东京大学开发出抗血栓新型DNA药物孕妇放心用

东京大学开发出抗血栓新型 DNA 药物 孕妇放心用

各种医疗情况，包括心脏病发作、一些外周血管疾病和 COVID-19 的极端情况，都需要使用抗凝剂，即预防血栓的药物。但最常用的肝素可能会引起潜在的致命副作用，因为它会使血栓恶化而不是改善。这种情况只发生在少数患者中，因此通常没有探索有效的治疗方法。

包括东京大学 (University of Tokyo) 在内的研究人员首次提出了一种无副作用的抗凝治疗方案，迄今为止，该方案已在实验小鼠中被证明有效，并可能在几年内用于人体试验。

东京大学

这项研究发表在《分子疗法-核酸》（Molecular Therapy—Nucleic Acids）杂志上。

虽然世界大部分地区似乎已经摆脱了 COVID-19 大流行，但其影响仍在持续。一些尚未被广泛报道的 COVID-19 极端病例的一个方面是使用抗凝药肝素试图减少血栓时出现的并发症。有一小部分病人- 3% 的受者-遭受副作用肝素诱导的血小板减少症 (heparin-induced thrombocytopenia, HIT)，这是一种潜在的致命的血液快速凝结，与预期的效果相反。

肝素是第一个被广泛使用的抗凝剂——世界卫生组织认为它非常重要。但是，由于 HIT 患者数量少，制药行业对此缺乏兴趣，这一问题尚未得到充分探讨，尽管其副作用严重，且 COVID-19 导致发病率增加。这对孕妇来说尤其成问题，因为她们由于对胎儿的潜在不利影响而无法接受现有的治疗。

图 1：人类凝血酶。凝血酶是负责出血和凝血的酶，取决于它是如何被激活的，它有两个 DNA 药物结合位点。

图 2：新型 DNA 药物 Pse08-29。紫色的短 DNA 序列 [M08s G2]c 是使用双特异性适配子 Pse08-29 治疗肝素诱导的血小板减少症时预防严重出血的解毒剂。

该研究通讯作者（研究项目负责人）是东京大学生命科学系副教授 Keitaro Yoshimoto 博士。

研究者指出：

HIT 的最佳治疗方法是输注所谓的凝血酶抑制剂，但目前的药物可能会导致严重的出血，而且没有解毒剂可以避免这种情况。

理想情况下，我们可以完全避免 HIT。但目前，这是不可能的，所以我们需要一种新的低风险凝血酶抑制剂来取代现有的药物。我们的团队已经创造了这样一种抗凝剂，并在小鼠和人的血浆中证明了它。

该团队设计了由 DNA 分子组成的下一代凝血酶抑制剂，其中包括一种防止严重出血的新型机制。该药物的关键分子被称为双特异性适配子，其特点是能够同时与多种物质结合。另一个有用的特征是短的 DNA 片段，作为 HIT 期间不良的凝血副作用的解毒剂。

这种基于 DNA 的药物本质上比基于更简单、更传统化学的药物能够产生更复杂的行为。从他们对小鼠的研究中，该团队已经表明，这种疗法的效果是目前治疗 HIT 的最佳疗法的 10 倍左右。

对孕妇的另一个好处是，基于核酸的药物和伴随的解毒剂不会穿过胎盘到达胎儿，因为药物中的 DNA 分子太大，无法穿过胎盘呈现的屏障。

这项研究的出现是因为 Yoshimoto 在生物化学和分子分离科学方面有研究经历，他专门研究一种名为 MACE-SELEX 的方法，用于选择适配子，即用于医学的短片段 DNA。他与日本奈良县立医科大学（Nara Medical University）专攻血栓生物学的助理教授 Asuka Sakata 合作，并与他们的团队一起，开始使用 Yoshimoto 的想法来解决 Sakata 研究中提出的医疗问题。

奈良县立医科大学

研究者指出：

我们希望尽快进行临床试验。临床前研究需要两年时间，完成临床试验需要五年时间。虽然 HIT 患者的数量很少，但这是一种非常严重的疾病，我们觉得尽快解决它很重要。

附：该研究相关背景信息

肝素是一种天然存在的硫酸乙酰肝素，是历史上第一个抗凝剂。由于肝素在临床上广泛用于治疗严重血栓栓塞 (如心脏病发作、一些外周血管疾病和弥散性血管内凝血)，而且还用于预防肾透析、体外膜氧合 (ECMO) 或心肺分流机导致的血栓形成，因此它作为卫生保健系统所需的有效药物被列入《世界卫生组织 (WHO) 基本药物标准清单》。

任何肝素治疗均可导致高达 0.2% ~ 3% 的患者发生肝素诱导的血小板减少症 (HIT)。HIT 是由对肝素与血小板因子4 (PF4，一种新抗原) 的复合物的免疫反应引起，PF4 随后驱动活化的凝血因子 II (称为凝血酶) 的异常生成。

凝血酶诱导的高凝状态可导致危及生命的动脉或静脉血栓形成，进而发生卒中、心肌梗死和深静脉血栓形成 (DVT)。建议受 2019 冠状病毒病 (COVID-19) 严重影响的患者接受肝素治疗，以预防 ECMO 机器中的血栓形成或治疗作为并发症引起的血栓形成，这意味着全球 HIT 患者的潜在数量正在增加。

HIT 治疗通过静脉滴注凝血酶抑制剂 (如小分子和肽)、阿加曲班和比伐卢定进行。然而，当常规凝血酶抑制剂治疗 HIT 过程中发生危及生命的严重出血时，逆转抗凝作用的唯一方法是停止输注; 超过抑制剂半衰期 (约 30 分钟至 1 小时) 的持续性出血对患者来说是一个相当大的负担。因此，开发一种可在必要时立即中和作用的抗凝剂对于实现 HIT 的安全治疗至关重要。

核酸适配子是由单链寡核苷酸 (单链DNA [ssDNA] 或RNA) 组成的配体，对所关注的靶点具有高亲和力和特异性。由于针对这种适配子的补体序列是一种高度特异性、低成本且可快速消除的解毒剂，因此将具有生物活性的适配子及其解毒剂结合起来，开发一种可中和的抗凝剂一直是研究的目标。

TBA15 (HD1) 是第一个被报道的抗凝血酶 DNA 适配子，此后也有许多抗凝血酶适配子被报道。TBA15 通过与凝血酶外泌体I结合并阻断纤维蛋白原结合来阻止纤维蛋白形成，从而发挥其抗凝活性。

目前，临床试验中唯一的抗凝血酶适配子是 NU172，它是 TBA15 的更新版本，被研究用于治疗非体外循环冠状动脉旁路移植术，未见用于其他疾病的报道。导致这种狭窄的疾病范围的原因之一是，NU172 和不同的、相对新的抗凝血酶适配体的体内抗凝活性尚未被充分研究。因此，与NU172 相比，具有更高体内抗凝活性的抗凝剂将适合用于 HIT 治疗和其他疾病的治疗。

最近，上述研究团队利用指数富集的配体系统进化技术 (SELEX) 和微珠辅助毛细管电泳 (MACE) 发现了一个抗凝血酶 DNA 适配子 M08s-1，并揭示了 M08s-1 比 NU172 具有更高的抗凝血活性。尽管在体外具有良好的抗凝活性，但在动物模型中的抗凝活性尚未得到评估。此外，M08s-1 具有足够的结构范围，可通过二聚化增强抗凝活性。

基于这些原因，该研究团队致力于研究 M08s-1 及其二聚体的体内抗凝活性和活性逆转，以开发一种可中和的 HIT 候选药物。

在这里，该研究团队设计了四个基于 m08s -1 的二价适配子，其中单体适配子之间的连接是由经典的柔性聚脱氧胸腺嘧啶核苷 (dT) 或刚性双链构建的。这两种类型的二价适配子对人类和小鼠凝血酶的亲和力都比对应的单体适配子 M08s-1 高约 100 倍。静脉注射这些适配子到小鼠体内显示出比阿加曲班和 NU172 更强的抗凝活性。

此外，发现的二价二聚体的抗凝活性可以被短的互补链部分但强烈地逆转，甚至很容易被硫酸鱼精蛋白中和，这表明它们是目前用于 HIT 治疗药物的潜在替代药物。