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抗凝治疗的发展:新抗凝药物的研究重点

谢沙德里·纳拉亚南

美国纽约康奈尔大学威尔医学院病理与检验医学系

*通讯作者:Sheshadri Narayanan,美国纽约康奈尔大学威尔医学院病理学和实验医学系,电邮:shn2011@med.cornell.edu


摘要

抗凝治疗已经从传统抗凝药物如普通肝素和低分子肝素(LMWH)的使用发展到直接凝血酶和因子Xa抑制剂的使用。乙酰水杨酸(阿司匹林)的使用限制导致了针对血小板P2Y的药物的开发12ADP受体。口服新型抗凝剂比传统的非肠道抗凝剂更具优势。与华法林不同,新型直接因子Xa抑制剂不需要通过测量凝血酶原时间(PT)对INR(国际标准化比率)进行实验室监测与某些药物相关的药物基因组变异性会影响患者的管理。凝血实验室面临着提出新的检测方法来评估治疗效果的挑战。


介绍

在讨论抗凝剂之前,让我们先讨论一下凝血的一些基本概念。

凝结物形成的第一步是血小板粘附在破裂血管的内皮表面。血小板通过糖蛋白Ib-IX-V受体复合物(或cd42)粘附于von Willebrand (vW)因子,这是暴露内皮表面的一种多聚体蛋白。除vW因子外,其他配体如胶原蛋白在血小板粘附过程中被特异性血小板膜受体识别。血小板粘附在内皮基质上的配体激活血小板膜脂肪酶,导致血小板膜释放花生四烯酸。花生四烯酸进一步被环氧合酶-1酶转化为前列腺素环内过氧化物(PGG)2和PGH2).广泛使用的药物阿司匹林(乙酰水杨酸)抑制酶环氧化酶-1,从而保持完整血管中的血液流动性。环状过氧化物又被血栓烷合成酶转化为血栓烷A2. 后者触发二磷酸腺苷(ADP)的血小板致密颗粒释放,通过血小板ADP P2Y促进血小板聚集1和P2Y12受体。血小板的激活引发一系列的细胞内信号事件,导致血小板糖蛋白IIb/IIIa受体的构象改变,使受体容易结合纤维蛋白原,最终导致血小板堵塞的形成和凝血的开始。当血小板被强激动剂(如凝血酶和胶原)聚集时,血小板膜磷脂、磷脂酰丝氨酸转运到血小板膜的外表面,两种主要凝血因子复合物(紧张酶和凝血酶原复合物)在其上组装。在钙存在的情况下,绷紧酶复合物导致激活因子X (Xa)与激活因子IXa和viia结合。凝血酶原复合物是在钙存在下活化因子V (Va)与Xa和凝血酶原结合形成的,最终裂解凝血酶原形成凝血酶。血小板塞表面产生的凝血酶将纤维蛋白原转化为纤维蛋白,并通过激活因子XIII (XIIIa)形成交联的纤维蛋白凝块来稳定纤维蛋白原[1,2]。凝血机制的其他方面,如组织因子途径涉及因子VII (VIIa)、纤溶途径对凝血的调节和前列环素(PGI)的作用2)在调节血小板活化方面,所有这些都超出了本综述的范围。

抗凝治疗方法

许多新的抗凝药物已经在临床试验中进行了评估。在这篇评论中,我选择只讨论其中的一小部分。这些抗凝剂可分为“间接”或“直接抑制剂”。

间接抑制剂

未分离肝素(uhf)通过与抗凝血酶(AT)结合并激活其,长期以来一直是一种间接的凝血抑制剂。五糖链大于18条的UFH对凝血酶和Xa因子均有抑制作用。然而,肝素- at复合物不能抑制凝血酶和因子Xa隔离在纤维蛋白凝块。从猪肠道等动物来源分离出的UFH的其他缺点是可能受到污染,正如2008年所看到的那样,当时中国生产的几批UFH由于受到硫酸氢钾污染而不得不召回。此外,针对血小板因子4的肝素依赖性抗体与血小板结合并导致肝素诱导血小板减少症(HIT)也存在风险。

通过化学或酶法处理UFH制备的低分子量肝素(LMWHs),因为它们只有少于18条五糖链,可以通过结合抗凝血酶抑制因子Xa。低分子肝素具有更大的生物利用度和更长的半衰期,使其适合每天一次或两次的剂量,并与UFH不同,需要实验室监测。它们与血小板的相互作用也更少,患HIT的风险也更低。合成的低分子肝素制剂含有设计用于抑制Xa因子的at结合五糖区域,与UFH制备的低分子肝素相比,其纯度明确。它们与血小板的相互作用也较少,可以每天服用一次,无需实验室监测。低分子肝素不能抑制凝血结合因子Xa,像UFH一样必须注射[1,3]。据报道,一种合成的十六糖可以抑制因子Xa和凝血酶。它不与血小板因子4 (PF4)或纤维蛋白结合,因此也能抑制凝血结合的凝血酶[3]。值得注意的是,未分离肝素和低分子量肝素仍然是心脏和骨科手术中使用的主要抗凝药物,并经常转而使用Xa因子或凝血酶的直接抑制剂。

直接抑制剂

与UFH和LMWH相反,这些专门针对凝血酶或因子Xa的抑制剂可分别抑制游离和结合凝血酶和因子Xa。

直接凝血酶抑制剂:最有效的凝血酶抑制剂是水蛭素,它最初是从水蛭的唾液腺中分离出来的药用水蛭.它以抑制常数(K)与凝血酶紧密结合10)-15M(股骨).与肝素不同,肝素在复合物与凝血酶结合时从抗凝血酶中分离并重新利用,水蛭素与凝血酶的结合为每摩尔摩尔摩尔数,且不可逆。虽然过量的肝素可以用硫酸鱼精蛋白中和,但没有此类解毒剂可用于中和水蛭素或重组水蛭素。后者设计用于治疗伴随出血发作,因此需要仔细给药并通过Ecarin凝血时间进行实验室监测。该试验基于从蛇毒中分离出的Ecarin酶这一事实棘突绦虫能将凝血酶原转化为次凝血酶。由于水蛭素一旦形成就会抑制尾凝血酶,只有当所有水蛭素与尾凝血酶结合后,额外产生的尾凝血酶才能将纤维蛋白原转化为纤维蛋白并凝血[1]样品。介绍了水蛭素的改性,如水蛭素、水蛭素和比伐卢定。

比伐卢定其与凝血酶的结合是可逆的,已被发现适合用于经皮冠状动脉介入治疗(PCI)程序。在心肌梗死ST段抬高患者中,它的表现也优于UFH加阿昔单抗(ReoPro)、抗体toGPIIb IIIa[4]。一种称为阿加曲班(M.wt.532 Da)的小分子属于一类称为拟肽的凝血酶抑制剂,是一种可逆的凝血酶抑制剂(K19 nM),用于治疗HIT患者。虽然这些直接凝血酶抑制剂在与血小板缺乏反应方面具有优势,但它们必须通过静脉注射。

达比加群乙酯是一种有前途的特异性可逆凝血酶抑制剂。627.7 Da)是一种基于苯甲脒的分子,它的额外优点是可以口服。它是一种前药,在肝脏中迅速转化为活性达比加群,在摄入后2小时内达到血浆中最大浓度。该药物已经进行了预防全髋关节和膝关节置换术患者静脉血栓栓塞(VTE)和预防房颤患者卒中的临床试验[5,6]。这些研究表明,固定剂量的达比加群乙酯与华法林具有同样的有效性,且与华法林不同,不需要实验室监测。事实上,美国食品和药物管理局(FDA)在2010年10月批准达比格川用于预防房颤患者的中风。然而,达比加群刺激产生过量的胃酸,因此有胃肠道副作用。由于80%的药物由肾脏排出,因此也不适合患有肾脏疾病的患者。

直接因子Xa抑制剂

利伐沙班、阿哌沙班和依多沙班是一些经过广泛临床研究的直接因子Xa抑制剂的例子。在本综述中,我将仅讨论利伐沙班和阿哌沙班。这些抑制剂是小分子,是因子Xa的高度特异性可逆抑制剂,可以以固定剂量给药,无需常规实验室监测。它们抑制游离和凝块结合因子Xa和凝血酶原活性。作为一种抑制性靶点,因子Xa非常有吸引力,因为考虑到因子Xa的一个分子可以产生1000个凝血酶分子,它可以阻止凝血酶爆发。与华法林相比,它们的半衰期相对较短,并已证明其在预防和治疗血栓栓塞疾病(深静脉血栓形成、肺栓塞)方面的潜力。它们由细胞色素P-450 3A4(CYP3A4)亚型代谢,是P-糖蛋白的底物。因此,诱导或抑制这两种途径的药物或草药将对这些直接因子Xa抑制剂的药代动力学产生影响,并需要调整剂量。

利伐沙班:两项比较恶唑烷酮衍生物利伐沙班(Rivaroxaban)的主要研究结果。435.9 Da),低分子量肝素(依诺肝素)和维生素K拮抗剂(华法林或acenocoumarol),一种用于急性深静脉血栓(DVT)患者,另一种用于急性肺栓塞患者已发表[7]。与依诺肝素、华法林或acenocoumarol相比,利伐沙班最初口服15mg,每日2次,持续3周,随后口服20mg,每日1次,证明治疗静脉血栓安全有效。利伐沙班起效迅速,半衰期为7 - 12小时,而华法林为20 - 60小时。由于药物的半衰期较短,在迅速起效的同时避免使用肝素也需要患者严格的依从性。

Apixaban:一项研究证实,与依诺肝素(40 mg/天)相比,每天两次口服2.5 mg的Xa因子抑制剂(M.wt.459.5 Da)对接受全髋关节置换术的患者更有效[8]然而,阿哌沙班的出血情况与依诺肝素相似,但与较少的血栓栓塞事件相关。阿哌沙班的半衰期为12小时,与利伐沙班一样,要求患者严格依从。

靶向血小板ADP P2Y的药物12感受器

阿司匹林(乙酰水杨酸)使用的局限性,它通过抑制环氧化酶1酶阻止花生四烯酸向前列腺素环内过氧化物(PGG)的转化2和PGH2)和随后生成的血栓素A2从而防止血液凝固,导致了针对血小板ADP P2Y的药物的开发12受体。阿司匹林的局限性除了胃肠道副作用外,还包括发现一些患者对阿司匹林有耐药性。这些患者可以通过口服抑制ADP与血小板P2Y结合的药物来治疗12从而阻止血小板聚集的受体。两种血小板受体P2Y的相互作用1和P2Y12是ADP信号转导所必需的。P2Y1活化导致血小板形状的改变和血小板聚集的弱期。然而,它是P2Y12Thienopyridine是一类不可逆地抑制ADP P2Y的分子12受体。该类药物中应用最广泛的是氯吡格雷:它是一种前体药物,在肝脏中被细胞色素P450 (CYP2C19)亚型转化为抑制ADP与血小板P2Y结合的活性形式12从而阻止血小板聚集的受体。在标准75 mg剂量下,达到最大血小板抑制作用的时间很慢,长达4至5天,但是,通过给予300至600 mg负荷剂量,可以将时间减少到3至5小时。这种抑制是不可逆的,并且在血小板的整个生命周期内持续存在,这对于需要冠状动脉旁路移植术(CABG)的患者来说是一个问题,而后者将面临更高的出血风险[9]。这种药物在商业上被广泛使用,称为波立维,发现CYP2C19等位基因*2至*5突变的受试者氯吡格雷代谢不良,与正常代谢的野生型*1等位基因相比,存在血栓形成的风险。相比之下,CYP2C19等位基因*17发生突变的人是超快速代谢者,需要较小剂量的药物。氯吡格雷治疗需要根据人的基因型进行调整这一事实的高度认识,导致了使用自动化分析检测等位基因*2、*3和*17中的CYP2C19突变。在对9项接受冠状动脉支架治疗和氯吡格雷治疗的患者进行的荟萃分析中,与具有野生型等位基因的患者相比,只有一个功能降低的CYP2C19等位基因的携带者发生支架血栓形成的风险增加167%。在2个功能降低等位基因的携带者中,风险增加更为显著[10]。从Gravitras的结果中可以看出,在无反应者中加倍氯吡格雷的标准剂量似乎没有什么效果(使用Verify Now试验测量反应性对血栓形成和安全性的影响)。(现在验证试验是一种测定P2Y抑制的血小板功能试验12GRAVITAS是一项多中心安慰剂对照研究,旨在确定高维持剂量氯吡格雷治疗是否能减少经皮冠状动脉介入治疗(PCI)后的缺血性事件。除了CYP2C19多态性外,参与药物转运的ABCB1基因也可能与患者对氯吡格雷的反应性有关。这使我们想到了在对氯吡格雷无反应的患者中使用替代药物来实现血小板抑制。

普拉格雷:这种药物也属于噻吩吡啶类。它和氯吡格雷一样,是一种前药。然而,与氯吡格雷不同的是,在相对较低的剂量下(普拉格雷负荷剂量为60 mg,维持剂量为10 mg,氯吡格雷负荷剂量为300 ~ 600 mg,维持剂量为75 ~ 150 mg),它能实现更快、更显著的血小板抑制。与氯吡格雷一样,血小板抑制在血小板的生命周期内是不可逆的。普拉格雷被酯酶转化为中间代谢物,而中间代谢物又被四种不同的CYP亚型中的任何一种转化为活性代谢物。因此,与氯吡格雷相比,其受CYP2C19功能等位基因减少的影响较小。普拉格雷(商品名Effient)已被批准用于CYP2C19功能等位基因减少或血小板反应性高的患者。然而,与氯吡格雷[11]相比,老年患者和有短暂性脑缺血发作和中风史的患者出血增加。

普拉格雷和氯吡格雷都是前药和不可逆血小板抑制剂,其他直接作用和可逆血小板抑制剂也在研究中。替格瑞洛就是这样一种药物

替格瑞洛:此药也可口服。这是一种抑制血小板ADP P2Y的ATP类似物12受体可逆性。已经对替卡格雷进行了广泛的研究,包括一项对18624名急性冠状动脉综合征住院患者与氯吡格雷进行比较的试验[12]。

药物基因组变异性:我之前提到了CYP2C19的某些等位基因突变对氯吡格雷药代动力学的影响。华法林治疗受其代谢相关基因变异的影响。华法林以两种对映体形式存在(R-和S-华法林)。r -华法林由CYP1A2和CYP3A4亚型代谢。s -华法林比r -对映体强2 - 5倍,可由肝微粒体CYP2C9亚型代谢为非活性的s -7-羟基华法林。CYP2C9*2和CYP2C9*3变异等位基因携带者的酶活性分别降低了30%和80%,这使他们过度抗凝和出血的风险增加,除非降低华法林剂量[13]。维生素K环氧化还原酶复合物亚基1 (VKORC1)基因的变异也影响华法林的疗效。华法林的疗效取决于其对维生素K环氧化还原酶的抑制作用。该酶参与维生素K活性形式的产生途径,维生素K活性形式需要向维生素K依赖的凝血因子II、VII、IX和X添加羧基,从而促进[1]的凝血过程。VKORC1基因的变异决定了维持稳定抗凝所需的华法林剂量。 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.

中药对治疗的影响

诱导或抑制细胞色素P450 (CYP)亚型的草药影响抗凝治疗。草药对华法林治疗的影响可能从失去疗效和凝血到因过量使用而出血等危及生命的并发症。

圣约翰草,广泛用于治疗抑郁症的草药,通过诱导CYP2C9, CYP1A2和CYP3A4亚型影响R-和s -华法林的生物利用度,需要调整剂量上升。INR的下降可高达50%,可发生在食用人参两周后,停止药草后INR正常化。据报道,食用豆奶4周后,印度卢比也有所下降。据报道,中药东魁、茯苓高、丹参和围棋有提高INR的作用。其他一些增加INR的草药或草药制剂的例子包括甘菊茶和蜂王浆[15]。临床医生和实验室都应该警惕这种草药和抗凝血药物的相互作用,以优化治疗。

评估治疗效果的新实验室测试

我已经介绍了使用分子分析对患者进行基因分型,以确定CYP2C19等位基因的多态性,从而能够根据患者的基因型调整氯吡格雷的剂量。我还提到了使用基因分型鉴定CYP2C9和VKORC1基因多态性,以便有效优化华法林剂量。虽然这些试验仍不属于常规凝血实验室的范畴,但它们确实允许临床医生优化氯吡格雷和华法林等药物的剂量,避免出血或血栓形成等危及生命的情况。此外,只需进行一次分子检测即可获得患者的基因型特征,以指导所有后续治疗。

基于比浊法的光学检测的药筒微珠凝集技术已用于确定阿司匹林和血小板ADP P2Y的耐药性12受体抑制剂,如氯吡格雷[16]。名为Verify Now的自动化系统是为护理点测试而设计的,它包括一个分析仪和由纤维蛋白原包衣珠、血小板活化剂和缓冲液组成的一次性分析盒。可使用带有特定激动剂的单独药盒测量阿司匹林或血小板ADP P2Y12受体抑制剂耐药性。加入全血后,血小板凝集过程会导致测量的透光率增加。抑制血小板聚集会导致透光率降低。结果以阿司匹林抵抗的“阿司匹林反应单位”(ARU)或P2Y表示12氯吡格雷耐药反应单位(pru)。由于该试验是基于活化的血小板对纤维蛋白原包被珠的凝集作用,因此不能用于可能服用GPIIb-IIIa受体抑制剂的患者。阿司匹林抑制后还可测量尿11-脱氢血栓烷B2水平。

抑制血小板ADP P2Y12受体氯吡格雷和其他噻吩吡啶类药物也可随后在全血中通过流式细胞术测量细胞内血小板血管扩张剂刺激磷酸化蛋白(VASP)的磷酸化[17]。这项检测的基本原理在于,VASP是一种血小板内肌动蛋白调节蛋白,它的磷酸化依赖于血小板ADP P2Y的激活水平12噻吩吡啶类药物抑制的受体。

活化部分凝血活酶时间(APTT)监测肝素治疗的不敏感性导致越来越多地使用抗因子Xa显色法来更准确地评估肝素水平。APTT也不足以监测直接凝血酶抑制剂,如水蛭素,已经让位于我前面讨论的Ecarin凝血时间。如果新的口服抗凝剂替代华法林,通过测量凝血酶原时间(PT)估计的影响INR的许多变量将有望成为历史关注点。

结论

随着新的抗凝血药物的引入,我们了解到一剂并不适用于所有药物。治疗必须根据患者的基因型进行个性化。生活方式如饮食、药物和草药补充剂可能会干扰抗凝药物代谢中的酶亚型,临床医生和实验室都应警惕此类干扰。随着新的分析方法的引入,实验室面临着验证这些分析方法和描述其性能特征及其局限性的挑战。随着新型抗凝剂的发现和使用的进展,凝血实践的范围正在扩大。


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文章信息

文章类型:研究文章

引用:Narayanan S(2017)《抗凝治疗的演变:新抗凝剂的关注点》。J临床实验室医学2(1):内政部http://dx.doi.org/10.16966/2572-9578.110

版权:©2017 Narayanan S.这是一篇开放获取的文章,在知识共享署名许可条款下发布,该条款允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。

出版的历史:

  • 收到日期:2017年2月21日

  • 接受日期:2017年3月10日

  • 出版日期:2017年3月14日