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硝酸酯类药物的抗血小板作用研究

作者:2014-10-29 22:41阅读:文章来源:未知
一、硝酸酯类药物的简介
       硝酸酯是一类通式为 R-ONO2的含氮化合物,其最早的临床应用要追溯到 19 世纪末 Brunton 和Murrell 将其用于心绞痛的治疗。在硝酸酯类药物应用的 140 年历史中,尽管新的心血管药物不断涌现,但其在心血管疾病治疗中的地位仍不可替代。目前硝酸酯类药物主要包括以下 3 种:硝酸甘油 ( nitroglycerine , NTG )、 二 硝 酸 异 山 梨 酯(isosorbide dinitrate,ISDN)和 5-单硝酸异山梨酯(isosorbide-5-mononitrate,IS-5-MN)。而与其药理作用相似的硝普钠(sodium nitroprusside,SNP)也会在本文中有所提及。
       长期以来,硝酸酯类药物和 SNP 扩张血管的作用广为人知,其用于冠心病、心力衰竭和恶性高血压治疗的药理作用主要在于:(1)扩张静脉系统,减轻心脏前负荷,降低左心室舒张末压(LVEDP),降低室壁张力从而减少心肌耗氧;(2)扩张动脉,降低血压,减轻心脏后负荷;(3)扩张冠状动脉,缓解冠状动脉痉挛,增加冠状动脉血流量,增加心脏供氧,而当冠状动脉狭窄时,可以通过扩张侧支循环增加缺血区血流量;(4)延缓心室重构。近些年来,硝酸酯类药物和 SNP 的抗血小板的作用也逐渐被人们所认识。
二、硝酸酯类药物抗血小板作用的机制
       1967 年 Hampton 等首先报道了硝酸甘油在试管内可以抑制血小板的聚集,随后各种动物实验和临床试验从各个方面验证了硝酸酯类及 SNP 的抗血小板作用。1985 年,Loscalzo 等发现通过维持细胞内减少的巯基(-SH),NTG 和 SNP 都能在人体内抑制血小板聚集。Lam 等发现在动脉壁损伤的动物模型中,静脉使用硝酸甘油可减少血小板在血管壁的沉积。Gebalska 等在急性心肌梗死患者的研究中发现,静脉应用硝酸异山梨酯 3 h 即可以明显抑制血小板的粘附和聚集。Zhou 等在心力衰竭和瓣膜置换术患者中发现,硝酸酯类药物有抗血小板作用,且硝酸酯类药物和 SNP 在不影响血压、心率的情况下即可抑制由二磷酸腺苷酶(ADP)、胶原和肾上腺素诱导的血小板聚集。在健康志愿者和稳定性心绞痛患者中,应用硝酸甘油贴片经皮给药亦可 有效抑制血小板聚集。同时,由于血小板在血栓形成中的重要作用,不难理解硝酸酯类药物也可能有抗栓作用,Plotkine 等在动物模型中证实硝酸酯类药物的确具有明显的抗栓作用。
       硝酸酯类药物的抗血小板作用机制一直是人们研究的热点。目前认为硝酸酯类抗血小板作用的机制与其扩张血管机制类似。硝酸酯类药物进入血管平滑肌细胞或血小板后,首先代谢为一氧化氮(NO)或 S-亚硝基硫醇(SNO)。SNP 进入体内后亦可迅速分解成 NO,因此硝酸酯类药物和 SNP都是代谢为 NO/SNO 来发挥作用。NO 是一类有扩血管活性的小分子,被称为内皮源性舒缓因子(EDRF),在体内主要由内皮细胞释放。在 NO 合酶的催化下,L-精氨酸生成瓜氨酸的同时释放出NO。NO 是脂溶性的小分子,能迅速扩散,并与鸟苷酸环化酶(GC)的血红素(Heme)上的铁离子结合,形成 NO-Heme-GC 复合物,从而激活 GC,后者可将三磷酸鸟苷(GTP)转化为环磷酸鸟苷(cGMP)。cGMP 抑制了 Ca2+的内流,从而使平滑肌松弛、血管扩张,并抑制了纤维蛋白原与血小板糖蛋白 GPⅡb/Ⅲa 的结合,由于纤维蛋白原在血小板桥接聚集的过程中必不可少,因此硝酸酯类药物有抗血小板的作用。
       硝酸酯类药物代谢为 NO/SNO 的具体机制一直有所争议,有相关研究证明参与其中的酶可能包括谷胱甘肽硫转移酶,P450 系统,黄嘌呤氧化还原酶等。2002 年,Chen 等证实线粒体醛类脱氢酶(mtALDH/ALDH2)在硝酸甘油代谢中必不可少,硝酸甘油在 ALDH2 的作用下,在线粒体内代谢为亚硝酸盐,然后被还原为 NO 或 SNO 来发挥生物活性。ALDH2 的基因敲除模型也证实了其在硝酸酯类药物发挥生物活性和药物耐受性方面的重要性。还有研究表明,由于 ALDH2 基因变异,不同个体对硝酸甘油的反应也有所不同。ALDH2基因外显子序列上一个 G-to-A 的变异,会引起Glu504Lys 改变,从而导致 ALDH2 活性减低。在一个由 80 例中国的心绞痛患者组成的临床试验中,ALDH2 中存在突变 Glu504Lys 的患者,其对舌下含服硝酸甘油的反应性明显降低。在另一个通过戒酒硫抑制 ALDH2 活性的试验中,Mackenzie 等发现硝酸甘油的血流动力学效应受到 ALDH2 活性和 Glu504Lys 突变的显著影响,而 SNP 和维拉帕米的作用无明显改变,表明硝酸甘油和 SNP 在体内有着不同的代谢机制。此外,ISDN 和 5-ISMN 的代谢并不依赖于 ALDH2 的活性,其在体内的代谢途径仍需要进一步的研究。
三、硝酸酯类药物抗血小板作用的优势
       血小板在动脉硬化斑块破裂继发血栓形成的过程中起着十分重要的作用。血小板的聚集可由多种成分诱导,如血栓素 A2(TXA2)、ADP、GPⅡb/Ⅲa、血栓、胶原和血管性血友病因子等,这些物质通过激活不同的信号通路,使血小板发生粘附和聚集。抗血小板药物则通过抑制这些信号通路来达到抑制血小板聚集、抗血栓形成的目的。临床上最常用的包括 TXA2抑制剂(如阿司匹林),此外还有 ADP受体拮抗剂(如氯吡格雷、噻氯匹定、普拉格雷等),GPⅡb/Ⅲa 抑制剂(阿昔单抗、依替巴肽、替罗非班、拉米非班)等。但由于血小板激活的途径如此复杂,使得单用一种抗血小板药物不可能达到完全抑制血小板功能的目的,如阿司匹林不能抑制ADP 所致的血小板聚集,因此我们在临床上常联合使用不同类型的抗血小板药物来达到更好的抗血小板的作用。
       与上述药物不同,硝酸酯类药物和 SNP 的抗血小板作用是非选择性的。研究显示硝酸酯类和 SNP可以抑制 ADP、胶原、肾上腺素等多种物质诱导的血小板聚集。此外,阿司匹林作为环氧化酶(COX)抑制剂,既可抑制血小板的 COX 也可抑制血管内皮的 COX,血管内皮 COX 受抑制可使前列环素(PGI2)生成减少,从而促进血管收缩和血小板聚集,因此硝酸酯类药物和 SNP 抗血小板的作用有可能优于阿司匹林。
       同时,在抗血小板药物的临床使用中,出血常常是最担心的问题,比如阿司匹林常引起消化道出血,对于近期有胃溃疡或出血的患者,抗血小板药物的使用往往受到限制。有研究表明,作为 NO 供体的硝酸酯类和 SNP,对于内脏的损伤(如胃溃疡)可能有预防和保护作用。阿司匹林和其他的非甾体类抗炎药(NSAIDs)常引起胃肠道出血,但如果和 NO 供体联用,则可以减少 NSAIDs 对胃肠道的刺激。
四、硝酸酯类药物抗血小板作用的劣势
       硝酸酯类药物的长期使用会导致机体产生耐药性,主要表现在其扩血管作用的减弱或消失,但其抗血小板的作用是否有耐药性仍无定论。Holmes等发现,虽然持续应用硝酸酯类药物可以使血管对药物产生耐药性,但其抑制血小板聚集的作用并不随时间的延长、耐药性的出现而减弱。但也有证据表明,硝酸酯类药物的抗血小板作用也存在耐药性。硝普钠在体内的代谢不需要巯基,故 SNP 在体内与硝酸甘油无交叉耐药性。有关于硝酸酯类耐药性的机制有着不同的学说,并分为真性耐药和假性耐药,真性耐药包括普遍接受的巯基耗竭学说和血管内膜超氧阴离子(O2-)增加学说,假性耐药包括容量扩张学说和神经激素学说。巯基耗竭学说基于巯基在硝酸酯类药物形成 NO 过程中的关键作用,长期用药会导致血管平滑肌内的巯基耗竭,从而使药物的活性受到影响;O2-增加学说是指硝酸酯类药物在代谢过程中产生的活性氧和活性氮可以引起血管壁的氧化应激,导致内皮损伤,同时,代谢中产生的 O2-可以与 NO 迅速生成过氧亚硝基阴离子,使 NO 失活;假性耐药主要是因为在应用硝酸酯后,由于压力感受器的作用,肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)被激活,从而导致交感激活、水钠潴留,从而削弱了硝酸酯类药物的扩血管作用。此外,在持续使用硝酸甘油后,线粒体内自由基生成增加,抑制了 ALDH2 的活性,从而降低硝酸甘油的生物活性。综上所述,在硝酸酯类药物使用的同时,联合使用巯基供体(乙酰半胱氨酸)、抗氧化剂(如维生素 C、维生素E、他汀类药物)等均可预防硝酸酯类耐药的发生。然而,除了乙酰半胱氨酸被证实有增强硝酸酯类抗血小板的作用外,其他实验主要集中在硝酸酯类药物舒张血管的功能上,而对其抗血小板作用的改变未做探究。
五、在临床上的应用前景
(一)冠状动脉粥样硬化性心脏病
       在急性冠状动脉综合征(ACS)发病中,动脉粥样硬化斑块的破裂导致内皮下基质和脂核暴露,从而引起血小板的激活和粘附,导致血栓形成、血管闭塞,此为其主要病理生理过程。在正常的血管中,完整的内皮细胞可以通过释放 NO 来扩张血管、抑制血小板的聚集,但 ACS 患者的血管内皮释放NO 的功能受损,使得血小板容易被激活,导致血栓形成。而作为 NO 供体的硝酸酯类和 SNP,补充了由于病变血管内皮功能受损所致的内源性 NO的减少,抑制了病变局部的血小板功能,进而干预冠心病的病理生理过程。有研究表明,在急性心肌梗死患者中短期静脉滴注硝酸酯类药物和 SNP 可使其病死率降低 35%,而其他血管扩张剂无此作用。
(二)心力衰竭
       心力衰竭的患者血栓栓塞事件风险明显升高,包括肺栓塞和外周动脉栓塞。在 SAVE 试验中发现,左心室射血分数每降低 5%,中风的风险就增加18%。在 SCD-HeFT 试验(Sudden Cardiac Deathin Heart Failure Trial)中,低射血分数可作为血栓栓塞事件(如卒中、外周栓塞、肺栓塞)的独立预测指标。血小板激活在血栓形成中具有重要作用。硝普钠、硝酸酯类为有效的血管扩张药,可减轻心脏的前后负荷,故常用于抗心力衰竭的治疗中,而其抗血小板作用对于减少心力衰竭患者血栓栓塞并发症的发生具有重要意义。
(三)经皮冠状动脉介入术(percutaneouscoronary intervention,PCI)术后
       PCI 可以通过球囊扩张或者支架植入改善冠状动脉粥样硬化造成的管腔狭窄,是冠心病治疗的重要手段之一。但球囊扩张和支架的植入本身会造成内膜撕裂,促进血小板的激活,如果不能充分的抗血小板治疗,严重时可能导致急性支架内血栓形成。此外,激活的血小板可以释放有丝分裂原,诱发 PCI 术后内膜增生、新内膜形成,导致介入术后出现再狭窄。有试验表明,在 PCI 术后的犬类使用外源性的 NO,可抑制血小板的黏附。作为 NO的供体,硝酸酯类能否在 PCI 术后再狭窄的预防中发挥一定的作用尚需进一步研究。
六、结语
       硝酸酯类药物、硝普钠在临床上作为抗心肌缺血、抗心力衰竭药物被广泛使用,但其临床价值可能需要重新评价。一系列研究表明,硝酸酯类药物、SNP 有很好的抗血小板作用,这可能是其改善心肌缺血的重要机制之一,而其抗血小板作用的非选择性、对内脏的保护作用使其比阿司匹林等抗血小板药物有更好的应用前景,因此,我们需要更多的研究来对比不同抗血小板药物的作用以指导临床治疗。此外,硝酸酯类药物抗血小板作用是否会产生耐药、能否改善远期预后等问题仍需更多深入的研究。

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