重組組織型纖溶酶原激活劑的臨床應(yīng)用

重組組織型纖溶酶原激活劑的臨床應(yīng)用

溶尿是治療急性缺血性腦卒中的重要方法，能有效減少中風(fēng)后的殘余。1995年,由國立神經(jīng)病與中風(fēng)研究所(NationalInstituteofNeurologicalDisordersandStroke,NINDS)主持的一個(gè)里程碑性的臨床試驗(yàn)——重組組織型纖溶酶原激活劑(recombinanttissueplasminogenactivator,rt-PA)治療腦卒中試驗(yàn),結(jié)果提示急性缺血性腦卒中患者起病3h內(nèi)用rt-PA治療,在3個(gè)月時(shí)至少30%的患者沒有殘疾或僅有輕微的殘疾,而病死率沒有變化內(nèi)源性纖溶酶原激活劑ninds血液流動(dòng)和凝血系統(tǒng)是一個(gè)高度動(dòng)態(tài)平衡的過程,維持血液流動(dòng)狀態(tài)。在異常情況下(如動(dòng)脈瘤或內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙時(shí))觸發(fā)凝血,在受累血管內(nèi)形成有害的血栓,內(nèi)源性纖維蛋白溶解功能被過度抑制,引起心肌梗死和腦梗死等缺血性疾患。對(duì)于心肌梗死和腦梗死的病理性血凝塊形成的治療方法,起初是簡單地認(rèn)為只要提高內(nèi)源性纖維蛋白溶解活性,溶解血栓就能解決問題。纖維蛋白溶解的確是纖溶酶原激活劑催化纖溶酶原形成纖溶酶的一系列酶促反應(yīng)的終點(diǎn)。內(nèi)源性纖溶酶原激活劑有2類,即尿激酶和組織型纖溶酶原激活劑(tissue-typeplasminogenactivator,t-PA)。盡管尿激酶和t-PA裂解并激活纖溶酶原的作用位點(diǎn)本質(zhì)上是相同的,但條件不同。t-PA介導(dǎo)的纖溶酶原激活主要發(fā)生在血凝塊的表面,而尿激酶介導(dǎo)的纖溶酶原激活是沒有血凝塊選擇性的由于t-PA的靶向纖溶特點(diǎn),20世紀(jì)80年代起就開始探索用于心肌梗死和腦梗死的治療。NINDS第一代的溶栓劑主要是尿激酶和鏈激酶,是纖溶酶原的系統(tǒng)性、非選擇性激活劑,能導(dǎo)致循環(huán)內(nèi)產(chǎn)生大量纖溶酶,同時(shí)伴有循環(huán)內(nèi)纖溶酶原、纖維蛋白原和血漿抑制劑的消耗。第二代溶栓劑主要是阿替普酶(alteplase)和阿尼普酶(anistreplase)。阿替普酶是根據(jù)人內(nèi)源性t-PA的分子結(jié)構(gòu)由基因工程改造生產(chǎn),具有纖維蛋白結(jié)合域,理論上具有靶向血凝塊的纖維蛋白作用,而循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)僅能產(chǎn)生有限量的纖溶酶,可減少全身纖溶酶原的消耗以及出血性并發(fā)癥的發(fā)生,是目前最主要的、標(biāo)準(zhǔn)的纖溶劑。第三代溶栓劑是rt-PA,為改善其藥理學(xué)特性,根據(jù)人內(nèi)源性t-PA的分子結(jié)構(gòu)為模板,利用基因工程對(duì)分子結(jié)構(gòu)域進(jìn)行刪除或糖基化修飾,在某些位點(diǎn)進(jìn)行個(gè)別氨基酸的置換而改造生產(chǎn)的變異體,具有較長的血漿半衰期,能抵抗天然的抑制劑,增強(qiáng)纖維蛋白的結(jié)合力,具有更高的纖維蛋白結(jié)合特異性t-pa在血腦屏障治療中的病理生理作用20世紀(jì)90年代中晚期,根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和體外研究結(jié)果推斷,纖維蛋白溶解系統(tǒng)的作用不只是清除血凝塊,尤其是內(nèi)源性t-PA通過纖溶酶依賴性和纖溶酶非依賴性途徑與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的其他一些體內(nèi)非纖維蛋白溶解的方面有關(guān)聯(lián),這些研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性t-PA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)也有許多生理作用。最顯著和出人意料的是對(duì)神經(jīng)血管單元和在腦內(nèi)本身的作用。t-PA在腦內(nèi)特定區(qū)域包括海馬、杏仁核、下丘腦都有高表達(dá)。不表達(dá)內(nèi)源性t-PA的小鼠存在突觸可塑性和記憶形成缺陷,對(duì)恐懼和焦慮反應(yīng)受抑制,能抵抗多種藥物的成癮性。t-PA基因敲除小鼠海馬神經(jīng)元對(duì)紅藻氨酸誘導(dǎo)的興奮毒性損傷有一定的抵抗能力,恢復(fù)t-PA基因后也重新恢復(fù)這種神經(jīng)毒性反應(yīng)。t-PA基因敲除小鼠對(duì)腦卒中和腦創(chuàng)傷后神經(jīng)元損傷同樣有一定的抵抗能力。因此,內(nèi)源性t-PA與能導(dǎo)致神經(jīng)毒性損傷的一連串事件有關(guān)。更重要的是t-PA可以調(diào)節(jié)血腦屏障的通透性。t-PA能增加血腦屏障的通透性可能與一些臨床病理特點(diǎn)相關(guān),特別是與腦出血相關(guān)。有研究報(bào)道靜脈注射或腦室內(nèi)注射t-PA可調(diào)節(jié)血腦屏障開放臨床研究發(fā)現(xiàn)外源性t-PA也能夠增強(qiáng)腦卒中患者神經(jīng)血管單元的通透性。而神經(jīng)元選擇性過表達(dá)t-PA的轉(zhuǎn)基因小鼠沒有表現(xiàn)出明顯的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能缺陷,反而表現(xiàn)出更好的空間記憶和長時(shí)程電位。因此,在正常狀態(tài)下內(nèi)源性t-PA本身是安全的,t-PA的神經(jīng)毒性作用是損傷依賴性的。目前認(rèn)為,t-PA的這些作用會(huì)對(duì)缺血性腦卒中t-PA治療后腦出血的發(fā)生有影響。t-PA既是一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)重要的酶,同樣也是一個(gè)來源于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的酶,只是最先是從血液中鑒定出來,所以起初認(rèn)為它只與止血作用有關(guān),因此t-PA在用于臨床上溶栓治療時(shí),不能忽視t-PA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的多種作用。如果要考慮進(jìn)一步延長目前缺血性腦卒中溶栓治療的時(shí)間窗會(huì)面臨巨大的挑戰(zhàn)。以往的臨床研究已經(jīng)證明t-PA效顯著,在腦卒中起病后特定的時(shí)間窗內(nèi)用藥也是安全的,但需要考慮t-PA在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的非纖溶作用及其后果k環(huán)和k環(huán)對(duì)大鼠卵巢細(xì)胞蛋白表達(dá)的調(diào)控天然的t-PA由527個(gè)氨基酸組成,包含指形F環(huán)、生長因子G環(huán)、K1環(huán)、K2環(huán)和絲氨酸蛋白酶P環(huán),通過黑色素細(xì)胞瘤細(xì)胞進(jìn)行基因克隆,在中國倉鼠卵巢細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。纖維蛋白的結(jié)合先通過F環(huán)調(diào)節(jié),隨后經(jīng)K2環(huán)結(jié)合到由降解的纖維蛋白新生成的C-末端賴氨酸殘基上。Rt-PA溶栓劑是以天然的t-PA為模板通過基因工程對(duì)結(jié)構(gòu)域進(jìn)行刪除或修飾而成的變異體,以改善其藥理特性。1.臨床試驗(yàn)纖溶藥是第二代rt-PA,注射用阿替普酶是目前唯一被FDA批準(zhǔn)的用于急性缺血性腦卒中的標(biāo)準(zhǔn)的纖溶藥。阿替普酶的血漿半衰期較短,僅4~6min,在首劑靜脈注射后需要靜脈持續(xù)滴注。1995年,NINDSSITS-ISTR是一項(xiàng)前瞻性研究2.急性慢性腦卒中是t-PA的第三代重組變異體,是單鏈非糖基化多肽,含355個(gè)氨基酸,保留了內(nèi)源性t-PA的K2環(huán)和P絲氨酸蛋白酶基團(tuán)域,刪除了F指環(huán)、G表皮生長因子、K1環(huán)域,其與纖維蛋白的親和力比阿替普酶下降4倍,但半衰期從4min延長至15min,主要經(jīng)腎臟清除。瑞替普酶可以單劑靜脈注射給藥,快速安全,首次10U靜脈注射2min以上,間隔30min后再次10U靜脈注射2min以上,主要用于急性心肌梗死和其他腦血管病以外的一些血栓栓塞性疾病。瑞替普酶溶栓效果顯著,但出血是其主要不良反應(yīng)和嚴(yán)重的安全問題,如顱內(nèi)出血、出血性腦卒中和其他內(nèi)臟出血,以及穿刺/留置導(dǎo)管、手術(shù)部位出血。瑞替普酶治療急性缺血性腦卒中的臨床資料非常有限,僅有數(shù)十例病例的非對(duì)照、開放性經(jīng)動(dòng)脈或靜脈溶栓報(bào)道,不能評(píng)價(jià)其腦卒中后溶栓治療的風(fēng)險(xiǎn)與療效。尚沒有大型隨機(jī)、雙盲對(duì)照研究,目前未獲FDA批準(zhǔn)用于急性缺血性腦卒中3.生物酶抑制劑的應(yīng)用是t-PA的變異體,在3個(gè)位點(diǎn)做了修飾。(1)T103N,形成一個(gè)新的糖基化修飾,相對(duì)分子質(zhì)量增大,半衰期延長;(2)N117Q,去除甘露糖型側(cè)鏈糖基化修飾,降低了清除率。這些修飾使血漿半衰期延長至10~24min,保持了纖維蛋白結(jié)合特性;(3)KHRRR(296-299)AAAA,此設(shè)計(jì)降低了與特異性絲氨酸蛋白酶抑制劑PAI-1的反應(yīng)動(dòng)物和人體藥動(dòng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn),替奈普酶單劑給藥與阿替普酶持續(xù)輸注90min功效相當(dāng)。早期FDA批準(zhǔn)替奈普酶用于急性心肌梗死的溶栓治療,劑量為0.5mg·kgHaley等在ⅡB/Ⅲ期的RCT中,0.4mg·kgParsons等4.無淀粉樣蛋白是克隆自吸血蝙蝠唾液纖溶酶原激活劑α-1的重組變異體,僅有一個(gè)類似于tPA的K1環(huán)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)域,沒有賴氨酸結(jié)合位點(diǎn),纖維蛋白經(jīng)F指環(huán)域結(jié)合。無β淀粉樣蛋白活性,半衰期長達(dá)2.8h,與rt-PA相比,可能沒有神經(jīng)毒性。Hacke等去氨普酶是否能成為一個(gè)急性缺血性腦卒中溶栓治療有前景的藥物,尚需進(jìn)一步更多的Ⅲ期臨床研究。5.生物結(jié)構(gòu)的應(yīng)用是t-PA的蛋白折疊變異體,通過C84S改變,出人意料地重排了雙硫鍵的位置,在T61位置去巖藻糖基化,在N117位置改變了碳水化合物基團(tuán)。經(jīng)過生物基因工程改造后,半衰期延長至約23min,可以快速注射給藥,對(duì)血凝塊的親和力和敏感性增強(qiáng),溶解血栓能力增強(qiáng),速度更快。在某些國家已批準(zhǔn)用于非腦卒中的血栓栓塞性疾病的溶栓治療,目前尚沒有以病死率為終點(diǎn)事件的孟替普酶單藥治療的大規(guī)模臨床研究6.分子的基因化和活性刪除了K1環(huán)基團(tuán),274位的精氨酸由谷氨酸替換,特異性設(shè)計(jì)維持了分子的單鏈形態(tài),對(duì)纖維蛋白的結(jié)合力和活性與阿替普酶相當(dāng),血漿半衰期延長至30~47min7.喪失糖基化位點(diǎn)是t-PA的部分刪除變異體,刪除了F指環(huán)域和G表皮生長因子域,在K1環(huán)域N117Q,喪失了糖基化位點(diǎn)。血漿半衰期延長至37~45min,可以單次快速靜脈注射給藥。研究顯示拉諾替普酶治療的梗死區(qū)血管開通率比阿替普酶高,30d時(shí)的病死率相當(dāng),大量和中等量出血并發(fā)癥相當(dāng),但輕度的出血尤其是出血性腦卒中的發(fā)生率要高于阿替普酶溶栓治療的適應(yīng)證一方面靜脈注射t-PA溶栓是非常有效的腦梗死治療方案,另一方面溶栓治療的實(shí)際應(yīng)用比例又很低。在一些專業(yè)中心,接受t-PA溶栓治療缺血性腦卒中的比例達(dá)20%,而在很多醫(yī)院t-PA治療率僅為1%~3%,這是t-PA治療的主要悖論。由于一方面嚴(yán)格限制的溶栓治療時(shí)間窗和禁忌證意味著實(shí)際上只有一小部分患者能進(jìn)行溶栓治療,而大部分患者因處于嚴(yán)格的溶栓治療時(shí)間窗外根本就不能進(jìn)行溶栓治療;另一方面溶栓后可能引起顱內(nèi)出血而加重殘疾甚至死亡。>80歲的高齡患者是否適用靜脈注射t-PA目前也沒有確定,有研究統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)無論是何年齡段的