从普通肝素到磺达肝癸钠肝素类抗凝药物研发历程

从普通肝素到 磺达肝癸钠 肝素类抗凝药物研发历程 首都医科大学同仁医院心脏中心首都医科大学同仁医院心脏中心 史旭波史旭波 Fibrin PlateletsRBCs 血栓的构成 RBCs, red blood cells. 血栓是机体维护血管壁结构完整的一种防护性反应 正常内皮细胞有强烈抑血作用 内皮损伤诱发血栓形成示意图内皮损伤诱发血栓形成示意图 胶原胶原 组织组织 因子因子 凝血酶凝血酶 IIa 血小板血小板 激活激活 凝血酶原凝血酶原 II ADP TXA2 凝血凝血 瀑布瀑布 血血 栓栓 纤维蛋白原纤维蛋白原 纤维蛋白纤维蛋白 血小板血小板 聚集聚集 Pollack CV, et al. The Journal of Emergency Medicine. 2008(34)4: 417-428 典型血管的剪切率 血管类型 剪切率 (s-1) 静脉 20 -200 大动脉 300 - 800 小动脉 500 - 1,600 狭窄冠状动脉 800 - 10,000 动 脉 血 栓 形 成 高流速、 高度依赖血小板 动 脉 T M PGI2 预防和治疗动脉系统血栓 抗血小板 +抗凝治疗 静脉系统血栓形成 静 脉 T M PGI2 预防和治疗静脉系统血栓 抗凝治疗为主 低流速 对血小板依赖程度很低 血栓的类型血栓的类型 动脉系统血栓形成 高度依赖血小板 抗血小板 +抗凝治疗 心腔内血栓形成 对血小板依赖介入动静脉之间 高危患者抗凝治疗为主，低危患者抗血小板治疗 静脉系统血栓形成 对血小板依赖较低 抗凝治疗为主 普通肝素的发现 v2000万人 /年 使用肝素 v1916年 Mclean The Johns Hopkins University fat-soluble substances, from liver tissues that inhibited blood coagulation. v1918年 William Henry Howell. 肝素的制备 Combine 5,000 lbs. intestines, 200 gallons water, 10 gallons 氯仿 , and 5 gallons 甲苯 . Hold at 90F for 17 hours. Add 30 gallons acetic acid, 35 gallons ammonia, sodium hydroxide to adjust pH, and 235 gallons water. Bring to a boil; then filter. Add 200 gallons hot water to filtrate and allow to stand overnight, then skim off the fat. Keep pancreatic extract at 100F for three days, then bring to boil. Filter solids and assay for heparin content. Courtesy of Neil Kleiman 肝素的首次临床应用 v1938, Dr. Wright first treated a patient of thrombophlebitis with an experimental natural anticoagulant called heparin, isolated from animal organs. The condition of Dr. Wrights patient improved in two weeks. v1960, Dr. Wright received 素有 “美国诺贝尔奖 ”之称的美国亚伯雷斯克奖 from the American Heart Association for his study of the use of anticoagulants 肝素作用机制的研究历程 1968-73 肝素通过 AT发挥作用 （ 肝素纯化 凝血瀑布） 1976 只有部分肝素分子能与 AT结合 (30-50%) 1976 抗 IIa活性与肝素分子长度有关 抗 Xa活性与肝素分子长度无关 1976 低分子量肝素发明 1981-82 特殊的戊糖序列是肝素与 AT的结合位点 XIa XIIa IXa VIIa - III 抗凝血酶 III (AT) IIa 纤维蛋白原 纤维蛋白 XaVIIIa Va 接触性血栓途径 自身血栓途径 肝素通过 AT发挥抗凝作用 肝素 只有部分肝素分子能与 AT结合 (30-50%) 切碎普通肝素 UFH LMWH 高亲和力结构 物理：过滤 化学：解聚 酶学：肝素酶 不同长度肝素分子的抗不同长度肝素分子的抗 Xa 与与 抗抗 IIa 活性活性 肝素抗 Xa因子和抗 IIa因子活性随着分子量的变化而改变 Anti-Xa activity Anti-IIa activity . . . 5,000 10,000 15,000 20,000 200 100 0 MW Acivity (U/mg) 肝素作用机制的研究历程 1968-73 肝素通过 AT发挥作用 1976 只有部分肝素与 AT结合 (30-50%) 1976 抗 IIa活性与肝素分子长度有关 抗 Xa活性与肝素分子长度无关 1976 低分子量肝素发明 （ 85年、 95年） 1981-82 特殊的戊糖序列是肝素与 AT的结合位点 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 达特肝素 亚硝酸解聚法 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、低分子肝素 抗 Xa 与 抗 IIa 活性 普通肝素 平均分子量 15000 有相似的抗 Xa与 IIa活性 低分子肝素 平均分子量 4500 抗 Xa大于 IIa活性 肝素作用机制的研究历程 1968-73 肝素通过 AT发挥作用 1976 肝素只有部分与 AT结合 (30-50%) 1976 抗 IIa活性与肝素分子长度有关 抗 Xa活性与肝素分子长度无关 1976 低分子量肝素发明 （ 85年 95年） 1981-82 特殊的戊糖序列是肝素与 AT的结合位点 特殊的戊糖序列是肝素与 AT的结合位点 六糖 五糖 八糖 人工合成了肝素分子特殊的戊糖序列 1983-84 75个步骤人工合成戊糖 人工改建的戊糖序列 - 磺达肝癸钠 1988年 SR90107A and later fondaparinux 1995年 开始临床研究 肝素、磺达肝癸钠抗 Xa 与 抗 IIa 活性 普通肝素 平均分子量 15000 有相似的抗 Xa与 IIa活性 戊糖 平均分子量 1728 只有抗 Xa活性 肝素 低分子肝素 磺达肝癸钠 普通肝素 低分子肝素 磺达肝癸钠 蛋白、内皮细胞、巨噬细胞 高 低 无 生物利用度 (SC) 15-30% 90% 100% 激活血小板 强 弱 无 血小板 4因子中和 强 弱 无 肝素诱导的血小板减少症（ HIT) 1% 0.1% 0% 监测抗凝活性 常规 非常规 不需要 骨质疏松症 高 低 无 清除方式 网状内皮 /肾脏 网状内皮 /肾脏 肾脏 半衰期（ SC) 2h 3-5h 17h 根据体重调整 需要 需要 不需要 鱼精蛋白中和 可以 部分 不可以 肝素诱导的血小板减少症 (HIT)的作用机理 免疫球蛋白 G抗体 (IgG) 肝素 血小板因子 4 (PF4) Warkentin T. HIT Lessons learned. Journal of Pathophysiology of Haemostasis and Thrombosis;2006 ( 1-2);50-7 免疫复合物与 血小板 Fc受体结合 血小板减少症 血栓 免疫复合物 (PF4-肝素 -IgG) 血小板激活 血小板聚集 凝血系统激活 肝素 低分子肝素 磺达肝癸钠 普通肝素 低分子肝素 磺达肝癸钠 蛋白、内皮细胞、巨噬细胞 高 低 无 生物利用度 (SC) 15-30% 90% 100% 激活血小板 强 弱 无 血小板 4因子中和 强 弱 无 肝素诱导的血小板减少症（ HIT) 1% 0.1% 0% 监测抗凝活性 常规 非常规 不需要 根据体重调整 需要 需要 不需要 骨质疏松症 高 低 无 清除方式 网状内皮 /肾脏 网状内皮 /肾脏 肾脏 半衰期（ SC) 2h 3-5h 17h 鱼精蛋白中和 可以 部分 不可以 Lormeau 74:14747 在治疗剂量，磺达肝癸钠浓度与抑制凝血 酶产生率呈线性相关； 在更高浓度时，磺达肝癸钠的抗凝作用呈 “ 饱和效应 ”，这可能和体内 AT III得到充分利 用有关 磺达肝癸钠浓度 (g/mL) 抑制凝血酶产生率 (%) 10 20 30 40 50 60 70 0 0 1.5 3 4.5 6 7.5 治疗剂量范围 磺达肝癸钠的抗凝作用治疗窗口宽 肝素 低分子肝素 磺达肝癸钠 普通肝素 低分子肝素 磺达肝癸钠 蛋白、内皮细胞、巨噬细胞 高 低 无 生物利用度 (SC) 15-30% 90% 100% 激活血小板 强 弱 无 血小板 4因子中和 强 弱 无 肝素诱导的血小板减少症（ HIT) 1% 0.1% 0% 监测抗凝活性 常规 非常规 不需要 根据体重调整 需要 需要 不需要 骨质疏松症 高 低 无 清除方式 网状内皮 /肾脏 网状内皮 /肾脏 肾脏 半衰期（ SC) 2h 3-5h 17h 鱼精蛋白中和 可以 部分 不可以 磺达肝癸钠的临床循证过程 治疗 VTE 治疗 DVT和 PE REMBRANDT MATISSE-DVT MATISSE-PE 预防 VTE 骨科大手术 PENTATHLON PENTATHLON 2000 PENTAMAKS EPHESUS PENTHIFRA PENTHIFRA PLUS 内科患者 ARTEMIS 腹部手术 PEGASUS APOLLO 治疗 ACS 治疗 NSTEMI和 STEMI PENTALYSE PENTUA ASPIRE OASIS 5 OASIS 6 50 000 例患者 E p h e s u s 试 验 N = 1 8 1 7 P e n t a t h l o n 2 0 0 0 试 验 N = 1 5 8 4 P e n t h i f r a 试 验 N = 1 2 5 0 P e n t a m a k s 试 验 N = 7 2 4 总 的 比 值 比 下 降 比 值 比 下 降 百 分 比 磺 达 肝 癸 钠 更 好 依 诺 肝 素 更 好 - 1 0 0 - 8 0 - 6 0 - 4 0 - 2 0 2 0 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 5 8 . 5 % 2 8 . 1 % 6 1 . 6 %63 . 1 % 5 5 . 3 % P = 0. 00 00 00 00 00 00 00 00 01 近端深静脉血栓 总的比值比下降 = 57.4% 可信限： 72.3 - 35.6; 磺达肝癸钠 与依诺肝素在预防深静脉血栓时总与依诺肝素在预防深静脉血栓时总 体疗效的比较：荟萃分析体疗效的比较：荟萃分析 Turpie et. al. Arch Intern Med 2002: 162: 1833-40 磺达肝癸钠显著减少骨科大手术后 DVT/PE的发生 使用安卓的患者症状性 DVT/PE的发生率显著低于其它药物 观察到的出血发生率：安卓 1.5%， LMWH 1.5% (p=NS）， UFH 4.2% (p 50 000 例患者 R 5 days IV UFH (aPTT 1.5-2.5) + OAC (INR 2-3) 90 7 days 5 days 7.5-mg fondaparinux* SC + OAC (INR 2-3) Patients with PE DVT Open-label 5 days SC enoxaparin (1 mg/kg bid) + OAC (INR 2-3) R Double-blindPatients with DVT Primary Efficacy Outcome (3 months) Fatal PE/unexplained death Recurrent symptomatic nonfatal PE or DVT Principal Safety Outcome (initial treatment) Major bleed Clinically relevant nonmajor bleed * 5 mg if body weight 100 kg MATISSE系列 试验设计 主要疗效终点 Fondaparinux (n=1,098) LMWH (n=1,107)MATISSE DVT2 Fatal PE 5 (0.5%) 5 (0.5%) Nonfatal PE or DVT 38 (3.5%) 40 (3.6%) Total symptomatic recurrent VTE 43 (3.9%) 45 (4.1%) -0.15% =3.5%0 1.5% -1.8% Fondaparinux - LMWH (95% CI) Fondaparinux (n=1,103) UFH (n=1,110) Fondaparinux - UFH (95% CI) MATISSE PE1 -1.2% =3.5%0 0.5% -3.0% Fatal PE 16 (1.5%) 15 (1.4%) Nonfatal PE or DVT 26 (2.4%) 41 (3.6%) Total symptomatic recurrent VTE 42 (3.8%) 56 (5.0%) 1. The Matisse Investigators. N Engl J Med. 2003;349:1695-1702. 2. The Matisse Investigators. Ann of Intern Med. June 1, 2004 MATISSE DVT2 Fondaparinux LMWH 1.2% 1.1% 3.0% 2.6% 0% 2% 4% 6% 8% 3.7% 安全性终点 Major bleed Clinically relevant nonmajor bleed Fondaparinux UFH MATISSE PE1 1.1% 1.3% 5.2% 3.2% 0% 2% 4% 6% 8% 4.5 % 6.3 % 1. The Matisse Investigators. N Engl J Med. 2003;349:1695-1702. 2. The Matisse Investigators. Ann of Intern Med. June 1, 2004 结 论 Fondaparinux is at least as effective and equally safe as UFH for the initial treatment of PE and as LMWH for the initial treatment of DVT The fondaparinux regimen is a once-daily SC injection without body weight adaptation Will allow for simplified treatment at home 磺达肝癸钠临床循证过程 治疗 VTE 治疗 DVT和 PE REMBRANDT MATISSE-DVT MATISSE-PE 预防 VTE 骨科大手术 PENTATHLON PENTATHLON 2000 PENTAMAKS EPHESUS PENTHIFRA PENTHIFRA PLUS 内科患者 ARTEMIS 腹部手术 PEGASUS APOLLO 治疗 ACS 治疗 NSTEMI和 STEMI PENTALYSE PENTUA ASPIRE OASIS 5 OASIS 6 50 000 例患者 NSTE ACS患者，胸部不适 60岁， ST段 ，心肌坏死标志物 磺达肝癸钠 OASIS5 研究设计：随机、双盲 , 阿司匹林、氯吡格雷、 GP IIb/IIIa抑制剂 根据当地 实际情况制定 导管 /PCI计划 随机分组 依诺肝素 1 mg/kg sc 每日 2次 主要终点： 疗效： 第 9天死亡 、 MI、 难治性心肌缺血 (RI) 安全性： 第 9天严重出血 风险获益： 第 9天死亡 、 MI、 难治性心肌缺血、 严重出血 次要终点： 在 30天和 6个月 分别 观察上面每一组分 假设： 首先检验非劣效性，然后检验优效性 结果 PCI 6 h， IV UFH 同时用 IIb/IIIa 抑制剂 65 U/kg