纤维蛋白原相关药物研究进展

黄劲，尹小建，黄芳

(中国药科大学中药学院中药药理与中医药学系，江苏 南京 211198)

血栓性疾病是危害人类生命健康最严重的疾病之一，发病率远高于其他疾病，是各类疾病之首。纤维蛋白原是引起血栓疾病的重要因素，也是抗凝血药、抗血小板聚集药、溶栓药共同的作用靶点，因此纤维蛋白原及其受体蛋白(血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体，GPⅡb/Ⅲa)成为药物研究的重点。本文将对纤维蛋白原影响血栓形成的机制以及纤维蛋白原相关药物研究进展进行综述。

1 纤维蛋白原

纤维蛋白原主要由肝细胞合成的、具有凝血功能的蛋白质，是血浆中含量最高的凝血因子。纤维蛋白原分子量约为340 kDa，呈三联球形，由α、β、γ三对不同多肽链组成，两端为D区，中间为E区，D区与E区通过3条呈α螺旋的肽链相连[1]。纤维蛋白原是血栓形成的重要反应底物，参与血栓形成的关键步骤[2]。纤维蛋白原在凝血酶、血纤维稳定因子(FXⅢa)、Ca2+等凝血因子的作用下形成纤维蛋白单体，并相互共价结合形成纤维蛋白多聚体，其α链交错重叠共价交联形成稳定的纤维蛋白网，最终网罗红细胞(RBC)、血小板(PLT)、α2-抗纤溶酶(α2-AP)等成分形成稳定血栓结构[3-4]。

2 纤维蛋白原与血栓形成的关系

纤维蛋白原水平升高与深静脉血栓、急性肺栓塞、慢性阻塞性肺病风险的增加呈正相关，同时也可能导致中风、心肌梗死、血栓栓塞的风险增加。流行病学研究表明，高纤维蛋白原是血栓性疾病的危险因素[4]，是疾病状态的标志物，是影响心血管疾病的重要因素，这个观点已经被广泛认可[5]。纤维蛋白原主要通过改变血液流变性、血小板聚集、动脉粥样硬化、纤维蛋白原凝块结构、纤溶系统的活化等影响血栓的形成(见图1)。

纤维蛋白原是影响血液流变性最重要的因素之一[6]。纤维蛋白原主要通过改变全血黏度、血浆黏度、红细胞聚集等影响血液流变性。纤维蛋白原浓度升高造成血液流变性改变、血浆黏度升高、血流速度减慢为血栓形成提供稳定的内环境基础[7]。血小板聚集反应是血小板栓形成的基础、是稳定血栓结构和网罗红细胞等成分形成血栓的关键步骤[8]，而纤维蛋白原是影响血小板聚集的关键因素，纤维蛋白原、纤维蛋白识别血小板上的GPIIb/IIa受体并结合形成血小板相互聚集的桥梁。纤维蛋白凝块的机械性能是影响纤维蛋白网稳定性的关键，凝块的机械性能取决于各纤维蛋白单体的机械性能及纤维蛋白原、纤维蛋白的浓度等因素[9]。临床研究表明，血栓疾病患者血浆形成的纤维蛋白凝块的结构比健康人血浆形成的凝块结构更稳定[10]，因为高纤维蛋白血症有利于形成高密度、小孔径、高强度、结构稳定的纤维蛋白凝块，这种纤维蛋白凝块结构具有更强的抗溶解机械性质。纤维蛋白原、纤维蛋白原分解产物与纤溶系统之间存在复杂的相互作用关系。纤维蛋白原及纤维蛋白原分解产物能直接或间接调节纤溶系统，纤维蛋白原及纤维蛋白原分解产物又通过影响炎症反应及纤维蛋白凝块的结构影响纤溶酶活化的效率。

图1 血栓形成过程

3 纤维蛋白原相关药物研究现状

3.1 纤维蛋白原受体拮抗剂 纤维蛋白原与血小板作用受体是GPⅡb/Ⅲa，纤维蛋白原受体拮抗剂作用于血小板聚集的最终途径，阻断纤维蛋白原与血小板上的GPⅡb/Ⅲa受体结合，抑制血小板聚集，发挥延长凝血时间、抑制血栓形成的作用。

经典GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂主要分为3类(见表1)[11]：单克隆抗体，代表药为阿昔单抗；合成肽，代表药为依替巴肽；肽衍生制剂，代表药为替罗非班。阿昔单抗是单克隆抗体，它与GPⅡb/Ⅲa具有高亲和力，能选择性阻断血小板糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受体，竞争性地抑制纤维蛋白原和纤维蛋白与激活的血小板结合，抑制血小板相互聚集，发挥抑制血栓形成的作用[12]；虽然阿昔单抗与GPⅡb/Ⅲa受体结合的半衰期较短，但有较长的受体阻滞作用。依替巴肽是环状七肽，替罗非班是L-酪氨酸衍生物，这两种药物分子量小、特异性高、亲和力低，通过模拟纤维蛋白原配体的RGD结合序列，可逆性地竞争结合血小板糖蛋白GPⅡb/Ⅲa受体，阻止纤维蛋白原与血小板结合，发挥抗血小板聚集、抑制血栓形成的作用[13]。GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂通过抑制血小板聚集发挥抑制血栓形成的作用，但受体拮抗剂与GPⅡb/Ⅲa相互结合诱导配体整联蛋白构象变化会导致血压下降、血小板减少、纤维蛋白原降低、出血风险增高等副作用，这会限制经典GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂的临床应用。

近年来研究的新型GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂具有强效抑制血小板聚集，抑制血栓形成的作用，但不诱导GPⅡb/Ⅲa受体构象变化，这些新型化合物与经典GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂比较出血风险更低。RUC-1是一种靶向GPIIb 而非GPⅢa的新型小分子化合物，其不诱导GPⅡb/Ⅲa受体构象变化，极大的降低出血风险，这一发现为GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂提供新的作用位点和思路[14]。Zhu等[15]在RUC-1基础上改良获得衍生物RUC-2，它具有抑制整合素的配体结合功能，抑制血小板聚集和体内血栓形成的作用，但不诱导整合素激活、不诱导GPⅡb/Ⅲa受体构象变化；而且RUC-2与Mg2+竞争结合β3亚基，可通过增加外源Mg2+减弱其抑制作用。近年来发现血小板整合素信号传导是双向的，新型的豆蔻酰化的ExE基序肽选择性结合整联蛋白，抑制由外向内的信号传导，抑制血小板扩散和血小板的二相聚集，但不影响原发性血小板聚集和正常的止血功能，降低出血风险，提高药物安全性[16-17]。新型的化合物LX14在体外能抑制ADP、凝血酶、胶原、U46619 4种诱导剂诱导的血小板聚集，在体内能抑制血栓形成，显示GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂活性，而且LX14与替罗非班比较出血风险更低[18]。荆芥酰胺衍生物通过结构改造，能提高它与GPⅡb/Ⅲa亲和力，外消旋荆芥酰胺衍生物RWJ-50042能抑制纤维蛋白原与GPⅡb/Ⅲa结合，抑制凝血酶诱导的血小板聚集[19]。荆芥酰胺衍生物的β-芳烃取代2-氨基丙酸后生物活性改善，与化合物RWJ-50042比较，能增强荆芥酰胺与GPⅡb/Ⅲa亲和力，提高药物与GPⅡb/Ⅲa的结合率，竞争性地抑制纤维蛋白原与血小板结合，抑制血小板聚集，发挥强效抑制血栓形成的作用[20-23]。

表1 经典GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂

经典的GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂多数为注射剂，而且普遍存在出血风险，因此可口服的、具有强效抗血小板聚集活性的、高生物利用度的、出血风险更低的药物制剂是未来药物研究的重点。近年来药物研究主要集中在寻找新的药物作用靶点、新的药物作用机制、改变药物结构三方面，通过三方面的研究为新型的GPⅡb/Ⅲa受体拮抗剂的研究提供新的思路方法。

3.2 纤维蛋白溶解剂 纤维蛋白溶解剂主要通过两个方面抑制血栓的形成：一方面降低血液中纤维蛋白原的含量，抑制血小板聚集与黏附，改善血液流变性，抑制血栓的形成。另一方面分解纤维蛋白原，分解产物刺激内皮细胞分泌t-PA，激活机体纤溶系统，发挥降低纤维蛋白含量及溶栓的作用[24]。临床经典纤维蛋白溶解剂(见表2)主要包括来源于矛头蛇的巴曲酶、马来西亚红口蝮蛇的安克洛酶、尖吻蝮蛇的蕲蛇酶及长白山蝮蛇的降纤酶等蛇毒制品为代表的大分子蛋白制剂以及尿激酶型纤溶酶原激活剂(u-PA)，组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)，尿激酶等。

巴曲酶、安克洛酶、蕲蛇酶、降纤酶4种蛇毒制剂的活性成分多属于丝氨酸蛋白酶，这4种制剂都可以直接分解纤维蛋白原、降低血浆中纤维蛋白原的含量、改善血液流变性发挥抑制血小板聚集及抑制血栓形成的作用。但这4种蛇毒制剂抑制血栓形成的作用机制也各有不同，巴曲酶、安克洛酶通过直接分解纤维蛋白原，产生的纤维蛋白原分解产物刺激内皮细胞产生t-PA激活纤溶酶，发挥降低纤维蛋白原含量及溶栓作用[25]。蕲蛇酶是4种蛇毒降纤制剂活性最强的，主要与蕲蛇酶通过多种途径直接或者间接降低纤维蛋白原含量，发挥抗凝，抑制血栓形成及溶栓的作用有关。蕲蛇酶一方面直接分解纤维蛋白原，降低纤维蛋白原含量，另一方面促进血管内皮细胞释放t-PA，促进纤溶酶原的活化发挥溶栓的作用，另一方面蕲蛇酶分解纤维蛋白原暴露纤溶酶原和t-PA结合位点，提高纤溶酶原活化效率，加速纤溶酶原的活化。同时蕲蛇酶还可以改善血液流变性，降低血脂，改善微循环的作用。降纤酶是唯一能直接作用于血浆中的纤维蛋白原及血栓的纤维蛋白网结构的蛇毒制剂，同时通过分解纤维蛋白网结构会暴露与纤溶酶原的结合位点，加速体内纤溶酶的活化，纤溶酶能溶解血栓改变血栓结构，降低血栓抗性，产生新的代谢产物正反馈地促进纤溶酶的活化，加速血栓溶解。蛇毒制剂多具有直接分解纤维蛋白原的作用，也通过分解产物刺激纤溶酶的活化，发挥溶栓的作用，但是过度活化纤溶酶会直接影响血液中成分变化，影响生理止血功能，增加出血风险。

尽管蛇毒是纤维蛋白溶解剂的主要来源，但是近年从其他物种也发现了能降低纤维蛋白原含量的活性物质。目前t-PA、u-PA已经广泛应用于临床治疗血栓性疾病，t-PA、u-PA通过激活机体内纤溶酶原形成纤溶酶发挥溶栓及降低纤维蛋白原含量的作用。传统中药蛴螬具有活血化瘀的作用，现代研究证明蛴螬改善血液流变性，抑制血栓形成作用，进一步研究发现蛴螬提取物经分离纯化发现其含有丝氨酸蛋白酶纤溶性物质，通过直接分解纤维蛋白原三条链α>β>γ发挥溶栓、抗凝、抑制血栓形成的作用[26]。新型合成水蛭肽Hirulog-s能直接抑制凝血酶将纤维蛋白原转化为不可溶性的纤维蛋白的过程，发挥抑制血栓形成的作用。同时还能直接或间接促进纤溶酶原及u-PA的活化，促进纤溶酶活化降低纤维蛋白原含量发挥溶栓及抑制血栓形成的作用[27]。

表2 经典纤维蛋白溶解剂

除了传统的中药发现纤维蛋白原溶解活性物质，在食物及微生物等中也发现了具有降低纤维蛋白原含量的活性物质。印度尼西亚发酵豆饼分离得到几种分子量约为20 KDa的纤维蛋白溶解酶，具有强烈纤维蛋白分解活性，部分酶能快速降解纤维蛋白原的α和β链，但不能降解γ链[28]。葡萄球菌产生的蛋白酶A(Sscp A)和蛋白酶B(Ssp B)具有延长血浆APTT时间的作用，其中Ssp B延长APTT时间优于Sscp A，这与Ssp B能快速降解C末端区域的纤维蛋白原Aa链而Scp A降解缓慢有关[29]。目前纤维蛋白溶解剂在临床主要用于抗凝血、溶栓、预防血栓形成，近年来发现某种新型降纤剂具有缩短凝血时间，加速止血的作用。Cv-PC含有蛇毒金属蛋白酶，它将纤维蛋白原分解纤维蛋白原，但纤维蛋白原分解产物诱导纤维蛋白原产生，提高血浆纤维蛋白原水平，从而发挥加速止血的作用，这可能为减少选择性手术中的出血提供新型的治疗方法[30]。

纤维蛋白溶解剂通过直接或间接分解纤维蛋白原，降低血浆中纤维蛋白原含量。部分能直接发挥溶栓作用，或通过分解纤维蛋白原产生次级代谢产物刺激t-PA的产生，促进纤溶酶的活化间接发挥溶栓作用。但纤维蛋白溶解剂会造成机体血小板减少、纤维蛋白原降低导致出血风险增加、出血不止等毒副作用，临床主要通过补充血小板浓缩物及纤维蛋白原溶液恢复患者机体的止血功能。因此具有高特异性、低出血风险的强效纤维蛋白溶解剂是药物研究的重点。

4 展望

纤维蛋白原是凝血过程和血栓形成过程的关键物质，纤维蛋白原及其分解产物独立或交互地调节各种血栓性疾病发生的过程与结果。高纤维蛋白血症及分解产物通过影响血液流变性、血小板聚集、纤维蛋白凝块结构、纤溶系统活化等影响血栓的形成。纤维蛋白原受体拮抗剂通过竞争性地与GPⅡb/Ⅲa受体结合，抑制血小板聚集，抑制血栓的形成。纤维蛋白原溶解剂则通过直接或间接分解纤维蛋白原，产生纤维蛋白原分解产物促进纤溶酶的活化，发挥降低纤维蛋白原的含量、抑制血栓形成及溶栓的作用。但纤维蛋白原受体拮抗剂和纤维蛋白原溶解剂可能会造成血小板减少、纤维蛋白原降低、出血风险升高、生理止血障碍等毒副作用，这限制其临床的使用。未来纤维蛋白原相关药物的研究集中在研究新的剂型、新的药物靶点药物、结构改造衍生物等方面。新型的纤维蛋白原受体拮抗剂和纤维蛋白原溶解剂一定是适用范围更广、药效更强、活性更高、安全性更高。