华法林的作用机制与临床药物学

华法林的作用机制与临床药物学 一、作用机制 华法林(warfarin)的化学结构为3-(a-苯基丙酮)-4-羟基香豆素，是消旋异构体R和S的混合物，分子式为C19H15NaO4，结构式如图1。 结晶华法林钠为白色无臭的结晶粉末，遇光变色，易于水，溶于酒精，微溶于氯仿和乙醚。 肝脏合成的凝血因子II、VII、IX、X需要经过羧化过程才能变成有活性的蛋白，羧化过程需要还原型维生素K(VK)、分子氧和二氧化碳。华法林为口服的维生素K拮抗剂(VKA)，通过抑制肝脏环氧化还原酶，使无活性的氧化型(环氧化物型)VK无法还原为有活性的还原型(氢醌型)VK，阻止VK的循环应用，干扰VK依赖性凝血因子II、VII、IX、X的羧化，使这些凝血因子无法活化，仅停留在前体阶段(有抗原，无活性)，而达到抗凝的目的(图2)。与此同时，肝脏合成的抗凝因子蛋白C和蛋白S也需要经过羧化才能变成有活性的蛋白，因此理论上华法林有致凝的可能性，但在多数情况下，华法林抗凝的作用占优势。 负责VK环氧化物转化为还原型VK的酶有两个，其中VK环氧化物还原酶对华法林敏感，而VK还原酶对华法林不够敏感。因此，小剂量VK1即可有效对抗华法林的抗凝活性，大剂量VK1导致的华法林抵抗可以持续1周甚至更长，因为在肝脏中蓄积的VK1只和华法林不敏感的还原酶接触(图2)。 华法林通过抑制凝血因子的活化抑制新的血栓形成，限制血栓的扩大和延展，抑制在血栓的基础上形成新的血栓，抑制血栓脱落和栓塞的发生，有利于已经形成血栓的清除。 二、华法林的药代动力学 华法林是临床上最常用的香豆素类抗凝药物，为两种光学同 分异构体R型和S型的消旋体(racemic)混合物，其中S异构体的抗凝作用比R异构体更强5倍。华法林口服生物利用度好，起效和作用时间可以预测，在健康个体，口服90min后血浓度达到高峰。华法林的半衰期36,42h，在血浆中主要与白蛋白结合。 胎儿血药浓度接近母体值，但人乳汁中未发现有华法林存在。 华法林在肝脏蓄积，几乎完全通过肝脏代谢清除，但两种异构体的代谢途径不同，华法林代谢产物只有微弱的抗凝作用。华法林主要通过肾脏排泄，很少进入胆汁，只有极少量华法林以原形从尿排出，因此肾功能不全的病人不必调整华法林的剂量。 老年人对消旋异构体R的清除略低于年青人，而异构体S的清除不受年龄影响。可能由于华法林的清除减低的缘故，大于60岁的老年人对华法林的抗凝反应比PT/INR显示的要强，适当减量可产生一样的抗凝效果。 华法林的剂量反应关系变异很大，受许多遗传和环境因素的影响，这些因素影响华法林的吸收、药代动力学和药效学。 遗传因素方面:(1)编码负责华法林S异构体氧化代谢的肝脏微粒体酶细胞色素P450 2C9的基因变异，单独这些基因的多态性就可以导致个体华法林的需要量降低，并且这些基因突变也与临床不良反应增加有关;(2)有个体存在遗传上的华法林抵抗，需要比平均高5,20倍的剂量才可以达到同样的抗凝效果，这些个体华法林受体的亲和性发生改变，需要更高的血浆华法林浓度才能达到抗凝效果;(3)因子IX肽原的变异导致在华法林治疗过程中因子IX选择性地显著下降，而凝血酶原时间(PT)并无明显延长。因子IX活性降低到正常的大约1%,3%，而其他VK依赖性凝血因子降低到正常的30%,40%，已经报道了因子IX肽原编码区两个不同的错义突变，在人群的出现率约为不到1.5%，表现为华法林介导的选择性的因子IX活性明显下降。 环境因素如药物、食物和疾病状态都可以影响华法林的药代动力学。技术上的因素也影响剂量反应关系，如测试和报告的准确性、病人依从性等。 有些药物如消胆胺通过减少华法林的吸收，降低华法林的抗凝效果。肝酶抑制剂通过降低华法林的代谢和清除增强其疗效，而肝酶诱导剂减低华法林的效果，如胺碘酮通过抑制肝脏S和R异构体的代谢增强华法林的效果，而苯巴比妥盐类通过诱导肝酶增加华法林的代谢，降低其抗凝效果。药物可通过抑制维生素K依赖性凝血因子的合成或者增加其清除影响华法林的药代动力学，也可通过干扰其它止血环节影响华法林的抗凝效果。二代和三代头孢霉素通过抑制VK的循环转化，甲状腺素通过增加VK依赖性凝血因子代谢，两者都增强华法林的抗凝效果。水杨酸>1.5g/日可能通过干扰P450酶增强华法林的抗凝效果;肝素增强华法林的抗凝效果，但在治疗剂量范围内，仅轻微延长PT。一些广谱抗生素，尤其在节食的患者可以增强华法林的抗凝效果。 阿司匹林、非甾体抗炎药物和大剂量青霉素通过抑制血小板功能增加华法林相关出血的危险性。阿司匹林和非甾体抗炎药导致胃粘膜糜烂，增加上消化道出血的可能性。高强度(INR3.0,4.5)华法林治疗期间服用大剂量阿司匹林显著增加临床严重出血的风险，但小剂量阿司匹林(75,100mg/日)与中等强度或者低强度华法林同时使用也会增加出血的发生率。 食物中VK的摄入和吸收的波动影响华法林的疗效。绿叶蔬菜和添加VK降低华法 林的抗凝效果，而进食减少尤其存在脂肪吸收障碍者，华法林的抗凝效果增强。肝功能不全者VK依赖性凝血因子合成减少，对华法林更加敏感;而高代谢状态，如发热和甲亢通过消耗凝血因子也增强华法林的抗凝效果。 为了维持华法林稳定的抗凝强度，病人有必要保持饮食的相对平衡，尤其是富含VK的绿色蔬菜的摄入量保持相对平衡。 华法林与其它药物的相互作用举例: 广谱抗生素抑制肠道菌群，使体内维生素K含量下降，增强口服抗凝药物的疗效; 抗血小板药物可与口服抗凝药物有协同作用，出血副作用增加; 水合氯醛、羟基保泰松、甲磺丁尿、奎尼丁等可因置换血浆蛋白，使血浆华法林的浓度增高，作用增强; 水杨酸盐、丙咪嗪、甲硝唑、西咪替丁等因抑制肝脏药酶减少华法林的肝脏代谢，使口服抗凝药物的作用增强; 巴比妥类、苯妥英钠、卡马西平、利福平等因诱导肝药酶，增加华法林的代谢，使其作用减弱; 口服避孕药物有可能增加凝血活性，使华法林的作用减弱。 华法林的抗凝效果(药效学) 华法林的抗栓作用有赖于凝血酶原(因子II)的明显下降，其半衰期约为72h，因此口服华法林真正起作用至少需要3天，此时体内原有的因子II水平才会明显减低。由于因子VII和蛋白C的半衰期短(6,8h)，应用华法林后，因子VII和蛋白C水平很快下降，此时测定的PT(INR)主要反映血浆因子VII的水平，此时的INR不能反映体内真实的抗栓水平。实际上直接凝血酶原更能体现华法林的抗栓效果。 增加华法林的初始剂量不能快速达到有效的抗栓水平，因为华法林不能加快原来 已经合成因子II的清除，高的初始剂量反而会因为蛋白C和蛋白S的合成减少和迅速清除而导致用药初始阶段呈高凝状态，甚至出现血栓并发症。 抗凝作用(INR延长)一般发生在给药后的24小时以内，但抗凝作用的峰值可能延长至72,96小时，因此华法林不宜单独用于急性抗栓的情况。 急性抗栓应首先使用肝素或者低分子肝素，两者交叉至少4日后才可停用肝素类(最好维持INR于治疗范围两日以上)，以便停肝素后华法林能达到有效抗栓水平。 三、华法林的监测 外源性凝血系统的启动是损伤释放的组织因子(因子III)与 因子VII结合成复合物，然后激活因子X，活化的因子X(因子Xa)激活凝血酶原(因子II)变成凝血酶(因子IIa)。华法林主要影响外源性凝血系统，因此口服华法林后主要通过监测凝血酶原时间(PT)来反映抗凝的效果和调整剂量。 PT检测是在体外将类似组织因子的试剂(包括Ca2+离子)加入到血浆中(不含组织因子和Ca2+)，启动外源性凝血系统，观察血浆凝固的时间，此时间(PT)代表的是血浆外源性凝血系统的活性。 由于PT检测过程中使用的试剂的促凝活性不同，因此同一份血浆使用不同试剂检测，得出的PT值不同，无法进行比较。临床使用标准化了的PT，即国际标准化比值(INR)来调整华法林的用药剂量。INR=PTRISI，其中ISI为国际敏感指数，代表凝血活酶(试剂)的促凝活性(敏感性);PTR为受试者PT与平均正常血浆PT的比值。 采用标准化了的PT(INR)来反映抗凝的效果，使得同一份血 浆使用不同敏感性试剂检测得出的结果相同，临床便于比较。但每一批试剂必须标出它的ISI，这样才可以据此计算出INR。 高敏感试剂的ISI接近1，PTR大致相当于INR;使用低敏感试剂测定结果轻微的误差就可能使得计算结果变化很大，因此，临床推荐使用高敏感、ISI接近1的试剂。College of American Pathologists推荐INR测定中至少使用中度敏感(ISI<1.7)的凝血活酶试剂，并且ISI需要经过当地实验室仪器校正(local ISI)。 平均正常血浆PT的测定非常重要，一旦存在误差必然影响到INR结果，尤其当使用不太敏感的试剂时。平均正常血浆PT应使用同一批试剂在同一台仪器上测定。 血浆抗凝剂枸橼酸的含量也影响INR测定结果，血浆枸橼酸含量越高INR就越高。使用3.2%浓度的枸橼酸和尽量将试管充满，以减少对INR的影响。 INR不但用来监测华法林用药，有报道显示，INR还能很好地反映肝病患者凝血功能损害的情况。 四、华法林的用药和剂量调整 中国人华法林的初始剂量建议为3mg，目标INR依病情而定，一般为2.0,3.0;大于75岁的老年人和出血的高危患者，初始剂量应从2mg开始，每天一次口服，目标INR可以调低至1.6,2.5。 不推荐使用初始冲击量，否则可能使蛋白C活性下降，造成一过性高凝状态，甚至导致血栓合并症。 应了解病人的年龄，身体状况，患病史，治疗和用药史，生活习惯，尤其是否有血液病和出血病史。华法林的应用应该严格掌握适应证，多数情况应停用阿司匹林。华法林应用得当虽然也很安全，但在医生没有掌握用法之前最好不要使用，尤其在不具备监测条件的地方不要用华法林抗凝。变通的是固定小剂量不监测使用华法林，但试验证明这种方法效果不好，也不是绝对安全。 对于住院患者，第1和第2次服用后没有必要查INR，第3次服药后开始每日测定INR，如果连续2日INR在治疗范围(TTR)，改为每周2次，1周后如果INR稳定，即可过渡到每4周1次。开始每日测定INR的目的是及时调整剂量，尽快使INR达到治疗范围。 对于门诊患者，用药前常规测定INR，第3天也必须测定INR，如果此时INR在1.5以下，应该增加0.5mg/d;如果INR在1.5以上，可以暂时不增加剂量，等待7天后INR测定的结果;如果INR与基础水平比较变化不大，可以增加1mg/d。我们的观察证明，起始剂量2mg过小，会增加达标需要的时间和增加测定INR的次数。根据INR值确定下次服用的华法林剂量，第1周至少查3次INR，1周 后改为每周1次，直到第4周。INR达到目标值并稳定后(连续两次在治疗的目标范围)，每4周查1次INR。 增加监测次数或者配合床旁(POCT)仪器患者自测(PST)INR，可能会增加INR在目标范围的百分比;如果INR不稳定应增加监测的次数，同时寻找原因。 如遇INR过高或过低，或由于某种原因改变了华法林的剂量，应根据INR值和剂量调整情况确定下次观察INR的时间。剂量调整应依据INR值，每次增减的量为0.5,1mg/d。每次调整剂量之前，应仔细寻找INR发生变化的原因，并且应该参考先前一段时间测定的INR数值。如果以往INR一直很稳定，偶尔出现INR增高的情况，只要INR不超过3.5,4.0，可以暂时不调整剂量，3,7天再查INR。INR测定也不宜过勤。 许多因素，包括旅行、膳食、环境、身体状况、患其他疾病和用药，都会使INR发生变化。当有影响用药反应的因素存在时，如感冒病人服用阿司匹林，因故停用药物或者服药不规则时，应额外多做几次INR，以便及时调整药物剂量，维持INR在治疗的目标范围以内。老年人患病和同时用药的情况较多，出血的风险也大，可适当增加监测的密度。 华法林的剂量范围 华法林抗凝有效同时安全的INR治疗窗比较窄。房颤抗栓治疗研究发现，INR小于2.0，脑卒中明显增加;如INR小于1.5，则华法林几乎无效。多数情况下华法林不与其他抗栓药物合用，抗凝强度维持目标INR于2.5(范围2.0,3.0)。如INR大于3.0，出血事件增加，大于5.0出血事件急剧增加。 ACCP推荐非瓣膜病性房颤预防发生血栓栓塞，静脉血栓栓塞的预防和治疗，生物瓣换瓣，主动脉机械瓣换瓣，目标INR为2.5，范围2.0,3.0。对于二尖瓣部位的机械瓣，ACCP推荐维持INR 2.5,3.5，如合并房颤或者仍然发生血栓栓塞者，还要加用阿司匹林。 固定小剂量华法林(1mg/日)单用或者与阿司匹林合用预防房颤发生脑卒中无效。对于急性心肌梗死患者，如为外周动脉或静脉血栓栓塞的高危病人，如前壁心肌梗死、严重左室功能不全、充血性心力衰竭、周围动脉或肺动脉血栓栓塞病史、二维超声发现心室内附壁血栓和房颤患者，建议采用华法林预防静脉血栓栓塞，目标INR为2.5(2.0,3.0)。对于急性冠状动脉综合征预防再发生心血管事件(二级预防)，两项随机试验研究显示高强度华法林(INR 3.0,4.0)比阿司匹林更有 效，至少与中等强度华法林(INR 2.0,2.5)加阿司匹林一样有效和安全，而低强度华法林(INR 1.5,2.5)与阿司匹林合用并不比单用阿司匹林更好。在高危男性(一级预防)，低强度华法林(INR 1.3,1.8)单用或与阿司匹林合用能有效预防发生心肌梗死。 对于DVT的一级预防，固定小剂量的华法林(1mg/日)对于中高危患者无效;低危患者如预防留置导管血栓形成，固定小剂量华发林的效果有争议或者不肯定。对于DVT的二级预防，近来有研究显示，常规抗凝(INR2.0,3.0)6个月以后接着使用较低剂量(目标INR 1.5,2.0)的华法林，与安慰剂比较对于DVT的长期预防有效。但另外一项研究显示，INR1.5,2.0对于DVT的二级预防效果不如INR 2.0,3.0。 维持同样INR水平需要的平均华法林剂量在中国人和西方白种人有差别。白种人平均维持剂量约为5mg/日左右，推荐的起始剂量为平均维持剂量，即5mg/日;我们的研究发现，中国人群华法林抗栓维持INR 2.0,3.0的平均维持剂量为3.45mg/日，中国人推荐的起始剂量3mg/日。对于中国人瓣膜病换瓣术后和非瓣膜病性房颤合适的INR范围一直存在争论，争论的主要原因在于缺乏可靠的随机对照研究结果。我们的在700余例口服华法林，平均随访3年多的观察性研究发现，维持INR在2.0,3.0对于中国人安全性完全可以接受。至于中国人群是否较低的INR水平就能有效预防血栓栓塞需要进一步的研究或者需要等待大规模随机试验的结果。