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抗凝药物发展史中的14个里程碑(一):肝素的发现和提纯

说明:
1. 翻译自Gregory B. Lim(Chief Editor, Nature Reviews Cardiology).Discovery and purification of heparin,nature reviews cardiology,14 December 2017.

肝素是第一个被发现和分离出来用于医疗的抗凝药,是目前仍在用于临床的最古老的药物之一。事实上,肝素仍然在WHO基本药物标准清单中,被认为是一种非常安全和有效的药物。

肝素(Heparin)是一种体内肥大细胞和嗜碱性粒细胞(basophils and mast cells)产生的天然黏多糖(glycosaminoglycan)。

透射电镜:活化的肥大细胞释放含肝素(heparin)和组胺histamine的颗粒

这种物质在一个世纪前被发现。1916年,Jay McLean还是美国约翰霍普金斯医学院(Baltimore, Maryland, USA)的二年级医学生,师从于生理学家William Henry Howell。

他们最初研究脑磷脂(cephalin),当时认为是一种促凝血物质,可以中和抗凝血酶(antithrombin),从而使凝血酶原(prothrombin)激活,导致凝血。

这项工作之后,McLean从狗的肝脏中提取了被称为磷脂(phosphatides)的脂溶性化合物,这种物质在体外似乎具有抗凝作用(给予实验动物磷脂后,会导致更多的出血)。

后来,McLean在宾夕法尼亚大学继续他的脑磷脂研究,而Howell实验室继续开展抗凝药的研究工作。

1918年,Howell和医学生L. Emmett Holt Jr分离出另一种脂溶性抗凝药(不同于之前McLean所分离的),命名为heparin(肝素)。

(derived from the Greek for ‘liver’, from which it was first isolated)

1922年,Howell提出了水提取方案,并于1926年对方案进行了完善,得到了水溶性多糖抗凝药,他也命名为“肝素”,尽管与1916年和1918年分离出的化合物不同。

商业生产的水溶性肝素含有杂质,会引起头痛、发热、恶心等不良反应,限制了药物的使用。Howell于1931年退休,并于1945年去世。

1929年,Charles Best(与Frederick Banting共同发现了胰岛素)和研究生Arthur Charles决定进一步提纯肝素,以减少或消除不良反应,并证明其在预防血栓形成方面的作用。

1933年,Arthur Charles和高年资的同事David Scott发表了一系列的三篇论文,概述了从牛肝中分离肝素粗制剂的方案,分析了可能存在肝素的肝外组织,以及纯化肝素的方案。

1937年,Best和同事发表了他们的观察结果,即肝素可以防止实验狗中静脉血栓的形成(其静脉经受机械或化学创伤)。

1937年4月16日,肝素的纯化形式首次用于人体,注入肱动脉的肝素导致凝血时间显著增加(clotting time),且没有毒副作用。

瑞典生理学家Erik Jorpes于1929年在加拿大拜访Best,然后返回斯德哥尔摩的Karolinska研究所。

1935年,瑞典生理学家Erik Jorpes发表了他对肝素结构的研究,并允许一家瑞典公司生产静脉注射用的肝素。

1949年,Peter Moloney和Edith Taylor获得了低成本、高产率生产肝素的专利,使这种药物得以被广泛获得和使用。

在20世纪40年代之前,Howell被广泛认为是肝素的发现者,尽管Best和许多其他学者为其能够开发成临床可用的产品做出了贡献。

1963年,约翰霍普金斯大学为纪念Jay McLean MD (1890–1957)立了一块牌匾,上面写道“以表彰他在1916年作为一名二年级医学生与Professor William H. Howell合作发现肝素的主要贡献"。