水蛭素简介

水蛭素简介
摘要：
水蛭素是从医用水蛭唾液腺中分离出来的一种单链多肽，是中药水蛭中的重要活性成分，水蛭作为活血化瘀类动物药材的代表药，具有破血、逐瘀、通经的功效，为迄今发现的作用最强的凝血酶抑制剂，始载于《神农本草经》。

药用水蛭为水蛭科动物日本医蛭Hirudonipponica( Whitman)和宽体金线蛭whitmania pigra( Whitman)的全体。

水蛭素是凝血酶的直接抑制剂，可从多个环节影响血液凝固和促进纤溶，具有极强的抑制凝血作用和抗血栓形成作用，效果明显优于肝素而副作用少，水蛭素在临床治疗和预防各种血栓形成方面有着广阔的应用前景。

关键词：
水蛭素;化学成分;生理学效应，临床应用研究
1 水蛭素发展历史
1884 年 Haycraft 首先发现医用水蛭的提取物中含有抗凝血物质，1904 年 Jacoby 将其定名为水蛭素( Hirudin) ，1955 年Markwardt 从医用水蛭咽周腺体中成功地分离出水蛭素纯品。

1986 年 Harvey 分离出水蛭素编码纯系cDNA，从此利用基因工程技术制备重组水蛭素成为现实。

2 水蛭素的化学成分
水蛭属于高度特化的环节动物，始载于《神农本草经》，俗称蚂蝗，是我国传统的中药，味咸、苦，性平。

《中华人民共和国药典》载具有破血、逐瘀、通经之疗效，主要用于治疗瘤症、痞块、血瘀、闭经和跌打损伤。

1884 年， Haycraft 首次在欧洲医用水蛭的唾液腺里发现了一种生物活性物质水蛭素; 1927 年，Shionoya 最先把它作为抗血栓的有效药物来进行研究; 1955 Markwardt 指出其为蛋白物质，并命名为水蛭素。

天然水蛭素是从医用水蛭中提取的一种抗凝血蛋白质，是由 65个或66个氨基酸残基组成的单链多肽，相对分子质量为 7 000 Dalton。

水蛭素的 N 末端有3对二硫键，使N末端肽链绕叠成密集的环肽结构，对蛋白结构起稳定作用。

其N 末端含活性中心，能识别底物即凝血酶碱性氨基酸富集位点，并与之结合。

C 末端富含酸性氨基酸残基，最后9个氨基酸中有6个为酸
性氨基酸。

水蛭素肽链中部有一个由 Pro － Lys － Pro 组成的特殊序列，不被一般蛋白酶降解，这一结构有 2 个方面的作用: ①维持水蛭素分子的稳定性; ②引导水蛭素分子以正确的方向与凝血酶分子结合。

3 生理学效应
3.1 抗凝
在对水蛭素与肝素比较的研究中发现，与普通肝素和低分子肝素相比，水蛭素对凝血酶的抑制作用特异性强，且不依赖凝血酶Ⅲ，有较好量－效相关性，不诱导血小板减少，未见肝酶一过性升高，且不与内皮结合，不会增加血管通透性。

水蛭素对凝血酶的抑制作用相对独立，无需其他凝血因子或血浆成分参与，与凝血酶和纤维蛋白原以 14∶ 14∶ 1 的比例结合成复合物，通过对凝血酶的选择性和特异性直接抑制作用阻断其凝血功能。

3.2 抗血栓
凝血酶诱发的血液凝固是血管血栓形成的主要触发机制，它可使纤维蛋白凝固，激活血小板产生血小板凝聚，进而产生更多的凝血酶。

Alibeik 等研究发现水蛭素直接靶向凝血酶，能有效地防止纤维蛋白和血细胞结合形成血凝块，并且抑制游离的和凝血块上的凝血酶，因此可防止各类血栓的形成及延伸。

水蛭素能降低凝血过程中血纤维蛋白肽 A 的减少，这种作用呈剂量相关性，反映水蛭素具有抑制凝血酶水解纤维蛋白原形成纤维蛋白的作用。

Agnelli 等利用兔颈静脉模型证实水蛭素的防栓作用比肝素强 50% 以上，原因是水蛭素能够抑制血栓中的凝血酶活性，而肝素没有这种作用。

水蛭素与溶栓药一起使用，有协同作用。

Mruk 等报道，水蛭素和肝素都能加快重组组织纤溶酶原激活物( rt － PA) 溶解富含血小板血栓，但是只有联合使用水蛭素能清除血管壁上残留的血栓。

3.3 抗炎
Livaog.lu 等通过观察水蛭素对大鼠随意皮瓣成活效果的研究表明，水蛭素与凝血酶以等摩尔比形成非共价键紧密结合的稳定复合物，并使之失活，从而有效地抑制炎症作用。

郭应信等研究表明水蛭素能够提高瘀血皮瓣局部超氧化物歧化酶水平、减少瘀血皮瓣局部丙二醛水平，减轻局部炎症反应。

4 水蛭素的临床应用研究
4.1 水蛭素用于治疗急性心肌梗塞
动脉粥样斑块破裂导致血栓形成, 是引起 AMI 等多种急性冠脉综合症的直接发病原因, 同时 AMI 病人在溶栓治疗过程中, 又有血栓形成 ,会严重降低溶栓治疗的效果。

因此 ,溶栓药物(rt-PA 、rSK)与抗血小板活性药物(aspirin)和抑制凝血酶活性的药物(heparin 、hirudin)联合用药 ,可以提高治疗效果。

与肝素相比 ,水蛭素抗凝作用有独特的优越性 , 水蛭素与 r-tPA 联合用药, 改善溶栓治疗效果的临床Ⅱ期试验,确定和优化了水蛭素所需的剂量 ,并对其安全性作了评价。

4.2 水蛭素用于治疗不稳定型心绞痛
具有不稳定型心绞痛和不典型的非 Q 波心肌梗塞的患者发生急性心梗致死的危险性较大。

而用 aspirin 、肝素或两者联合用药 ,都能大大降低心肌梗塞的发生率。

水蛭素作为凝血酶的直接抑制剂, 可以代替肝素用于治疗不稳定型心绞痛
4.3 水蛭素用于预防深静脉血栓
深静脉血栓是外科手术后最严重和最常见的并发症 ,最新的报道认为, 髋关节和膝关节置换手术后 ,使用肝素或低分子肝素抗凝 ,深静脉血栓的发病率仍为 20%～ 45%。

目前,用水蛭素预防深静脉血栓的临床Ⅱ期试验获得了初步的结果。

选择10位髋关节置换术的患者, 每12h皮下注射水蛭素0.1 mg/kg，连续10d ,首次剂量在手术后3h 给药,双下肢静脉造影和通气后的肺部扫描显示,深静脉血栓、肺栓塞和出血都未出现。

4.4 水蛭素用于治疗肝素相关性血小板减少症
HAT 是最常见的药物引起的血小板减少症 , 也是肝素治疗过程中最严重的不良反应。

HAT 有 2 种类型, 病因截然不同。

HATⅠ型是有肝素通过非免疫途径直接激活血小板,引起血小板聚集和减少,10 %接受肝素治疗的病人,在用药后第 1～2天,血小板计数降低到100 000/μl;但通常会自行恢复,无需治疗。

HAT Ⅱ型是由复杂的免疫机制所引起, 患者会产生肝素和血小板因子4复合物的抗体, 而这种免疫复合物引起血管内血小板和内皮细胞的激活,进一步造成血小板微粒和凝血酶的大量产生, 血管内
血凝块中血小板的消耗, 最终导致血栓栓塞综合症。

0.5 %～ 5 %的接受肝素全疗程的患者在用药5天以上会发生HAT Type Ⅱ,但接受低剂量肝素治疗或小分子肝素治疗的病人一般不出现。

HAT Type Ⅱ要比Type Ⅰ严重的多,血小板计数在40000/μl ～ 60000/μl 之间。

持续使用肝素,不会自行恢复。

与其它免疫性血小板减少症不同的是 , HAT Type Ⅱ很少并发出血 ,反而并发动脉或静脉血栓。

最近调查显示 85 位 HAT Type Ⅱ患者并发血管栓塞后, 有 20 %的患者作了截肢手术, 30 %死亡。

因此,一旦怀疑有HAT Type Ⅱ，肝素治疗必须停止。

如果患者无需继续静脉注射抗凝药物,则可用抗血小板药物 ,如 aspirin 等替代肝素,预防动脉血栓。

但是在通常情况下, 对于这些患者 ,抗凝治疗是无法停止的,并且也没有合适的药物。

使用华法令可能引起肢体坏疽;体外试验证明小分子肝素与普通肝素对于抗血小板因子4和抗肝素抗体有78 % ～ 88 %交叉反应,使用不当, 可能加重HAT Type Ⅱ,引起致死性的并发症。

水蛭素与肝素的分子结构完全不同,作用机理也不一致, 两者之间不存在交叉反应。

Schiele F等通过临床研究发现水蛭素是治疗HAT的抗凝药物。

4.5 水蛭素用于血液透析
抗凝的研究血液透析过程中, 大面积的体外人工系统极易激活凝血系统, 因此,有效的抗凝、防栓是必要的。

研究发现,利用肝素抗凝,存在较多副作用，而水蛭素用量小,疗效高,不良反应少而轻,不会引起过敏反应，故著名医院多采用水蛭素，而不是肝素。

5 展望
水蛭素为直接作用的凝血酶抑制剂，与肝素相比其更加安全，国外长效水蛭素已进入临床实验阶段。

水蛭素与其他药物的联合应用进一步拓宽了其临床应用范围, 也成为水蛭素研究另一个热点。

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