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水蛭素與血液健康

<一>水蛭

一、水蛭

水蛭,俗稱螞蟥,是蛭綱動物的總稱,它是我國傳統的名貴中藥材。在我國歷代本草藥物專著如《神農本草經》和現代各版的《中國藥典》均有記載。它具有破血、逐瘀、通經等功效。

在我國和歐美等一些國家已將活體水蛭應用于外科手術上。

法國人工飼養的螞蟥于2004年8月獲準美國FDA(美國食品與藥品管理局)的醫用許可證書。


二、水蛭的分類

1、世界上的水蛭有500多種,我國已發現的有93種。

2、水蛭依據其食性不同可分為吸血水蛭與非吸血水蛭兩大類。

吸血水蛭以吸食人畜動物血液為生,國內僅分布于華南的廣西、廣東、海南等少數幾個省區。較為常見的吸血水蛭是菲牛蛭俗稱金邊螞蟥,它是廣西水蛭優勢品種,我區每個縣市均有分布。它是吸血水蛭中個體最大的品種。

非吸血水蛭以吸吮螺類如田螺、福壽螺、河蚌等的汁液為生。國內分布于長江中下游沿岸的省區(湖北、江蘇、浙江、上海等)?!?/span>

 

三、吸血水蛭的唾液成分

經科學研究表明:吸血水蛭(如金邊螞蟥,日本醫蛭等)的唾液腺及其所分泌的唾液中含有水蛭素、透明質酸酶、血管擴張劑和麻醉劑等多種生物活性物質,其中水蛭素是這些活性物質中數量最多、活性最顯著并且研究得最多、最深入的一種成分。


四、金邊螞蟥是吸血水蛭中水蛭素含量最多的品種

  經廣西醫科大學的科研人員測定:

 ☆金邊螞蟥唾液中的抗凝活性(含天然水蛭素)為30AT-U/ml,是日本醫蛭唾液中抗凝活性4AT-U/ml的7.5倍。

☆可見,由于金邊螞蟥的個體在吸血水蛭中為最大,其唾液分泌量最多,因此所含的水蛭素量也就最多,是生產天然水蛭素最好的品種。

☆上個世紀九十年代,中國科學院水生生物研究所楊潼研究員和中國中醫研究院歐興長研究員等人,在國家自然科學基金的資助下,分別對菲牛蛭、日本醫蛭和寬體金線蛭的抗凝血酶(即天然水蛭素)作用進行了深入的研究,結果表明,菲牛蛭和日本醫蛭比寬體金線蛭具有更強的抗凝血活性,且菲牛蛭的抗凝血活性又強于日本醫蛭。

即:    

菲牛蛭>日本醫蛭>寬體金線蛭

☆2005年新版《中國藥典》開始將抗凝血酶活性作為質量檢測標準

<二>水蛭素

一、水蛭素的歷史

☆1884年,英國威爾士國家醫學院的??死颍℉aycraft)博士首先發現醫蛭咽部具有抗熱的水溶性抗凝血物質。

☆1904年,英國科學家雅各比(Jacoby)將這種活性物質命名為“水蛭素(Hirudin)”。

☆1955年,德國的馬克沃德特(Markwardt)從醫蛭頭部分離出水蛭素純品,從此科學家們開始進行水蛭素基礎生化和藥理學的研究。

☆20世紀60年代完成了水蛭素的氨基酸序列分析;

☆20世紀70年代確定了肽鏈的組成和一級結構;

☆20世紀80年代完成了二級和三級結構的分析,并對藥理學特性進行了廣泛研究;

☆1986年以后國外利用基因工程技術生產了重組水蛭素;

☆1997年重組水蛭素在德國上市。

2、天然水蛭素的化學結構和性質

水蛭素的特性

水蛭素的實質是抗凝血酶物質,經世界許多國家的科學家都已研究表明,水蛭素是迄今為止世界上發現的最強的天然抗凝血酶物質,它是由65個或66個氨基酸殘基組成的單鏈多肽,分子量為7000道爾頓。

☆水蛭素的化學性質

  水蛭素為灰色或白色小片狀或粉末,易溶于水,不溶于乙醇和丙酮,水溶液顯酸性。在干燥狀態下穩定,在水溶液中室溫可保存6個月,加熱至80℃,15分鐘不被破壞。

☆水蛭素的計算單位為國際單位,簡寫AT-U,即在37℃的環境條件下,中和一個凝血酶單位所需的水蛭素量稱為一個國際單位。


3、國內外對水蛭素的研究、提取及利用情況

天然水蛭素的利用情況

雖然天然水蛭素在防治心腦血管疾病的療效是公認的。

☆但為什么一直來天然水蛭素未能在臨床上應用?

☆尤其是在我國,它的生產與應用更是一片空白呢?

這是因為:

※天然水蛭素的作用被人們發現的一個世紀以來,科技界一直被“自然界中能夠提取天然水蛭素的資源實在太少了”的錯誤觀點所左右(的確,天然水蛭素僅存在吸血水蛭中,而這些水蛭為冷血動物,僅分布于華南的廣東、廣西和海南等少數的幾個省區,其分布范圍、品種和數量均有限),以致人們不得不把主要精力投向重組水蛭素的研究中去。

4、重組水蛭素的研究利用現狀

☆1986年國外利用基因工程技術生產了重組水蛭素;

☆1997年重組水蛭素在德國上市;

☆我國從20世紀80年代末就對重組水蛭素的研究投入了大量的人力和物力,但到目前為止,國內尚未有重組水蛭素上市。其主要原因就是可能引起出血這個難以克服的副作用,因此,重組水蛭素的開發應用受到了限制。目前我國禁止重組水蛭素進口。

5、重組水蛭素無法大范圍應用的主要原因

※一方面重組水蛭素雖然在氨基酸序列和結構上與天然水蛭素極其相似,可在63位酪氨酸殘基未硫酸化,這就使得重組水蛭素對凝血酶的抑制常數比天然水蛭素降低了90%;

※另一方面,容易引起出血副作用,重組水蛭素與生俱來無法克服的先天缺陷,使其無法與天然水蛭素相匹比,加上重組水蛭素存在著生物半衰期短、昂貴的治療費用等缺點,使得其難以在臨床上推廣應用。

※還有一個更重要的原因就是一直以來天然水蛭素的提取技術和生產工藝未曾取得突破性進展,這是制約天然水蛭素生產的“瓶頸”。

6、天然水蛭素的提取

☆由于天然水蛭素僅存在于吸血水蛭唾液腺及其所分泌的唾液中,而在這以前,國內外大多都是采用日本醫蛭頭部或整體進行提取天然水蛭素。

☆水蛭素的常規提取方法

※以吸血水蛭的頭部為原料,因為水蛭軀體中有較大量的結構與水蛭素類似,但無生物活性的“偽水蛭素”(Pseudo-hirudin)組分存在,它的存在將增加水蛭素分離的難度。

※利用水—丙酮混合劑萃取或經過乙醇分級沉淀,即得水蛭素粗制品溶液。

※然后采用層析法(如凝膠層析、親和層析等)、等電聚焦等方法提取天然水蛭素。

為此,有人又研究了從整條水蛭中提取水蛭素的方法

但經過專業測定比較:

☆從頭部得到的水蛭素的活性較強,而從整條得到的水蛭素活性只有頭部水蛭素活性的1/3。

結論1

☆上述這些方法均因其雜質(如組織液、動物血液等)含量過多、工藝復雜、生產周期長、提取率低、成本過高而在實際中無法采用。因此,現在國內外市場上銷售的天然水蛭素價格昂貴(在國外的價格為4~10美元/AT-U,國內尚未見有銷售),僅供做試驗研究用。

結論2

☆正是這種誤入歧途的研究,使得天然水蛭素的應用長期地被埋沒了,直到今天人們在抗凝和對付心腦血管疾病時仍然不得不繼續依賴副作用較大的肝素,這在征服人類 “第一殺手”(即心腦血管疾?。┑亩窢幹?,不能不說是一種莫大的損失。

結論3

☆然而,正因為如此,更加凸現了凈雪皇生物公司的研究成果—“廣西菲牛蛭活體多次提取天然水蛭素的研究”所具有的劃時代意義。

☆也正因為如此,該項目連續獲得了國家科技部、廣西區科技廳、南寧市科技局和南寧市高新區共300多萬元的無償資助。國家對該項目投入如此巨大的資金,這就說明項目的前景是不容置疑的。

結論4

☆凈雪皇公司研究并總結出的從廣西菲牛蛭活體唾液中進行多次提取天然水蛭素的新技術,徹底地解決了目前國內外天然水蛭素生產中懸而未決的提取率低、工藝復雜等關鍵性難題。

☆凈雪皇天然水蛭素的提取方法

該技術采用誘導液刺激菲牛蛭活體,使其分泌唾液(即天然水蛭素粗品,其雜質比常規方法提取的減少了90%,且不影響水蛭素的提取率),然后將唾液進一步分離純化制得天然水蛭素。

這是對天然水蛭素傳統提取領域的一次革命,它既不殺死水蛭,又可反復利用,且在分離純化過程中減少了水-丙酮的萃取或乙醇分級沉淀等工序,操作簡便、方法獨特,明顯降低了生產成本,從而使天然水蛭素的規?;a變為現實。

☆上述成果“廣西菲牛蛭活體多次提取天然水蛭素的研究”和 “冬眠期菲牛蛭活體提取水蛭素技術的研究”均分別通過了由廣西科技廳組織有關專家進行的省級科技成果鑒定。

☆該頂技術是凈雪皇公司的核心技術,已獲得了國家發明專利。

7、水蛭素的作用機理

水蛭素的作用與輔助因子無關

水蛭素在抗凝過程中:

☆能阻止纖維蛋白原的凝固;

☆亦可抑制凝血酶同血小板的結合及血小板受凝血酶刺激的釋放;

☆并可使兩者解離。

而水蛭素與輔因子無關,在抗拴治療中不增加AT-Ⅱ的消耗是顯著的優點。


比較項目

肝素

低分子肝素

重組水蛭素

天然水蛭素

機理

與抗凝血酶III結合

抑制Xa因子的活性

與凝血酶直接結合

與凝血酶直接結合

使結合凝血酶失活

不能,只能滅活流動相凝血酶

不能,只能滅活流動相凝血酶

結合凝血酶及流動相凝血酶均能滅活

結合凝血酶及流動相凝血酶均能滅活

抑制纖維蛋白降解產物

不能

不能

引起血小板減少

有此可能

不會

不會

實驗室監測

要求高

要求高

要求低

要求低

與血漿蛋結合

結合,抗凝效果難預測

結合,抗凝效果難預測

不結合,抗凝效果可預測

不結合,

抗凝效果可預測

副作用

易引起出血,溶解后的血栓易復發

易引起出血,溶解后的血栓易復發

易引起出血、生物半衰期短

極少出血、生物半衰期長

      

國內主要抗凝、抗血栓藥與天然水蛭素的比較

研究證實:水蛭素是已知最強的抗凝血酶物質

水蛭素:

 ☆是迄今為止世界上所發現的已知物質中最強的天然抗凝血酶物質。

 ☆對人類心腦血管疾病尤其是腦血栓等血栓性疾病具有較高的療效,其防治效果是任何物質(包括目前臨床上常規使用的阿司匹林和肝素)所不能比擬的。

這是因為:

一方面:

 ☆天然水蛭素的抗栓功能不需要其它因子的參與;

 ☆其分子量遠比肝素要??;

 ☆滲透性強;

 ☆容易到達血栓內部,并將其溶解。

另一方面:

 ☆天然水蛭素不會像肝素等抗凝劑那樣容易引起出血等難以克服的嚴重副作用,從而使天然水蛭素成為世界公認的防治心腦血管疾病最好的天然藥物;

 ☆同時,天然水蛭素還可廣泛應用于美容化妝品和功能性食品等領域,因而其具有巨大的發展潛力和廣闊的市場前景。

8、水蛭素的應用

(1)臨床

☆天然水蛭素具有抗凝血、溶解血栓的功能,因而在臨床上常用于防治腦出血、腦血栓等血栓性疾病。

☆天然水蛭素防止血液過早凝固、幫助燒傷病人術后創面的愈合上效果尤為明顯。

☆此外,天然水蛭素在臨床應用上還可用于治療腦血管疾病、精液不化、前列腺肥大、久咳、子宮卒綜合癥、流行性出血熱所致的癃閉等疾病,療效甚佳。

☆目前,全球用于防治心腦血管疾病的藥物年銷售額達到970億美元,在國內達到168億元人民幣。據調查,世界上天然水蛭素每年的市場需求量在20億美元以上。

(2)美容化妝品

☆科學研究表明,人體皮膚細胞正常下只能吸收分子量≤8000道爾頓的物質,而目前市場上銷售的化妝品中所含的天然物質如透明質酸、SOD等,其分子量都在幾萬至幾十萬,因而皮膚無法吸收。

☆到目前為止,天然水蛭素是用于化妝品上具有雙重功能的唯一的一個天然物質。

主要原因是:

☆一方面它的分子量小,僅為7000道爾頓,能自主的直接迅速滲透到皮膚深層,易被皮膚細胞吸收;

☆另一方面,能降低血液粘度,加速血流速度,疏通毛細血管,改善面部微循環,促進皮膚新陳代謝,從根本上解決青春痘、疤印、紅血絲、色素沉著等各類皮膚問題。

(3)功能性食品

☆菲牛蛭(金邊螞蟥)及其提取物—水蛭多肽除了具有抗凝和溶栓功能外,還能降低血液粘度、降低血脂。

☆同時可有效防治腦溢血、腦血栓、前列腺疾病、減少動脈硬化等疾病。

☆因此,用菲牛蛭干品或天然水蛭素凍干粉制成腸溶膠囊或片劑可有效減輕或消除心血管疾病中的危險因素如高血壓、高脂血癥等。

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