来宝网 2013/7/9点击1726次
肝素(heparin)是一种黏多糖类物质，广泛存在于动物器官和组织中，如肠黏膜和肺等，经盐解和离子交换等工艺处理后成为生化药物肝素钠。它具有抗凝血、调血脂等功能，已经广泛应用于心血管疾病防治领域。肝素钠是我国最重要的出口生化药物之一。然而肝素在临床上出血副作用较严重，应用受到一些限制。低分子肝素(low molecular weight heparin , LMWH)是20世纪80年代开发出来的抗凝新药，它是由普通肝素（亦称未分级肝素，unfractionated heparin,UFH）解聚而得。由于LMWH 较UFH在低水平抗凝作用时能产生良好而持久的抗血栓作用，副作用较小可用于防治深部静脉血栓、肺栓塞、播散性血管内凝血等疾病,因此成为心血管药物的研究热点。
1 LMWH制剂
国外LMWH制剂已经有10多个品种面世，大部分为钠盐，也有少数钙盐,临床应用效果较好，如Enoxaparin等 国外部分上市的LMWH制剂
国产最早的低抗凝肝素制剂是1985年大连生化制药厂开发的抗栓灵含片；1997年杭州九源基因工程有限公司在国内首家研制成功预防血栓形成药――低分子肝素钠注射液（LMWH，商品名：吉派林）；山东福瑞达生物化工有限公司在对透明质酸和肝素多年研究的深厚基础上，成功开发了药用LMWH，包括外用级成药LMWH钠盐；1999年广东天普生化医药股份有限公司成功开发了四类新药――低分子量肝素钙注射液，是目前国内同类产品中唯一的国产钙盐水针剂。还有诸如针对需要长期用药病人而开发的辅以透皮吸收促进剂的脂质体喷胶透皮吸收制剂；山东省血栓病防治工程技术研究中心开发的“舒凝”也属于低分子肝素制剂；还有其他低分子肝素制剂――如上海华源制药“海普宁”低分子肝素钠、海南同盟制药注射用低分子肝素钙、天津红日药业低分子肝素钙注射液（博璞青），等等。另外，国内在肝素和低分子肝素精品分级处理方面具有明显的资源优势，从而在产业链下游工艺高端、效益良好的公司（如深圳海普瑞等），如果条件成熟，有可能迅速介入成药LMWH制剂的开发，所以今后几年国内在LMWH制剂领域可能会有较快的发展。
另外还有类肝素制剂，由于其某些特殊结构和生物活性而受到研究者的关注，如Danaparoid sodium，NV Organon生产，含硫酸肝素（84%）、硫酸皮肤素(12%)和硫酸软骨素(4%)，等等。
2 LMWH的结构与生物活性
20世纪80年代研究结果证实，肝素催化AT Ⅲ抑制FⅡa时需同时结合两者，故肝素分子链应长于18个糖单位，而催化AT Ⅲ抑制FⅩa和FⅫa时，只需结合AT Ⅲ，因此短的肝素链即可发挥作用，LMWH就是基于该理论被开发出来的。UFH与LMWH的结构与生物活性均有很大区别，可见LMWH 较UFH在低水平抗凝作用时能产生良好而持久的抗血栓作用，临床安全性较好。
3 LMWH的制备技术
低分子肝素研究进展LMWH的制备方法有多种，大体上分为3种类型:物理分离法、化学裂解法和合成法。不同制备方法所得LMWH的在分子量和生物活性有些差异，主要是其药动学特性和抗凝谱有某种程度的差别，在临床上不能相互代替。
物理分离法主要包括:有机溶剂沉淀法(如乙醇分级沉淀法)、凝胶过滤法、亲和层析法、离子交换层析法和超滤法,其中以亲和层析最为重要，这点和肝素以离子交换最为常用是不同的。由于UFH中低分子片段含量很少，只含1％～2％的LMWH，所以物理分离法制备LMWH产率较低，但该法对LMWH原有结构破坏较少，因此适用于实验室中LMWH的结构测定及生物活性研究，不适用于工业生产。
化学裂解法又分化学裂解法和酶法裂解法,主要有:亚硝酸控制解聚降解法、过氧化物降解法、β消除降解法、自由基催化降解法、肝素酶降解法、苯甲基化并碱降解法和高磺酸氧化降解法等。无论是采用哪种化学降解法都会改变肝素的结构,并且有的降解反应恰巧在抗血栓的活性位点上,从而影响了它的抗栓活性。不同的降解反应所得产品的末端结构不同,亚硝酸降解产物的末端为脱水甘露糖或甘露醇;肝素酶或β消除降解的产物在非还原末端含有Ｎ-硫酸葡糖胺;而采用自由基催化降解法,其产物末端则多为Ｎ-硫酸葡糖胺和艾杜糖醛酸…。由于末端结构不同,导致其生物活性也不尽相同。一般说来,化学降解法容易导致硫酸基丢失,ATⅢ结合部位减少。还值得注意的是,肝素在酸性溶液中,Ｎ-硫酸基容易被水解破坏,使其抗凝活性降低,而在强碱性溶液中,Ｏ-硫酸基易被水解破坏,也使产物抗凝活性下降。化学方法制备低分子肝素成本低,产率高，因此广泛应用于工业生产，其中最常用的是亚硝酸控制解聚降解法。当然，若要保持LMWH高生物活性，在生产过程中必须尽量避免强酸或强碱的处理。
近年来,国外采用基因工程方法合成出了肝素的各种组分,利用不同糖基人工合成肝素片段也取得了成功,尽管目前还尚未应用于工业生产,但上述方法特别是基因工程方法和半合成方法的研究动向是值得国内注意与借鉴的。
4 LMWH制剂的研发动态
近几年国内在LMWH制剂的临床应用主要致力于评估其安全性和疗效，临床结果使医学界对LMWH信心十足，这无疑将对今后LMWH制剂在国内市场的推广产生巨大推动作用。以下列举国内外LMWH制剂的一些开发动态。
4.1 低分子肝素脂质体
为适应临床经皮给药需要, 翟光喜等以NatipideⅡ 空白脂质体作为药物载体，包封LMWH,研制了LMWH的透皮吸收脂质体喷胶,并进行了动物体内药效学实验，对LMWH脂质体的有关性质进行了研究。结果发现表观重量包封率为43.18%,颗粒为圆形或椭圆形,平均粒径为200 nm,平均zeta电位为-66.45 ｍＶ，在4 ℃、15 ℃和25 ℃放置3个月后渗漏率分别为10.26%、16.58%和25.54%。可见NatipideⅡ空白脂质体对LMWH具有较强的包封能力,形成的脂质体较为稳定,具有开发价值［7］。
4.2特殊工艺分离的低分子肝素
其中包括：超低分子肝素(ultra LMWH,<2 500 D)；极低分子肝素(very LMWH,<3 500 D)；窄范围低分子肝素(narrow range LMWH, 2 500~5 000 D)；宽范围低分子肝素(wide range LMWH，5 000~10 000 D)；中分子肝素(medium molecular weight heparin, 5 000~10 000 D)。
4.3 化学修饰的低分子肝素(chemically modified LMWH)其中包括：超硫酸化和过硫酸化LMWH (oversulfated & hypersulfated LMWH)； 去氨基后乙酰化LMWH (deamination followed by acetylation)； 按亲和性限定的LMWH (affinity defined LMWH)。
4.4 另外，肝素结合物(heparin conjugates)和类肝素(heparinoids)等的性质与LMWH相似又有些不同，也引起了研究者们的关注。
5 展望
5.1 LMWH的临床应用
LMWH临床应用的试验研究进展很快，使LMWH制剂必定会在今后的临床中得到迅速推广。例如，以往孕妇血栓治疗一般使用UFH，现在实验证实孕期和产后的血栓治疗使用LMWH效果更好。另外，近年研究表明，LMWH及其低抗凝血活性的衍生物具有广谱的生物活性，可以明显降低人体白细胞中NO生成量，因此有助于防止由NO引发的疾病。
美国心脏病学会通过对近年来数个大型临床试验数据的总结分析，重点阐述了LMWH与UFH在内、外科疾病中的使用疗效及其副作用。结论认为，LMWH至少与UFH一样安全有效，而且使用更方便。
5.2 国产LMWH
国内肝素工业至今仍主要停留于肝素分离纯化、粗品或精制品出口上，外商将这些原料加工成药返销国内。随着国产LMWH临床治疗研究的深入开展，国外LMWH制剂垄断国内市场的局面将有所改变。例如有研究［13］通过对国产LMWH治疗临床糖尿病性肾病的观察,探讨国产低分子肝素治疗临床糖尿病性肾病的可行性。结果表明在控制血糖、血压的基础上,国产低分子肝素能降低临床糖尿病性肾病的高凝状态,减轻蛋白尿,改善肾功能,进而延缓临床糖尿病性肾病的进展,用药方法简单,安全可靠,适于广泛应用。已证实进口LMWH(Fragmin)安全有效,但较贵。另有研究试验了国产LMWH在血液透析中的抗凝效果，对国产品在血液透析中的疗效和安全性与Fragmin作一比较，均显示出较强的抗凝作用。单剂量一次给药,维持4ｈ透析,透析器复用5次,容量及尿素即刻清除率无明显下降,亦未见明显的出血倾向。从文中可以看到每次透析单剂量LMWH 5 000 Ｕ,无论国产或进口药,抗ＦＸａ活性基本都在安全范围内,国产LMWH与进口产品具有同等效果。国产LMWH在透析结束时的抗ＦＸａ活性高于Fragmin可能是因为不同的分子量分布所致。
5.3 利用化工技术合成新型类肝素物质
许多含氨基的天然高分子多糖具有与纤维素相近的骨架结构，由于其固有的生物相容性、可生物降解以及无毒性,常用于作为医用高分子材料、药物缓释载体或其他制药原料。若能将天然多糖结构进行化学修饰，制备成磺化衍生物，就有可能开发成类肝素物质。国外已先后研制出磺化甲壳素、磺化壳聚糖及磺化N-羧甲基壳聚糖等衍生物［15～17］,而国内对此研究较少［18］,是有待涉足的领域。
5.4 新来源LMWH的研究
肝素在自然界中有很多不同的来源，因此性质上也会有些相同点和不同点。例如日本科学家以前发现一种来源于海参中的糖氨聚糖的解聚产物（DHG）不仅表现出与肝素类似的抗凝血活性，而且还发现只要剂量在0.3~3 mg/kg之间，其动物实验引起的出血副作用明显低于UFH和LMWH。
又例如巴西和美国的研究人员从虾（shrimp Penaeus brasiliensis.）中分离到一种新的分子量为8 500 D的LMWH［20］。该LMWH能被从产黄菌属（Flavobacterium heparinum）分离到的肝素酶和类肝素酶降解成为含二硫或三硫的双糖，这种性质和脯乳类动物来源的肝素是基本相同的。13C和1H NMR证明了该虾来源的LMWH主要由葡萄糖醛酸残基和不含硫的艾杜糖醛酸残基组成。通过抗凝血实验发现其抗凝作用是通过对FXa和辅因子II的抑制作用实现的，实验还发现其抗凝活性大于哺乳类动物来源的LMWH，因此该LMWH还是值得关注的。
5.5 研究新思路
可能是受LMWH的启发，国外近年来又有了新的研究思路，例如意大利Opocrin S.p.A对低分子量硫酸皮肤素（low molecular mass dermatan sulphate,LMMDS）的研究值得国内借鉴。
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