張子文，王尉，劉勝男，張舒寧，張耀方

（天津農(nóng)學(xué)院 基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，天津 300384）

水蛭最初記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，具有破血、逐瘀、通絡(luò)的功效，在中西醫(yī)中都具有極大的利用價(jià)值，在中醫(yī)方面主要用來(lái)治療跌打損傷，在西醫(yī)方面被用來(lái)治療血栓等[1]。19世紀(jì)80年代，Haycraft第一次發(fā)現(xiàn)醫(yī)用水蛭的提取物中含有抗凝血的物質(zhì)，20世紀(jì)50年代Markwardt實(shí)現(xiàn)了水蛭素的提純。由于水蛭素僅存在于水蛭的唾液腺中，而且含量甚微，1986年Harvey分離出水蛭素編碼純系cDNA，自此可利用基因工程方法合成重組水蛭素，克服了天然水蛭素來(lái)源困難問(wèn)題[2-3]。重組水蛭素的出現(xiàn)不僅為抗凝血、抗血栓藥物的研究開(kāi)辟了新的途徑，而且還對(duì)多種疾病，如腦卒中、惡性腫瘤以及增生性瘢痕都有很好的預(yù)防和治療效果[4]。

1 水蛭素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

水蛭素是存在于水蛭唾液腺里的一種重要活性成分，是由65或66個(gè)氨基酸殘基組成的小分子單鏈環(huán)肽化合物，相對(duì)分子質(zhì)量為7 000 kDa，其形狀類(lèi)似蝌蚪，活性中心位于N末端，能夠識(shí)別凝血酶堿性氨基酸富集位點(diǎn)其頭部N末端有3對(duì)二硫鍵，形成了密集型核心環(huán)肽結(jié)構(gòu)，增加了蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。尾部為C末端，富含多個(gè)酸性氨基酸和一個(gè)被磺酸化的酪氨酸，酸性氨基酸殘基能阻止凝血酶與纖維蛋白原結(jié)合，產(chǎn)生抗凝血的作用。Pro-Lys-Pro組成的特殊序列在中，防止被蛋白酶水解，從而促進(jìn)水蛭素分子與凝血酶分子的結(jié)合[5-6]。

2 水蛭素的藥理作用

2.1 抗凝血作用

水蛭素可直接對(duì)凝血酶產(chǎn)生抑制，不與其他輔助因子相互作用，并且不與血漿蛋白結(jié)合，慢性腎病，特異性強(qiáng)。水蛭素與凝血酶和纖維蛋白原以14∶14∶1的比例結(jié)合成復(fù)合物[7]，阻止了凝血酶對(duì)纖維蛋白原的分解作用，抑制了內(nèi)、外凝血途徑中纖維蛋白單體交聯(lián)聚合的過(guò)程，從而起到阻礙血液凝固的作用。與肝素相比，水蛭素對(duì)凝血酶活性的抑制作用較強(qiáng)，在引起的出血或血小板減少的副作用上也明顯少于肝素[1]。

2.2 抗血栓作用

凝血酶是作用最強(qiáng)的促進(jìn)血小板激活的物質(zhì)，水蛭素與凝血酶結(jié)合，抑制了凝血酶與血小板的結(jié)合形成血凝塊及血小板受凝血酶刺激后的釋放，降低血小板的表面活性，抑制血小板的聚集，降低血小板的黏附性，防止各類(lèi)血栓的形成和延伸[8]。研究發(fā)現(xiàn)，水蛭素和肝素都能加快重組組織型纖溶酶原激活物（rt-PA）溶解富含血小板血栓，但是只有聯(lián)合使用水蛭素能清除血管壁上殘留的血栓。

2.3 抗炎作用

水蛭素的尾部與凝血酶受體的某一部分結(jié)構(gòu)相似，從而能夠與凝血酶以等摩爾比非共價(jià)鍵結(jié)合形成穩(wěn)定復(fù)合物，抑制炎癥產(chǎn)生。梁健芬等[9]通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，水蛭注射液可降低炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-lβ和ICAM-1的表達(dá)，同時(shí)有抗腦缺血后炎癥反應(yīng)。將水蛭作用于狼瘡腎炎患者時(shí)發(fā)現(xiàn)水蛭素具有類(lèi)炎性介質(zhì)拮抗作用，能清除循環(huán)免疫復(fù)合物，減少腎小球內(nèi)纖維蛋白相關(guān)抗原沉積，減輕腎小球系膜細(xì)胞增殖和腎小球硬化，減輕蛋白尿和低蛋白血，改善腎功能[10]。

2.4 抗腫瘤作用

水蛭素可以調(diào)控腫瘤細(xì)胞某些基因表達(dá)，使細(xì)胞生長(zhǎng)所需物質(zhì)的合成受到阻礙，從而抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)與增殖。張博等[11]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)復(fù)方水蛭素對(duì)小鼠移植瘤具有顯著的抑制作用，使腫瘤組織Ki67表達(dá)降低，從而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖。重組水蛭素通過(guò)其抗凝作用，抑制纖維蛋白的形成，能防止腫瘤細(xì)胞與血纖維蛋白或血小板凝集，影響腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移。

3 臨床應(yīng)用

3.1 心血管疾病

水蛭素抑制凝血酶同血小板結(jié)合，并活化纖維蛋白原前活化因子，分解纖維蛋白原，能夠有效抑制微血栓形成，防止或減少不穩(wěn)定型心絞痛的發(fā)生。臨床及基礎(chǔ)研究表明，水蛭能有效改善不穩(wěn)定型心絞痛患者心肌供血，降低全血黏度、血漿黏度，有明顯的抗凝血和抗血栓作用，可有效控制心絞痛[12]。李暢等[13]通過(guò)水蛭素對(duì)大鼠腸系膜血管收縮力影響的研究說(shuō)明水蛭素具有舒血管作用。

3.2 腎臟疾病

脂質(zhì)代謝紊亂、血漿白蛋白低、高度浮腫、瘀血常見(jiàn)于腎臟病人，水蛭素具有降低血脂水平，抑制腎間質(zhì)纖維化，緩解炎癥反應(yīng)對(duì)腎組織的損傷，改善腎功能的作用。多種藥理活性表明水蛭素可降低尿中微量白蛋白、改善高凝狀況，對(duì)糖尿病腎病和高血壓腎病患者的腎臟有較好的保護(hù)作用[14]。

3.3 其他方面應(yīng)用

水蛭素還可以用于纖維化治療領(lǐng)域，能夠有效治療纖維沉淀性關(guān)節(jié)炎，水蛭通絡(luò)膠囊對(duì)于提高特發(fā)性肺纖維化患者生活質(zhì)量有積極作用，延緩該病的自然進(jìn)程[15]。同時(shí)，水蛭素在臨床上也可用于急性心肌梗死、肝素相關(guān)性血小板減少癥、結(jié)膜炎與白內(nèi)障、糖尿病、哮喘病、腦卒中、高血壓、肝硬化等疾病的治療。

4 結(jié)語(yǔ)

水蛭素是一種高效、直接、特異的凝血酶抑制劑，與肝素等傳統(tǒng)的抗凝藥物相比，其治療劑量小療效高、不會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)。臨床研究表明，水蛭素在深層靜脈血栓（DVT）、急性心肌梗死（AMI）、不穩(wěn)定性心絞痛、肝素相關(guān)性血小板減少癥（HIT）等方面都有非常好的治療效果。另外，在臨床上水蛭素還可預(yù)防外科手術(shù)后的靜脈血栓形成，預(yù)防血栓溶解后的再栓塞，以及被用于血液透析過(guò)程中的抗凝等[16]。經(jīng)過(guò)20年的臨床應(yīng)用研究，重組水蛭素及其類(lèi)似物已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于血栓引發(fā)的各種病癥，兩種水蛭素和一種水蛭素類(lèi)似物已經(jīng)被美國(guó)食品與藥品管理局批準(zhǔn)生產(chǎn)。隨著研究的不斷深入，新的重組水蛭素產(chǎn)品將相繼問(wèn)世，相信水蛭素在抗凝，防栓領(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的市場(chǎng)前景。