肝素替代药物的研究

【关键词】  凝血系统

　　关键词：体外循环；凝血系统；肝素替代药物

       体外循环（ECC）期间使用肝素　　作为抗凝剂，但肝素在抗凝、拮抗和体外循环后出血方面仍存在一些问题。本文在阐述心脏手术凝血系统激活机制的基础上，对近年来有关肝素替代药物的研究进展加以综述。

　　1  ECC期间凝血系统的激活

　　1.1 凝血系统激活途径                                 

　　正常情况下，血液通过内皮细胞和循环中血浆蛋白抑制物的作用维持于流体状态。ECC时，凝血与抗凝之间严密调节的平衡状态被打破，血液处于高凝状态，凝血系统通过两条途径被激活，第一条途径，当血液与心肺机的人工非内皮细胞表面相接触时，内源性凝血途径被激活，激肽释放酶原转化为激肽释放酶，它可以激活因子Ⅻ，最终会导致共同凝血通路的激活及凝血酶形成。凝血系统激活的第二条途径是外源性途径，是由组织损伤所诱发的，当血管的完整性受到损害时，血浆因子Ⅶ与受损组织分泌出的组织因子相接触，组织因子与因子Ⅶa结合形成的复合物可使因子Ⅹ转化为因子Ⅹa，最终使凝血酶原转化为凝血酶。Ⅶa-组织因子复合物也激活因子Ⅸ转化为因子Ⅸa，组织因子在浆细胞表面表达，也在激活的内皮细胞和单核细胞表面表达，组织因子一旦激活，即可导致凝血酶的形成［1］。

　　近年来，内源性与外源性途径是否为泾渭分明的两条途径越来越受到质疑，因为两条途径之间存在着相互作用，参与两条途径中的某些凝血因子能相互激活，外源性与内源性途径各自在ECC期间所起的确切作用尚不完全清楚。但近期的发现支持这样的推断，即ECC期间外源性途径的激活在诱发凝血反应及凝血酶形成方面起关键性作用［2］。

　　1.2 凝血与内皮及炎性反应之间的关系 

   　凝血发生在血液和内皮的接触面上，很明显血管内皮在调节凝血方面起关键作用［3］。ECC期间的凝血已不再被认为是孤立的过程，凝血和炎性反应在分子水平上有紧密联系［4］，炎性反应是机体对潜在威胁的细胞和体液防御机制，全身炎性反应综合征的极端形式是多器官功能失常综合征，可为多器官功能衰竭，全身炎性反应综合征是心脏手术难以避免的问题［5］。体液和细胞炎性激活途径亦呈多样化，补体、缓激肽、激肽释放酶、凝血酶等各种细胞因子皆参与炎性反应的激活，细胞因子通过下调血栓调节素的表达和蛋白C的活性而影响凝血系统，同时，细胞因子亦可诱导组织因子的表达，细胞因子通过组织因子的释放和蛋白C激活通路的下调使凝血系统的平衡倾斜于向凝血状态转化［6］。

　　Parratt和Hunt对ECC期间单核细胞直接激活因子Ⅹ的过程进行了研究［7］，其研究结果证实ECC期间凝血酶的形成和因子Ⅻa的活性均增加。此外，ECC期间和ECC后CD11b浓度增加，CD11b由激活的单核细胞表达，单核细胞的凝血活性是通过CD11b直接激活因子Ⅹ而实现的。此项研究发现细胞和血浆凝血活性并不随ECC结束而终止，术后当病人失去肝素的抗凝保护时仍可探测到凝血活性的存在。近期的一项研究也证实了这些结果［8］，该研究显示即使在非体外循环冠脉搭桥术，术后的第一个24h内也有凝血活性的增加，原因是手术本身造成内皮系统激活。以前也有研究显示ECC引起的凝血活性增强要持续到术后一段时间［9］ 。

　　这些结论非常重要，因为心脏手术术后很多并发症的发生都与凝血功能异常有关［10］。

　　2  肝素抗凝存在的问题

　　凝血酶的形成以及血小板、白细胞和内皮细胞的激活都使血液处于高凝状态，引起ECC期间血栓形成。ECC技术自创立起就使用肝素做为抗凝剂以解决ECC期间的凝血问题，可是经过60年的发展，用以抗凝的肝素剂量一直沿用1937年Gibbon给猫做动物实验时所用的剂量（300U/kg）而没有改变。肝素本身没有直接抗凝血酶的作用，其作用机理为诱导凝血酶抑制物抗凝血酶Ⅲ（AT-Ⅲ）结构的改变，增加其抑制凝血酶的活性。

　　肝素是ECC抗凝管理的一个里程碑，但临床应用有很多局限性。ECC期间尽管使用肝素进行抗凝，但无论使用多大剂量的肝素，还是可以测定出有凝血酶的生成，并可测定到其活性［11］，此一对肝素的耐受力反映出AT-Ⅲ-肝素复合物对结合在纤维蛋白上的凝血酶没有抑制作用，肝素对凝血酶诱导的血小板激活亦无抑制作用，血小板因子4（platelet factor-4，PF4）也可使肝素失去活性［12］。纤维蛋白溶解系统激活后使血凝块溶解，此时凝血酶也被释放出来，所以血栓是一个活性的凝血酶储存物，它能激活血小板，放大凝血作用。肝素可产生一个威胁生命的并发症，即肝素诱导的Ⅱ型血小板减少症（heparin-induced thrombocytopenia-Ⅱ，Ⅱ型HIT）［13］，Ⅱ型HIT是由IgG抗体形成所引起的，这些抗体结合在肝素的抗原决定基和血小板表面的抗原决定簇上，这种抗原决定簇通常就是PF4，这些免疫复合物通过血小板Fc受体结合在血小板上［14］，HIT抗体也结合在活性内皮细胞上，结果是造成血小板减少和内皮细胞激活，最终可以导致血栓栓塞性并发症。如果心脏手术后出现HIT，51%的病人可出现血栓栓塞性并发症，死亡率为37%［15］。

　　3 肝素替代药物的研究

　　3.1 重组水蛭素（Hirudin）                                 

　　天然Hirudin是水蛭口腔腺体分泌物中含有的抗凝血物质，商品化的Hirudin是基因重组Hirudin。Hirudin是一种凝血酶直接抑制剂，它不需要辅助因子，不依赖于AT-III，能够阻滞与血凝块结合的凝血酶的活性，可对抗循环中血浆蛋白抑制物的作用，抑制凝血酶诱导的血小板激活。但目前临床上还没有直接对抗其作用的拮抗剂。Greinacher等报道了使用Hirudin对82例诊断为HIT的病人进行，作者使用不同剂量的Hirudin，其中有8例是心脏直视手术期间使用Hirudin进行抗凝，作者将以前进行的一个对120名病人进行的研究做为对照组，与对照组相比，Hirudin组死亡率，截肢率以及新的血栓栓塞并发症的发生率明显降低，两组出血率相似［14］。Koster等报道了5例患者ECC期间使用Hirudin进行抗凝［15］，术前此5例患者肝素诱导血小板凝集实验均为阳性，因而在这些病人使用肝素都有造成HIT的风险。Hirudin的使用剂量为0.2mg/kg加入预充液中，在主动脉插管前5min以0.25mg/kg注射一次后继以持续性0.5mg/min的剂量静脉输注，使用Ecarin Clotting Time监测抗凝效果［16］，Hirudin的清除半衰期为30～60min，因为没有拮抗剂，所以ECC后出血是Hirudin的危险因素，建议加强利尿和应用改良性超滤来清除ECC后循环中的Hirudin。Koster的研究中没有出现术后出血并发症，但一例病人因多脏器功能衰竭死于术后第六天，作者的结论为Hirudin可安全有效地在患有Ⅱ型HIT接受心脏手术的病人作为抗凝剂使用，这项研究为寻找肝素替代药物打开了一条道路。

　　3.2 因子Ⅸa抑制物                                 

　　因子Ⅸa抑制物无酶活性，可以竞争性替代因子Ⅸa,阻断因子Ⅸ转变为因子Ⅸa。在类人猿ECC模型中对因子Ⅸa抑制物进行了研究［17］，将7个ECC期间使用Ⅸa抑制物抗凝的狒狒与7个接受传统肝素抗凝的狒狒进行了对比，实验组Ⅸa在ECC期间被完全抑制，但仍可以检测到凝血酶活性显著增高。研究中没有发现血管内血栓形成，因而推测较高的凝血酶生成率归因于外科创面的凝血酶生成。与肝素抗凝对比研究表明，因子Ⅸa抑制物对PT及APTT无影响，ACT也不升高。一种脑磷脂相关的分析可以有效快速监测抗凝状况，替代ACT监测。这有可能成为今后体外循环中有效降低失血、代替肝素的药物。但在进入临床应用之前尚需对其单独或与其它抗凝血药共同应用于ECC的效果进行进一步的研究。

　　3.3  前列腺素E1（PGE1）                                 

　　PGE1可减少单核细胞的组织因子表达及活性血小板表面凝血因子的表达,因而，可作为一种抑制外源性凝血途径的抗凝血酶药物使用。PGE1应用的一个主要问题是其血管舒张效应，有可能导致血压明显下降，可小剂量使用PGE1以减轻此副作用，业已证明联合使用小剂量PGE1与低分子肝素可以减低ECC期间凝血酶的生成量［18］。联合使用药物进行抗凝为ECC期间抗凝方法提供了一个新的思路。

　　未来，肝素替代药物可以因其补偿肝素抗凝的不足之处而应用于临床，凝血酶直接抑制物目前已经作为肝素替代药物用于患有HIT的患者，但这些药物在临床的常规使用尚有待深入研究。

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