水蛭素的分子改造与结构修饰研究进展_王航

#综述#

水蛭素的分子改造与结构修饰研究进展

王 航,许 静,谭树华*

(中国药科大学分子生物学教研室,江苏南京210009)

摘要:目的 为更好地开发利用重组水蛭素,综述国内外水蛭素结构修饰研究状况。方法 依据近年来国内外文献,进行分析、归纳和总结。结果与结论 笔者通过对水蛭素进行各种分子改造或者结构修饰来产生新的类似物蛋白,从而解决水蛭素在临床应用中出现的种种问题,有的也可能会出现新的功能。关键词:水蛭素;不良反应;结构修饰do i:10.3969/j.issn.1004-2407.2011.05.032

中图分类号:R914 文献标志码:A 文章编号:1004-2407(2011)05-0385-03

Advances in the study of structural modifications of hirudin

WA N G H ang ,X U Jing ,T A N Shuhua *(M olecular Biolog y Depa rtment,School of L ife Science &T echno log y,China P har maceut-i cal U niversity,Jiang su N anjing 210009,China)

Abstract:Objective T o study the structural mo dificatio ns of hir udin.M etho ds Based on lit eratures,the research pr og ress in hirudin st ruct ur al analo gues was analy zed and summar ized.Result and Co nclusion H ir udin has been mo dified w ith mo lecular transfor ma -t ion and structural modificatio ns.T he obtained pr oteins can allev iate adv erse r eact ion in clinical,or br ing new functions,such as thrombolysis,inhibiting the platelet agg reg atio n,and tar geting specifically.Key words:hirudin;adv erse reactio ns;st ructur al modificat ions 基金项目:国家自然科学基金项目(编号:30873191)作者简介:王航,女,在读硕士研究生*

通信作者:谭树华,男,教授

自1986年起,基因工程技术的发展使人们获得了建立在多种载体上的重组水蛭素。它在临床治疗和预防各种血栓形成中有着显著的作用,国内外医药界学者将水蛭素作为治疗心血管疾病的有效药物进行研究[1]。但是,临床应用水蛭素还存在一定出血的危险;而且,作为抗凝血酶药物,重组水蛭素预防动脉血栓的效果并不理想。本文将就近年来重组水蛭素临床出现的一些问题,以及近年来国内外重组水蛭素结构修饰类似物研究的最新进展进行综述。1 水蛭素及其结构类似物的不良反应

水蛭素是一种小分子多肽,进入体内后,被体内的蛋白酶切割而失活;而且,水蛭素不经肝脏代谢,以原形或其衍生物的形式经肾脏排泄,肾功能不全的病人因其排泄功能严重受损,存在很大的风险。

作为一种兼有抗血小板和抗凝的药物,其主要问题是出血并发症,可引起一定程度的脏器出血,导致轻度的贫血;高剂量给药除以上类似变化外,转氨酶升高,主要是因为重组水蛭素抑制凝血酶药理活性放大。目前水蛭素引起的出血反应尚无有效药物治疗。停止给药可缓解症状,但是有的情况这种措施并不十分奏效

[2]

。

生物技术药物均有一定程度的免疫原性,水蛭素的免疫原性比较弱。文献报道[3],临床上连续给药重组水蛭素5d 以上可使74%的患者产生抗水蛭素抗体(AH A b)。重组水蛭

素可能会产生严重的变态反应。2003年,Gr einacher 等发现进行重复给药的毒性实验和临床研究中有9例严重变态反应。其中4例在首次给药时,并无不良反应。2 水蛭素结构修饰物及类似物

目前的新药研究领域,开发一个全新的药物十分困难,研究热点大都集中在对现有药物的分子改造或是结构修饰上,同时设法降低毒副作用。针对在临床应用中所出现的问题,将重组水蛭素类多肽药物进行各种类型的结构修饰,以期降低不良反应。

2.1 水蛭素融合蛋白 研究表明,许多抗凝溶栓药物具有协同和互补作用,利用蛋白融合技术连接,产生的融合蛋白较单一使用有更好的活性,有的甚至产生新的活性[4]。

2.1.1 葡激酶-重组水蛭素融合蛋白 溶栓和抗凝药物的联合治疗,是当前临床治疗血栓相关性疾病的重要给药方案。葡激酶与纤溶酶原结合后能激活纤溶酶原,使之成为有活性的纤溶酶,产生的级联反应能激活更多的纤溶酶原,发挥溶栓作用。重组融合蛋白是葡激酶和水蛭素通过1个X a 因子连接起来的蛋白多肽。L ian 等[5]通过1个螺旋结构序列将葡激酶和水蛭素构建成1个Y 形异源二聚体,使两者都具有游离的N 末端而不影响各自的功能。融合蛋白不仅保持了原有的抗凝和溶栓活性,还对富含纤维蛋白的血栓具有一定的靶向性,因而有着广阔的应用前景。

2.1.2 纤维蛋白抗体-重组水蛭素融合蛋白 纤维蛋白抗体与水蛭素通过化学偶联,能够有效抑制纤维蛋白的沉积。牛晋阳等[6]利用特异存在于凝血部位的活性凝血因子FXa 的活性和水蛭素N 末端延伸会使水蛭素丧失抗凝血活性的特性,将水蛭素的N 末端与含凝血因子FXa 识别位点的短肽相融合,使得融合蛋白在非血栓部位不表现出抗凝血活性。在血栓部位,由于人体血液中无活性的凝血因子F X 在凝血部位被活化成活性形式的凝血因子F Xa,后者再将水蛭素从融合蛋白上切割下来,使其发挥抗凝血作用,从而在不减少水蛭素抗凝血活性的同时,最大程度地降低了出血。这在临床上具有非常重要的意义。

2.2 RGD -重组双功能水蛭素 R GD 肽是一类含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列的短肽,是整合素与其配体蛋白相互作