMWH对血透病人血脂影响对血透病人血脂影响郭彦聪等,中国血液净化2003,2(6):311-313UFH(n18)LMWH(n16)*P0.05 vs O值P0.05 vs UFH*UFH对血透病人脂蛋白及载脂蛋白影响对血透病人脂蛋白及载脂蛋白影响UFH组组(18例例)0612P值值HDL-c(mmol/L)1.570.391.490.311.380.22#0.05LDL-c(mmol/L)2.600.272.690.482.850.52#0.05Apo-Al(g/L)1.210.161.160.161.100.11#0.05Apo-Bl(g/L)0.990.101.040.131.210.17#0.05郭彦聪等,中国血液净化2003,2(6):311-313LMWH对血透病人脂蛋白及载脂蛋白影响对血透病人脂蛋白及载脂蛋白影响LMWH组组(16例例)0612P值值HDL-c(mmol/L)1.420.331.590.253#1.780.232#*0.05LDL-c(mmol/L)2.650.452.430.382.390.41#0.05Apo-Al(g/L)1.190.191.150.121.090.200.05Apo-Bl(g/L)1.040.130.980.10.960.14*0.05郭彦聪等,中国血液净化2003,2(6):311-313LMWH改善脂代谢紊乱的机制 对脂酶的影响LPL、LCAT是TC、TG分解代谢的关键酶LMWH使患者LPL、LCAT储备的消耗减少LMWH阻断LPL、LCAT与脂蛋白结合的作用较SH弱LMWH患者的LPL、LCAT活性恢复较快SHSH与与LMWHLMWH对血透患者脂酶的影响对血透患者脂酶的影响袁伟杰 中华肾脏病杂志 2000年6月 第16卷 第3期 LMWH改善脂代谢紊乱的机制 对脂蛋白代谢的影响增加肝脏脂蛋白分泌作用较SH小Williams等等（J J ClinClin Invest.1991 Oct;88(4):1300-6 Invest.1991 Oct;88(4):1300-6）给体外培养的肝细胞分别加入给体外培养的肝细胞分别加入SH、LMWH刺激后观察肝刺激后观察肝细胞脂蛋白的分泌情况细胞脂蛋白的分泌情况 与对照组相比，与对照组相比，SH使肝脏脂蛋白分泌增加使肝脏脂蛋白分泌增加 48.70.3%与对照组相比，与对照组相比，LMWH使肝脏脂蛋白分泌仅增加使肝脏脂蛋白分泌仅增加 15.20.7%LMWH对血透病人对血透病人CHO及及TG影响影响*P0.05,*P0.01Wiemer J et al：NDT 2002，17（12）：2231-2238*n=8LMWH对血透病人对血透病人LDL组分组分影响影响LDL用密度梯度超速离心法可得用密度梯度超速离心法可得6个组分个组分紧密紧密(Dense)LDL对受体亲和力低对受体亲和力低,P t1/2长长,易受氧易受氧化修饰化修饰HD病人病人Dense LDL，CHD危险性危险性LPL活性在活性在ESRD病人中降低病人中降低TG、dense LDL肝素促肝素促LPL从血管内皮细胞表面释放从血管内皮细胞表面释放LPL清除清除LMWH对对LPL影响小影响小Wiemer J et al：NDT 2002，17（12）：2231-2238LMWH对血透病人对血透病人LDL组分影响组分影响*P0.05,*P0.01Wiemer J et al：NDT 2002，17（12）：2231-2238*骨代谢相关酶异常患者所占的比例BALPOSCTRACPPTHUFH抗凝阶段659435%88%LMWH抗凝阶段47782365结论：结论：LMWH抗凝可以显著改善抗凝可以显著改善HD患者的骨代谢紊乱患者的骨代谢紊乱Lai KN Lai KN IntInt J J ArtifArtif Organs 2001 Jul;24(7):447-55 Organs 2001 Jul;24(7):447-55 LMWH对骨代谢的影响 Bhandari等比较了LMWH和SH对骨母细胞影响发现：LMWH和SH均可浓度依赖性地抑制骨丘的形成 LMWH和SH均可浓度依赖性地降低ALP活性 发挥同等的抑制作用LMWH的浓度需是SH的6-8倍 提示:使用LMWH发生骨质疏松危险性显著低于SHThromb Haemost.1998 Sep;80(3):413-7 LMWH对骨代谢的影响 Nishiyama等给两组大鼠持续静脉注射SH和LMWH 28天：骨重量：SH组LMWH组 骨矿物质含量：SH组 LMWH组(0/15)类骨质面积：SH组LMWH组 Jpn J Pharmacol.1997 May;74(1):59-68低分子肝素改善血透生物相容性低分子肝素改善血透生物相容性血透血透10时时血透血透60时时Leitienne P.et al：NDT 2000，15（10）：1631-1637*vs LMWH P0.01vs 基线值 P0.01#*vs低剂量 P0.05血透中低血压及血透中低血压及NO产生：产生：LMWH与肝素比较与肝素比较Arici M et al：Blood Purification.2002，20（2）：145-149*P0.05NSNS*血透中低血压及血透中低血压及NO产生：产生：LMWH与肝素比较与肝素比较Arici M et al：Blood Purification.2002，20（2）：145-149*P0.05*总结总结LMWH与普通肝素是同一类物质，差别在与普通肝素是同一类物质，差别在平均平均MWLMWH在血透使用有下列特点：在血透使用有下列特点：作用时间长，可单剂注射作用时间长，可单剂注射出血风险小出血风险小脂代谢不良影响小，心血管危险性小脂代谢不良影响小，心血管危险性小骨代谢不良影响小骨代谢不良影响小血透生物相容性改善，血透急、慢性并发症小血透生物相容性改善，血透急、慢性并发症小血透低血压发生及血透低血压发生及NO产生较小产生较小