魚精蛋白的藥理及臨床應(yīng)用

關(guān)于魚精蛋白的藥理及臨床應(yīng)用

歷史

1868年，Miescher從魚精子頭部細(xì)胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)一種含氮的堿性物質(zhì)命名為魚精蛋白（protamine）。其三分之二由精氨酸組成，帶大量正電荷，生物學(xué)作用是同帶負(fù)電的核酸磷酸鹽基團(tuán)結(jié)合。1936年，Hagedorn等人應(yīng)用魚精蛋白加胰島素皮下注射延長后者的吸收。選擇魚精蛋白是因?yàn)樗膲A性PH值能夠使胰島素處于離子化狀態(tài)，從而延緩吸收。而另外一些人將魚精蛋白同肝素混合在一起想制成長效的預(yù)防血栓的皮下注射液，但事與愿違，他們獲得的是白色沉淀物。Chargatf和Olson認(rèn)識到沉淀物是多聚魚精蛋白陽離子和多聚肝素陰離子組成的鹽。從此魚精蛋白成為中和肝素抗凝作用的藥物。第2頁,共28頁，2024年2月25日，星期天來源和制備

大部分脊椎動(dòng)物精子的頭部都能合成魚精蛋白。藥用魚精蛋白從魚精液中提取，最后產(chǎn)物是干粉末制成10mg/ml的溶液，包括硫酸魚精蛋白和鹽酸魚精蛋白，二者無明顯差別。第3頁,共28頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用和作用1

二種長效胰島素制品含魚精蛋白。魚精蛋白鋅胰島素中每單位胰島素含10－15ug魚精蛋白，魚精蛋白NPH（neutralprotamineHagedorn）胰島素中每單位胰島素含3－6ug魚精蛋白。魚精蛋白主要用于中和肝素引起的抗凝。第4頁,共28頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用和作用2

(1)魚精蛋白中和肝素的抗凝血酶作用遠(yuǎn)強(qiáng)于中和肝素的抗因子Ⅹ的作用，因此如需加強(qiáng)其中和肝素的作用可給予凝血酶而不是因子Ⅹ。(2)因?yàn)樨i小腸粘膜肝素抗因子Ⅹ活性的能力強(qiáng)于牛肺肝素，因此如想要用魚精蛋白中和時(shí)應(yīng)選擇應(yīng)用牛肺肝素。第5頁,共28頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用和作用3(3)由于魚精蛋白不能有效中和抗因子Ⅹ的活性，而低分子量肝素主要通過抗因子Ⅹ發(fā)揮抗凝作用，因此低分子量肝素用于體外循環(huán)的抗凝受到限制。第6頁,共28頁，2024年2月25日，星期天應(yīng)用和作用4魚精蛋白通過影響血小板功能，作用于內(nèi)皮細(xì)胞釋放組織型纖溶酶原激活物（t-PA）表現(xiàn)出抗止血的性質(zhì)。人和狗應(yīng)用后可引起血小板減少癥，肝素－魚精蛋白復(fù)合物能抑制凝血酶介導(dǎo)的血小板聚集，此外魚精蛋白還能與凝血酶結(jié)合，抑制后者促進(jìn)纖維蛋白原轉(zhuǎn)化成纖維蛋白的作用。第7頁,共28頁，2024年2月25日，星期天給藥方式、分布、消除

靜脈注射中和肝素，皮下注射僅用于延長胰島素的吸收。在循環(huán)血中存在肝素時(shí)，魚精蛋白和肝素可形成大的復(fù)合物，過量的魚精蛋白可產(chǎn)生更大的復(fù)合物。網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)將這些顆粒分解消除。由于靜脈注射后首先在肺循環(huán)形成肝素——魚精蛋白復(fù)合物，因此肺的巨噬細(xì)胞應(yīng)參與清除過程。魚精蛋白還可以和其它血漿蛋白結(jié)合，結(jié)合的意義尚不清楚。循環(huán)血中的蛋白酶將體內(nèi)的魚精蛋白降解，其中包括羥肽酶N，它還能清除過敏毒素和激肽旁路的產(chǎn)物。人體內(nèi)魚精蛋白從血漿中的消除時(shí)間尚不清楚。第8頁,共28頁，2024年2月25日，星期天劑量

魚精蛋白中和肝素的推薦劑量范圍很廣，應(yīng)從四方面考慮。1．中和的合適比率是多少。從0－4mg/100unit都是安全的。因不同時(shí)間，溫度和其它環(huán)境因素，選擇的凝血試驗(yàn)和結(jié)果而異。2． 需要中和的肝素的量：是肝素總量還是體內(nèi)剩余的肝素量？魚精蛋白滴定試驗(yàn)可以計(jì)算體內(nèi)剩余的肝素量從而得出魚精蛋白的量。第9頁,共28頁，2024年2月25日，星期天劑量3． 要考慮到肝素反跳。方法是將1mg/100unit的魚精蛋白呈分成2部分，其中75%在停CPB后給予，25%在回輸機(jī)器血時(shí)緩慢給予。這一方案可以防止血漿肝素水平的升高，防止APTT時(shí)間延長。但ACT沒有變化，這是由于當(dāng)體內(nèi)存在少量肝素時(shí)，ACT并不敏感。第10頁,共28頁，2024年2月25日，星期天劑量4.魚精蛋白過量：為防止肝素反跳許多醫(yī)生追加了大量的魚精蛋白，過量后可引起病人抗凝。給狗給予過量的魚精蛋白后顯示出劑量相關(guān)性ACT延長，血小板減少。在事先不給肝素的情況下，給予少量魚精蛋白便會引起凝血試驗(yàn)的異常，認(rèn)為是降解魚精蛋白的蛋白酶系統(tǒng)被飽和的結(jié)果。但幸運(yùn)的是，魚精蛋白中和肝素的安全范圍是很寬的，為防止中和不全或肝素反跳少量追加不能將酶系統(tǒng)飽和。第11頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用

一.快速注射反應(yīng)（typeI）1.周圍血管改變。給狗快速注射（15秒）魚精蛋白可引起血壓下降。再次給予無論快、慢均無反應(yīng)。PAP也上升。人的反應(yīng)個(gè)體差異很大。血壓下降時(shí)SVR下降靜脈回流減少，心臟充盈壓下降?？焖贁U(kuò)容能提升血壓。緩慢靜注魚精蛋白（≥5分鐘）將很少產(chǎn)生心血管變化。第12頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

副作用:一.快速注射反應(yīng)（typeI）

對人快速注射產(chǎn)生低血壓的機(jī)制被認(rèn)為是魚精蛋白的強(qiáng)堿性刺激肥大細(xì)胞使組織胺滲漏所致，同箭毒、嗎啡、堿性抗生素（如萬可霉素）等產(chǎn)生低血壓的機(jī)制相同。但是，與體內(nèi)濃度相同魚精蛋白本身并不能使切碎的動(dòng)物肺組織或分離出的人肥大細(xì)胞釋放組胺，最近的研究將內(nèi)皮細(xì)胞釋放一氧化氮同低血壓相聯(lián)系。第13頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:一.快速注射反應(yīng)（typeI）2．對心肌收縮力的影響動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示快速注射魚精蛋白后CO下降，大多數(shù)人體研究顯示快、慢注射對CO均無影響。且CO不能反應(yīng)對心肌收縮力的影響。對動(dòng)物，人體整體器官的實(shí)驗(yàn)顯示，魚精蛋白對心肌收縮力無影響。第14頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:一.快速注射反應(yīng)（typeI）

3.左心系統(tǒng)注射最近的研究表明，左心系統(tǒng)注射魚精蛋白低血壓的發(fā)生率并不低于靜脈注射，還有發(fā)生微栓、氣栓的危險(xiǎn)。第15頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用

二.過敏樣反應(yīng)（typeII）不是所有的魚精蛋白副反應(yīng)都是變態(tài)反應(yīng)。快速注射魚精蛋白引起血壓下降同嗎啡引起的惡心一樣不是變態(tài)反應(yīng)。過敏樣反應(yīng)包括抗原－抗體結(jié)合導(dǎo)致大量血管活性物質(zhì)釋放而產(chǎn)生的速發(fā)型高效變態(tài)反應(yīng)――過敏反應(yīng)（anaphylaxis），還包括其它威脅生命的非免疫源性的特異質(zhì)反應(yīng)。第16頁,共28頁，2024年2月25日，星期天

副作用:二.過敏樣反應(yīng)（typeII）

因此typeII分三類：IIA為過敏反應(yīng)。IIB為非免疫源性過敏樣反應(yīng)。IIC為遲發(fā)性非心源性肺水腫。非免疫源性反應(yīng)與補(bǔ)體介導(dǎo)有關(guān)。第17頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:二.過敏樣反應(yīng)（typeII）1.糖尿病38－91%應(yīng)用含魚精蛋白胰島素治療的糖尿病病人，體內(nèi)檢測出抗魚精蛋白IgG，IgE抗體。多數(shù)研究認(rèn)為該類病人再次應(yīng)用魚精蛋白的危險(xiǎn)性并不增加，即使增加，比率也很低（0.6%）。第18頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:二.過敏樣反應(yīng)（typeII）2.事先用過魚精蛋白此情況可發(fā)生在導(dǎo)管介入檢查或治療，血管手術(shù)，透析后等。28%的病人在靜脈給予一次魚精蛋白后可產(chǎn)生IgG或IgE抗體。但數(shù)千的病人在一年內(nèi)行二次導(dǎo)管術(shù)后又行手術(shù)并無危險(xiǎn)，說明靜脈注射很少產(chǎn)生重要抗體。第19頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:二.過敏樣反應(yīng)（typeII）3.魚過敏對有鰭魚過敏的病人可能對魚精蛋白產(chǎn)生過敏反應(yīng)。皮試陰性的病人應(yīng)用是安全的，但皮試敏感性高，特異性差。4.輸精管切除術(shù)在1年內(nèi)，22%的病人出現(xiàn)人魚精蛋白細(xì)胞毒（IgG）抗體，會同魚精蛋白發(fā)生交叉反應(yīng)。僅在理論上存在過敏反應(yīng)。第20頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:二.過敏樣反應(yīng)（typeII）5.非心源性肺水腫許多種多聚陽離子復(fù)合物如魚精蛋白、抗肝素靈、多聚賴氨酸可直接導(dǎo)致遲發(fā)的肺血管損害。維拉帕米通過抑制鈣通道減輕損傷。臨床上此種非心源性肺水種可能由于魚精蛋白，庫血中的白細(xì)胞和心肺轉(zhuǎn)流的原因。第21頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用三.肺血管收縮（typeIII）1.臨床特征：肺動(dòng)脈導(dǎo)管應(yīng)用幾年后，增加了人們對魚精蛋白副作用的敏感性。Lowenstein等報(bào)道一系列病例指出魚精蛋白引起血壓下降，左房壓下降，PAP上升，右心室擴(kuò)張、衰竭。與過敏反應(yīng)不同，發(fā)生嚴(yán)重肺血管收縮時(shí)，血漿組織胺水平并不升高。第22頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:三.肺血管收縮（typeIII）2.機(jī)制：給肝素后應(yīng)用魚精蛋白，肝素一魚精蛋白復(fù)合物激活了補(bǔ)體途徑，如阻滯補(bǔ)體激活能減輕肺損害。此外補(bǔ)體激活使白細(xì)胞產(chǎn)生自由基，激活花生四烯酸途徑。如阻滯該途徑能減輕肺損害而抗組胺則不能。第23頁,共28頁，2024年2月25日，星期天副作用:三.肺血管收縮（typeIII）3.治療和預(yù)防：理論上，緩慢注射能限制typeIII反應(yīng)，因?yàn)榇蟮聂~精蛋白－肝素復(fù)合物不易形成，稀釋后緩慢注射能減低魚精蛋白副反應(yīng)。預(yù)防性應(yīng)用抗組胺藥無效。如發(fā)現(xiàn)肺動(dòng)脈壓突然升高，而血壓下降應(yīng)立即停止注射。可以考慮單次注射肝素以減少復(fù)合物的大小，可先給予70units/kg，無效時(shí)給予300units/kg?？蛇x擇應(yīng)用不損害肺血管的正性肌力藥，如異丙腎0.1-0.2ug/kg單次后0.1-0.3ug/kg/min泵入，或應(yīng)用米力農(nóng)。輕者多可自行緩解，重者可按以下方法治療。第24頁,共28頁，2024年2月25日，星期天臨床應(yīng)用方案

1.最重要的避免魚精蛋白副反應(yīng)的原則是緩慢注射，稀釋是有效方法。中和劑量的魚精蛋白加入50ml液體中通過中心靜脈經(jīng)小孔滴器（60滴/ml）在10－15分鐘滴完。追加的未經(jīng)稀釋的魚精蛋白應(yīng)用小注射器（5ml）以最大速率不超過20mg/min應(yīng)用于成人。緩慢注射能降低typeI和typeIII副反應(yīng)的發(fā)生，而過敏反應(yīng)（typeIIA）不論應(yīng)用快慢均可發(fā)生。第25頁,共28頁，2024年2月25日，星期天臨床應(yīng)用方案

2.糖尿病病人血清IgE水平無特異性，輸精管結(jié)扎者與此相似，皮試與抗魚精蛋白抗體不相關(guān)。RAST，ELISA法測量抗體無特異性。3.對有鰭魚過敏的病人，