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鏈激酶

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鏈激酶(Streptokinase,SK)是世界上最早發現的纖維蛋白溶酶原激活劑,也是最早作為臨牀藥品治療血栓性疾病的溶栓酶。它是由A,C,G羣鏈球菌中口一溶血性鏈球菌分泌的胞外非酶蛋白質,能和纖溶酶原結合,將纖溶酶原激活為纖溶酶,具有溶解血栓的作用。本文詳細綜述了該酶的性質、在溶栓酶中的地位、研究歷史、作用機理等。此外,由於它有半衰期短、不具有纖維蛋白特異性、治療後出血和血栓易復發的缺點,所以有必要用基因工程的手段進行改造,以達到更好的治療效果。
中文名
鏈激酶
外文名
Streptokinase
分子量
450000-470000Da

鏈激酶概況

鏈激酶是一種由溶血性鏈球菌合成的蛋白水解酶,能夠快速有效的啓動機體纖溶系統溶解血栓,是機體內血纖維蛋白溶酶原最有效的活化劑之一。上世紀60年代起,SK作為藥物用來治療心肌梗塞,它是第一個用於臨牀的溶栓藥物蛋白酶。 [1] 

鏈激酶SK在各類溶栓酶中的地位

血栓栓塞性疾病的致殘率和病死率都很高,嚴重威脅人類生命和健康。溶栓治療是治療血栓疾病的有效手段,因此溶栓藥物的研究進展非常迅速,大致有三個階段:
(1)第一代溶栓劑:以鏈激酶、尿激酶為代表,第一代溶栓劑在臨牀治療中的應用使血栓性疾病的病死率明顯降低,但它們存在着許多的缺點,主要是沒有溶栓特異性,過多的降解了纖維蛋白原,導致出血等嚴重不良反應。
(2)第二代溶栓劑:以組織纖溶酶原激活劑和單鏈尿激酶為代表,兩者均有一定程度的纖維蛋白特異性,但它們依然存在半衰期短等缺點。
(3)第三代溶栓劑:為了克服現有溶栓劑的不足,人們想方設法對現有的溶栓藥物進行改造。例如用基因突變的方法對現有溶栓劑進行改建;將兩種溶栓劑分子的功能區連接起來形成嵌合分子;還有一條新途徑就是把纖維蛋白或者血小板的抗體和溶栓藥物融合起來使其具有導向性,以加快血栓的溶解速度,爭取時間搶救患者。但是這些還處於實驗室研究階段口。 [2] 
國內外已正式批准臨牀使用的主要溶栓藥物有:鏈激酶(Streptokinase,sK)、尿激酶(urokinase-type plasminogen activator,u-PA)、重組組織型溶栓酶原激活劑(Recombinan tissue-type plasmino.gen activator,rt-PA)、對一甲氧苯甲酰溶栓酶原鏈激酶激活劑複合物(Anisoylated plasminogen strep-tokinase activator complex,APsAC)和重組鏈激酶(Recombinant streptokinase,r-SK) [3]  。由此可見,鏈激酶在血栓性疾病的治療中發揮了重要的作用,但是還需要進一步的改造,以達到更好的溶栓效果。

鏈激酶SK的研究歷史

1933年Tillett等發現口一溶血性鏈球菌的培養濾液能產生一種可以溶解人血凝塊的物質。1945年Christensen等發現該物質能激活纖維蛋白酶原轉變為纖維蛋白酶,因而命名為鏈激酶。上世紀50年代初由於所製得的鏈激酶製品不純而只能用作清瘡消炎用。1952年約翰遜等首次利用動物進行了鏈激酶的體內溶血栓實驗。1959年約翰遜等又利用鏈激酶進行了人體實驗,證實了它有促進血栓溶解的作用 [4]  。1972年Reddy闡明瞭SK的作用機理。1984年,Malke等從c.S.equisimiliS中克隆得到了skc的基因 [5]  。1995年Young等發現切除sK分子N端的15個氨基酸後比整個長鏈的sK分子更容易在大腸桿菌中表達 [6]  。1997年si Hyoungke等利用基因重組法得到有許多生物優點的鏈激酶,通過PcR技術去掉N端13個氨基酸也有利於其在大腸桿菌中的表達,提高鏈激酶的產量和活性,用該法所得的鏈激酶的產量要比用野生菌高兩倍 [7]  。2003年Lakshmi V等對SK的氨基末端的1-59殘基進行了研究分析,結果表明SK在無纖維蛋白作用下通過非蛋白質水解來激活底物Pg [8]  。2005年Ronald R Bean等研究了sK的a區域的作用,它能激活Pg中的Glu,Lys及Pm的Lys熒光素標記。 [9] 

鏈激酶SK的性質

sK是由A,c,G羣鏈球菌中口一溶血性鏈球菌分泌的一類胞外蛋白,它是由414個氨基酸組成的單鏈蛋白質,其耐熱性強,在100℃下處理10 min仍然能保持活性。SK分子中含有Asp、Glu,不含cys,其活性中心分別是Asp和His,沒有ser殘基位點。它的氨基端為異亮氨酸(11e),羧基端為賴氨酸(Lys),等電點為5.0,螺旋型佔10%~12%。是一種纖溶酶原激活劑,具有很強的溶解纖維蛋白的能力,其分子量為47kDa。鏈激酶含有三個主要的區域分別為α(1-150殘基),β(151-287殘基),y(288-414殘基),必須三個區域同時和纖溶酶原(plasminogen,Pg)連接才能激活Pg舊1。SK被廣泛的用於心肌梗塞、肺栓塞、靜脈血栓症等的治療。
另外,sK還有種屬特異性,即利用基因雜交的技術可得到多樣性的鏈激酶。SKA和SKC的基因型ska、skc有90%的同源性,氨基酸序列有80%的同源性。而兩者的非同源區分別位於170-244和270-290兩個區段的氨基酸殘基上。聚乙二醇和sK偶聯可以延長SK的半衰期,降低抗原和免疫原性。 [10] 

鏈激酶SK的作用機理

鏈激酶的作用原理是激酶能將纖溶酶原激活為纖溶酶,使具有絲氨酸蛋白酶活性的纖溶酶能降解構成血栓骨架的纖維蛋白,從而起到溶解血栓的作用。鏈激酶不能直接使纖溶酶原激活,而是和Pg形成l:l的等分子複合物,使纖溶酶原發生構象改變,從而暴露出活性部位,該活性部位催化纖溶酶原轉變為纖溶酶。
纖溶酶有兩個作用:一是迅速降解纖維蛋白原成小分子產物,這些降解產物不能參與血纖維網的形成從而阻礙血栓的形成;二是纖溶酶可以直接降解纖維蛋白,引起血栓溶解,SK起作用時間快、半衰期短,而血栓與試管內的血凝塊不同,在人體內形成的血栓發展為結締組織。溶栓藥對血栓的作用效果受到下列因素的影響:血栓的大小;血栓與周圍血管接觸的面積;纖維蛋白交聯的程度;血栓的新舊程度以及膠原與成纖維細胞滲入程度;血栓所在部位和血管性質;局部血流速度等。故應該進一步利用基因重組的方法來延長sK的半衰期,從而增強其藥用性。 [10] 

鏈激酶SK新技術進展

雖然天然的sK價格低廉,但是由於該酶是從病原性溶血鏈球菌發酵而得,所以有一定的抗原性,對人體具有副作用——易於引起全身纖溶從而增加出血的危險,此外製備中殘存的細菌溶血素對心肌和肝臟都有損害。基因
重組的鏈激酶(recombinant streptokinase,r—SK)的抗原性弱於天然的鏈激酶(由C型盧一溶血性鏈球菌提取),因此利用基因工程技術在E.coli中表達鏈激酶(r—sK)避免了使用致病性溶血鏈球菌可能帶來的危害,而且能大大降低成本,具有安全、高產的優點。而重組的鏈激酶分子中有4個甲硫氨酸,經cNBr裂解後,可產生5個片斷,分子量分別為16250Da,13250Da,89500Da,5180Da和2570Da推測該MeAb所識別的抗原決定簇位於sK分子的第7l殘基至第237殘基間的氨基酸順序中。
而酰化的纖溶酶原一鏈激酶複合物(APsAc)是近年來研製而成的一種新型的高效溶栓藥物,其分子量為130,000KD,在體外沒有生物活性。具有專一性強、與纖維蛋白親和力高、副作用小、半衰期長、高效溶栓等特點¨5|。能促進體內纖維蛋白溶解系統的活力,使纖維蛋白溶酶原轉變為有活性的纖維蛋白溶酶,致使血栓溶解,血管再通。該藥物對於深靜脈血栓、周圍動脈血栓或血栓栓塞、血管外科手術後的血栓、肺栓塞、新鮮心肌梗死、中央視網膜動靜脈血栓等有很好的治療效果。
2004年李榮貴等利用基因刪除及定點突變技術獲得了鏈激酶基因的三種突變體,它們分別是:刪除了c2末端42個氨基酸殘基編碼區的突變鏈激酶因ska△c42;第59位Lys殘基突變為Glu的突變鏈激酶基因skal<59E以及刪除c2末端42個氨基酸且第59位Lys殘基突變為Glu的突變鏈激酶基因ska△c42I(59E。然後原核表達了三種突變體以及野生型的鏈激酶並比較了這些突變體和重組鏈激酶的活性差異,結果表明它們之間的活性均沒有明顯差別。下一步的研究還將通過比較sK及其突變體的體外穩定性、體內的免疫原性,為尋找高穩定性、低免疫原性的改構鏈激酶提供了可能。這一研究為提升鏈激酶的品質作了重要而且初步的探烈。
總之,SK的研究及應用已有幾十年的歷史,其也在不斷的被完善,但是SK被作為藥用仍然存在着一些不足之處。隨着現代生物科學技術的不斷髮展,需要我們努力去鑽研,採取更好的辦法,生產出品質優良的鏈激酶產品。 [10] 

鏈激酶鏈激酶藥品説明

鏈激酶藥理作用

1摩爾比結合成複合物,然後把纖溶酶原激活成纖溶酶,纖溶酶催化血栓主要基質纖維蛋白水解,從而使血栓溶解,血管再通;同時鏈激酶的溶栓作用因纖維蛋白的存在而增強,因此鏈激酶能有效特異地溶解血栓或血塊,能治療以血栓形成為主要病理變化的疾病。

鏈激酶藥代動力學

靜脈給藥,鏈激酶進入體內後迅速分佈於全身,15min後分布在肝(34%)、腎(12%)和胃腸(7.3%),在血漿中的濃度呈指數衰減。從血漿中的消除有快慢兩個時相,半衰期分別為5~30min和83min,主要從肝臟經膽道排出,仍保留生物活性。

鏈激酶適應證

用於急性心肌梗死等血栓性疾病。 可用於防治急性心肌梗死、腦梗塞、深部靜脈血栓和肺栓塞;還適用防治動脈栓塞、血液透析(溶解血凝塊)、分流梗阻和胸膜粘連;可以使心、肺功能保持正常,神經系統的後遺症完全消失或大部分消失。

鏈激酶禁忌證

1.兩週內有出血、手術、外傷史、心肺復甦或不能實施壓迫止血的血管穿刺等患者禁用。
2.近兩週內有潰瘍出血病史、食管靜脈曲張、潰瘍性結腸炎或出血性視網膜病變患者禁用。
3.未控制的高血壓,血壓>180mmHg/110mmHg以上或不能排除主動脈夾層動脈動脈瘤患者禁用。
4.凝血障礙及出血性疾病患者禁用。
5.嚴重肝腎功能障礙患者禁用。
6.二尖瓣狹窄合併心房顫動伴左房血栓者(溶栓後可能發生腦栓塞)、感染性心內膜炎患者禁用。
7.妊娠期及哺乳期婦女禁用。
8.對重組鏈激酶過敏者禁用。

鏈激酶注意事項

1.老年患者及兒童慎用。
2.鏈激酶應嚴格在臨牀醫師的指導下用藥。
3.急性心肌梗死溶栓治療應儘早開始,爭取在發病12h內開始治療。
4.使用前用5%葡萄糖溶液溶解,溶解液應在4~6h內使用。
5.用重組鏈激酶後5天至12個月內不能用鏈激酶。
6.用鏈激酶治療血管再通後,發生再梗死,可用其他溶栓藥。
7.使用藥物過量,易發生出血,如出血量過大時,可用6-氨基己酸止血,輸新鮮血漿或全血。
8.2~8℃保存。

鏈激酶不良反應

鏈激酶不良反應發生率較低。常見不良反應如下。
1.發熱、寒戰、噁心嘔吐、肩背痛、過敏性皮疹;鏈激酶靜滴時可發生低血壓,如血壓下降應減慢滴注速度;過敏性休克罕見。
2.出血,穿刺部位出血,皮膚淤斑,胃腸道、泌尿道或呼吸道出血;鏈激酶用於急性心肌梗死溶栓治療時,腦卒中的發生率為0.1%~0.3%。
3.其他反應,鏈激酶用於急性心肌梗死溶栓治療時可出現再灌注心律失常,偶見緩慢心律失失常、加速性室性自搏性心律、室性早搏或室顫等;偶可引起溶血性貧血、黃疸及丙氨酸氨基轉移酶(ALT)升高;溶栓後可發生繼發性栓塞,如肺栓塞、腦栓塞或膽固醇栓塞等。

鏈激酶用法用量

一般推薦鏈激酶150萬單位溶解於5%葡萄糖液l00ml,靜滴1h。急性心肌梗死溶栓治療應儘早開始,爭取在發病12h內開始治療。對於特殊患者(如體重過低或明顯超重),醫生可根據具體情況適當增減劑量(按2萬單位/kg體重計)。

鏈激酶與其它藥物的相互作用

鏈激酶與阿司匹林同時使用治療急性心肌梗死具有良好的效果。同時事先使用抗凝劑或右旋糖酐,可增加出血危險。 [11] 

鏈激酶鏈激酶中毒

臨牀表現
主要表現為出血,可有靜脈穿刺部位、傷口及鼻出血、血尿,有時皮膚或黏膜出血,嚴重者內臟出血,尤其是顱內出血可危及生命。可有過敏反應,如發熱、頭痛、噁心、嘔吐、面部潮紅、眼瞼水腫、蕁麻疹等,嚴重者出現過敏性休克。冠狀動脈灌注時可有心律失常,如加速性室性自主心律、頻繁室性期前收縮。
實驗室檢查
凝血時間、凝血酶原時間、出血時間等凝血時間指標延長。
診斷要點
1.病史,有明確用藥史。
2.具備出血等中毒的臨牀表現。
3.實驗室檢查支持。

鏈激酶4.4治療要點

1.發生出血反應者,應立即停藥。
2.局部出血可在出血局部壓迫止血。
3.嚴重全身性出血,可應用6-氨基己酸或氨甲苯酸等抗纖溶藥物治療。
4.必要時輸新鮮血漿、冷沉澱物、纖維蛋白原和新鮮血。
5.抗過敏治療。
6.其他,抗休克、抗心律失常等。 [12] 
參考資料
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