低分子肝素作用机制、特点及血透中应用.ppt
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参见附件(447KB)。
主要内容
历史回顾
? 1916年，美国 McLean 发现了肝素；
? 20多年以后，Brinkhous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；
? 1968年，Abildgaard将这种因子称为抗凝血酶III，现在称为抗凝血酶( antithrombin ,AT)；
? 二十世纪七十年代，Rosenberg等人进一步阐明了肝素/抗凝血酶(AT)的相互作用机制 ；
肝素的作用机制
? 肝素是硫酸化的糖胺聚糖，平均分子量15 000 Da(10 000~56 000 Da)；
? 肝素的抗凝作用需要抗凝血酶(AT)和肝素辅助因子II(HC-II)的参与，其中AT占有80%的作用；
? 1980年，Lindehl证实，仅1/3的肝素对AT具有高亲和力，高亲和的区域为戊聚糖；
肝素的作用机制
?抗凝血酶通过其精氨酸反应中心使凝血酶以及其他凝血因子的丝氨酸活化中心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快反应抑制剂，活性可增加1000?2000倍；
?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；
肝素的作用方式
肝素与凝血因子的作用
肝素与AT结合形成的肝素-抗凝血酶复合物，能灭活含丝氨酸基团的凝血因子IIa、IXa、Xa、XIa和 XIIa，其中IIa和Xa最易受抑制。
肝素与内皮细胞的作用
肝素中和内皮细胞表面的电荷，促进内皮细胞释放组织因子途经抑制物(TFPI)，灭活组织因子+VIIa复合物，减少了Xa的活化 。
肝素与辅助因子的作用
?大于24个糖单位的肝素，还可以通过和肝素辅助因子II结合，激活肝素辅助因子，直接催化灭活IIa因子而发挥抗凝作用。此作用不依赖于抗凝血酶。但是此效应需要高浓度的肝素，在体内难以达到。
肝素与血小板的作用
? 肝素与vWF(血管性血友病因子)结合，影响血小板的黏附和聚集，使微血管的通透性增强，与肝素引发的出血有关；
? 肝素在不同条件下分别可促进或抑制血小板聚集；
肝素的局限性
? 药代动力学局限性
? 物理学局限性
? 生物学局限性
药代动力学局限性
? 肝素可与血浆蛋白、巨噬细胞、内皮细胞及细胞外基质结合，致使肝素的抗凝效应个体差异极大，所以必须监测活化的部分凝血活酶时间(APTT)。
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Xa因子不起作用；
? 肝素无法灭活与纤维蛋白或细胞外基质结合IIa因子；
? 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，是血栓再闭塞的重要原因。
生物学局限性
?骨质减少症和血小板减少症(HIT)
骨质减少症-是由于肝素与成骨细胞结合，导致破骨细胞激活所致；
血小板减少症(HIT)
?发生率：
使用肝素的患者中3~5% 。发生HIT后，并发动脉或静脉血栓10~15%，其中30%的病例死亡或需要接受血管切除术。
?机制：
是由于肝素与血小板4因子 (PF4)结合形成了与HIT抗体结合的抗原，导致自身免疫反应。
血小板减少症(HIT)
? 临床特点：
1)多于使用肝素后5~10天发生；
2)血小板低于60?109/L ；
3)当血小板突然降至 10?109/L 以下或者的血小板数量降到50%，应引起高度注意；
4)血栓发生很突然，并发静脉血栓居多，典型表现为远端微血管闭锁，逐渐发生坏疽。
动脉的肢体坏疽
HIT治疗措施中可以使用及不可使用的药物
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"；
LMWHx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x
主要内容
低分子肝素的制备方法
低分子肝素 制备方法
速避凝 亚硝酸解聚法
法安明 亚硝酸解聚法 +Ultimol提纯
依诺肝素 苄基化后进行碱解聚
Ardeparin (Normiflo) 过氧化解聚法
Tinzaparin (Innohep)使用肝素酶进行酶法解聚
普通肝素和低分子肝素的差异
肝素的分子量与抗凝活性
肝素单糖 分子量 抗-Xa 抗-IIa
82400 1.30 无
123600 2.58 无
164800 1.60 无
185400 0.95 0.51
247200 1.30 1.21
肝素和低分子肝素的作用机制
低分子肝素的优势
UFH与LMWH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：
- LMMH平均分子量小(4500?5000 Da)分布范围窄(1000?10 000 Da)；
- LMWH 与其他物质结合力较低；
低分子肝素与其它物质结合力低
结合靶点 生物学效应 临床意义
凝血酶抗Xa / IIa 比率增加未知
蛋白抗凝效应预测性更高 无需监测抗凝效应
巨噬细胞只通过肾脏机制清除 血浆半寿期较长，皮下
注射 每日1~2次
血小板受PF4影响小，肝素依 HIT发生率较低
赖性抗体发生率较低
成骨细胞破骨细胞活化减低骨质减少发生率较低
对凝血因子的影响
LMWH在血透抗凝中应用
LMWH(enoxaparin)药代动力学
? 30例血透的人，单剂exocaparin 60 IU/kg
? anti-xa活性：
-第1-2h ：>1.2 IU/ml
-第3-4h ：0.4-1.2 IU/ml
- 4h 血透结束：>0.4 IU/ml
-第10h ：>0.4 IU/ml
-第24h ：>0.1 IU/ml
结论
? 单剂LMWH可使抗Xa活性10h内维持在血透抗栓要求水平
? 高危出血病人宜采取小剂量持续给药或无肝素法
LMWH和肝素在AN69ST膜血透中应用
? AN69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→AN69ST膜
? 体外试验：LMWH和肝素与AN69ST膜最大结合力是其它膜4倍
? 动物试验：AN69ST膜肝素盐水预充后HD6h无凝血
? AN69膜同样处理90'凝血
? 临床试验：LMWH(enoxaparin)20mg单剂在30次HD中无凝血
? 10mg单剂7/29次斑点状血凝块
? 肝素2000-3000u 1/150次HD 有凝血
? 肝素≤2000u 5/39次HD 有凝血
? APTT>40s，anti-xa>0.2 IU/ml即可满足血透抗凝
? 结论：用AN69ST膜，LMWH与肝素剂量可明显减少，可用于高危出血病人。
LMWH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
LMWH对血透病人血脂影响
UFH对血透病人脂蛋白及载脂蛋白影响
LMWH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
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
LMWH对血透病人CHO及TG影响
LMWH对血透病人LDL组分影响
? LDL用密度梯度超速离心法可得6个组分
? 紧密(Dense)LDL对受体亲和力低,P t1/2长,易受氧化修饰
? HD病人Dense LDL↑，CHD危险性↑
? LPL活性在ESRD病人中降低→TG、dense LDL↑
? 肝素促LPL从血管内皮细胞表面释放→LPL清除→
? LMWH对LPL影响小
LMWH对血透病人LDL组分影响
骨代谢相关酶异常患者所占的比例
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SH
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
骨矿物质含量： SH组
骨折发生率： SH组( 7/15) > LMWH组(0/15)
类骨质面积： SH组
骨质吸收面积： SH组>LMWH组
低分子肝素改善血透生物相容性
血透中低血压及NO产生：LMWH与肝素比较
血透中低血压及NO产生：LMWH与肝素比较
总结
? LMWH与普通肝素是同一类物质，差别在平均MW
? LMWH在血透使用有下列特点：
-作用时间长，可单剂注射
-出血风险小
-脂代谢不良影响小，心血管危险性小
-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
-血透低血压发生及NO 产生较小
主要内容
历史回顾
? 1916年，美国 McLean 发现了肝素；
? 20多年以后，Brinkhous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；
? 1968年，Abildgaard将这种因子称为抗凝血酶III，现在称为抗凝血酶( antithrombin ,AT)；
? 二十世纪七十年代，Rosenberg等人进一步阐明了肝素/抗凝血酶(AT)的相互作用机制 ；
肝素的作用机制
? 肝素是硫酸化的糖胺聚糖，平均分子量15 000 Da(10 000~56 000 Da)；
? 肝素的抗凝作用需要抗凝血酶(AT)和肝素辅助因子II(HC-II)的参与，其中AT占有80%的作用；
? 1980年，Lindehl证实，仅1/3的肝素对AT具有高亲和力，高亲和的区域为戊聚糖；
肝素的作用机制
?抗凝血酶通过其精氨酸反应中心使凝血酶以及其他凝血因子的丝氨酸活化中心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快反应抑制剂，活性可增加1000?2000倍；
?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；
肝素的作用方式
肝素与凝血因子的作用
肝素与AT结合形成的肝素-抗凝血酶复合物，能灭活含丝氨酸基团的凝血因子IIa、IXa、Xa、XIa和 XIIa，其中IIa和Xa最易受抑制。
肝素与内皮细胞的作用
肝素中和内皮细胞表面的电荷，促进内皮细胞释放组织因子途经抑制物(TFPI)，灭活组织因子+VIIa复合物，减少了Xa的活化 。
肝素与辅助因子的作用
?大于24个糖单位的肝素，还可以通过和肝素辅助因子II结合，激活肝素辅助因子，直接催化灭活IIa因子而发挥抗凝作用。此作用不依赖于抗凝血酶。但是此效应需要高浓度的肝素，在体内难以达到。
肝素与血小板的作用
? 肝素与vWF(血管性血友病因子)结合，影响血小板的黏附和聚集，使微血管的通透性增强，与肝素引发的出血有关；
? 肝素在不同条件下分别可促进或抑制血小板聚集；
肝素的局限性
? 药代动力学局限性
? 物理学局限性
? 生物学局限性
药代动力学局限性
? 肝素可与血浆蛋白、巨噬细胞、内皮细胞及细胞外基质结合，致使肝素的抗凝效应个体差异极大，所以必须监测活化的部分凝血活酶时间(APTT)。
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Xa因子不起作用；
? 肝素无法灭活与纤维蛋白或细胞外基质结合IIa因子；
? 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，是血栓再闭塞的重要原因。
生物学局限性
?骨质减少症和血小板减少症(HIT)
骨质减少症-是由于肝素与成骨细胞结合，导致破骨细胞激活所致；
血小板减少症(HIT)
?发生率：
使用肝素的患者中3~5% 。发生HIT后，并发动脉或静脉血栓10~15%，其中30%的病例死亡或需要接受血管切除术。
?机制：
是由于肝素与血小板4因子 (PF4)结合形成了与HIT抗体结合的抗原，导致自身免疫反应。
血小板减少症(HIT)
? 临床特点：
1)多于使用肝素后5~10天发生；
2)血小板低于60?109/L ；
3)当血小板突然降至 10?109/L 以下或者的血小板数量降到50%，应引起高度注意；
4)血栓发生很突然，并发静脉血栓居多，典型表现为远端微血管闭锁，逐渐发生坏疽。
动脉的肢体坏疽
HIT治疗措施中可以使用及不可使用的药物
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"；
LMWHx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x
主要内容
低分子肝素的制备方法
低分子肝素 制备方法
速避凝 亚硝酸解聚法
法安明 亚硝酸解聚法 +Ultimol提纯
依诺肝素 苄基化后进行碱解聚
Ardeparin (Normiflo) 过氧化解聚法
Tinzaparin (Innohep)使用肝素酶进行酶法解聚
普通肝素和低分子肝素的差异
肝素的分子量与抗凝活性
肝素单糖 分子量 抗-Xa 抗-IIa
82400 1.30 无
123600 2.58 无
164800 1.60 无
185400 0.95 0.51
247200 1.30 1.21
肝素和低分子肝素的作用机制
低分子肝素的优势
UFH与LMWH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：
- LMMH平均分子量小(4500?5000 Da)分布范围窄(1000?10 000 Da)；
- LMWH 与其他物质结合力较低；
低分子肝素与其它物质结合力低
结合靶点 生物学效应 临床意义
凝血酶抗Xa / IIa 比率增加未知
蛋白抗凝效应预测性更高 无需监测抗凝效应
巨噬细胞只通过肾脏机制清除 血浆半寿期较长，皮下
注射 每日1~2次
血小板受PF4影响小，肝素依 HIT发生率较低
赖性抗体发生率较低
成骨细胞破骨细胞活化减低骨质减少发生率较低
对凝血因子的影响
LMWH在血透抗凝中应用
LMWH(enoxaparin)药代动力学
? 30例血透的人，单剂exocaparin 60 IU/kg
? anti-xa活性：
-第1-2h ：>1.2 IU/ml
-第3-4h ：0.4-1.2 IU/ml
- 4h 血透结束：>0.4 IU/ml
-第10h ：>0.4 IU/ml
-第24h ：>0.1 IU/ml
结论
? 单剂LMWH可使抗Xa活性10h内维持在血透抗栓要求水平
? 高危出血病人宜采取小剂量持续给药或无肝素法
LMWH和肝素在AN69ST膜血透中应用
? AN69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→AN69ST膜
? 体外试验：LMWH和肝素与AN69ST膜最大结合力是其它膜4倍
? 动物试验：AN69ST膜肝素盐水预充后HD6h无凝血
? AN69膜同样处理90'凝血
? 临床试验：LMWH(enoxaparin)20mg单剂在30次HD中无凝血
? 10mg单剂7/29次斑点状血凝块
? 肝素2000-3000u 1/150次HD 有凝血
? 肝素≤2000u 5/39次HD 有凝血
? APTT>40s，anti-xa>0.2 IU/ml即可满足血透抗凝
? 结论：用AN69ST膜，LMWH与肝素剂量可明显减少，可用于高危出血病人。
LMWH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
LMWH对血透病人血脂影响
UFH对血透病人脂蛋白及载脂蛋白影响
LMWH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
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
LMWH对血透病人CHO及TG影响
LMWH对血透病人LDL组分影响
? LDL用密度梯度超速离心法可得6个组分
? 紧密(Dense)LDL对受体亲和力低,P t1/2长,易受氧化修饰
? HD病人Dense LDL↑，CHD危险性↑
? LPL活性在ESRD病人中降低→TG、dense LDL↑
? 肝素促LPL从血管内皮细胞表面释放→LPL清除→
? LMWH对LPL影响小
LMWH对血透病人LDL组分影响
骨代谢相关酶异常患者所占的比例
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SH
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
骨矿物质含量： SH组
骨折发生率： SH组( 7/15) > LMWH组(0/15)
类骨质面积： SH组
骨质吸收面积： SH组>LMWH组
低分子肝素改善血透生物相容性
血透中低血压及NO产生：LMWH与肝素比较
血透中低血压及NO产生：LMWH与肝素比较
总结
? LMWH与普通肝素是同一类物质，差别在平均MW
? LMWH在血透使用有下列特点：
-作用时间长，可单剂注射
-出血风险小
-脂代谢不良影响小，心血管危险性小
-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
-血透低血压发生及NO 产生较小
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