stringtranslate.com

Апротинин

Препарат апротинин (Trasylol, ранее Bayer , а теперь Nordic Group pharmaceuticals) — это небольшой белок, ингибитор трипсина поджелудочной железы крупного рогатого скота ( BPTI ), или основной ингибитор трипсина поджелудочной железы крупного рогатого скота , который является антифибринолитической молекулой, которая ингибирует трипсин и связанные с ним протеолитические ферменты . Под торговым названием Trasylol апротинин использовался в качестве лекарства, вводимого путем инъекции для уменьшения кровотечения во время сложных операций , таких как операции на сердце и печени. Его основным эффектом является замедление фибринолиза , процесса, который приводит к разрушению тромбов. Целью его использования было снижение потребности в переливании крови во время операции, а также повреждение органов-мишеней из-за гипотонии (низкого кровяного давления) в результате выраженной кровопотери. Препарат был временно отозван во всем мире в 2007 году после того, как исследования показали, что его использование увеличивает риск осложнений или смерти; [1] это было подтверждено последующими исследованиями. Продажи трасилола были приостановлены в мае 2008 года, за исключением очень ограниченного использования в исследовательских целях. В феврале 2012 года научный комитет Европейского агентства по лекарственным средствам (EMA) изменил свою предыдущую точку зрения относительно апротинина и рекомендовал отменить приостановку. [2] Nordic стала дистрибьютором апротинина в 2012 году. [3]

Химия

Апротинин — это мономерный (одноцепочечный) глобулярный полипептид , полученный из легочной ткани быка. Он имеет молекулярную массу 6512 Да и состоит из 16 различных типов аминокислот , организованных в цепочку длиной 58 остатков [4] [5] , которая сворачивается в стабильную, компактную третичную структуру типа «маленький SS-богатый», содержащую 3 дисульфида, скрученную β-шпильку и C-концевую α-спираль . [6]

Аминокислотная последовательность для бычьего BPTI - RPDFC LEPPY TGPCK ARIIR YFYNA KAGLC QTFVY GGCRA KRNNF KSAED CMRTC GGA. [7] Имеется 10 положительно заряженных боковых цепей лизина (K) и аргинина (R) и только 4 отрицательно заряженных аспартата (D) и глутамата (E), что делает белок сильно основным , что объясняет его название . (Из-за обычного исходного организма BPTI иногда называют бычьим панкреатическим ингибитором трипсина.) [ необходима цитата ]

Высокая стабильность молекулы обусловлена ​​3 дисульфидными связями, связывающими 6 цистеиновых членов цепи (Cys5-Cys55, Cys14-Cys38 и Cys30-Cys51). [8] Длинная основная боковая цепь лизина 15 на открытой петле (вверху слева на изображении) очень прочно связывается в кармане специфичности в активном центре трипсина и ингибирует его ферментативное действие. BPTI синтезируется как более длинная последовательность-предшественник, которая сворачивается и затем расщепляется на зрелую последовательность, указанную выше. [ необходима цитата ]

BPTI является классическим представителем семейства белков ингибиторов сериновой протеазы типа Кунитца . Его физиологические функции включают защитное ингибирование основного пищеварительного фермента трипсина, когда его небольшие количества производятся, путем расщепления предшественника трипсиногена во время хранения в поджелудочной железе. [ необходима цитата ]

Механизм действия препарата

Апротинин является конкурентным ингибитором нескольких сериновых протеаз , в частности трипсина , химотрипсина и плазмина в концентрации около 125 000 МЕ/мл и калликреина в концентрации 300 000 МЕ/мл. [5] Его действие на калликреин приводит к ингибированию образования фактора XIIa . В результате ингибируются как внутренний путь коагуляции, так и фибринолиз. Его действие на плазмин независимо замедляет фибринолиз. [4]

Эффективность препарата

При операциях на сердце с высоким риском значительной потери крови апротинин значительно снижал кровотечение, смертность и пребывание в больнице. [5] Положительные эффекты также были зарегистрированы при ортопедических операциях с высоким риском. [5] При трансплантации печени первоначальные сообщения о пользе были омрачены опасениями по поводу токсичности. [9]

В метаанализе, проведенном в 2004 году, потребность в переливании крови снизилась на 39% при аортокоронарном шунтировании (АКШ). [10] В ортопедической хирургии также было подтверждено снижение количества переливаний крови. [11]

Безопасность лекарств

Были опасения относительно безопасности апротинина. [5] Анафилаксия (тяжелая аллергическая реакция) возникает с частотой 1:200 при первом использовании, но серология (измерение антител к апротинину в крови) на практике не проводится для прогнозирования риска анафилаксии, поскольку правильная интерпретация этих тестов затруднена. [5]

Тромбоз , предположительно из-за чрезмерного ингибирования фибринолитической системы, может происходить с большей частотой, но до 2006 года имелось мало доказательств этой связи. [5] [10] Аналогичным образом, хотя было известно, что биохимические показатели почечной функции иногда ухудшаются, не было никаких доказательств того, что это сильно влияет на результаты. [5] Исследование, проведенное на пациентах с кардиохирургией, о котором сообщалось в 2006 году, показало, что действительно существует риск острой почечной недостаточности , инфаркта миокарда и сердечной недостаточности , а также инсульта и энцефалопатии . [12] Авторы исследования рекомендуют более старые антифибринолитики (такие как транексамовая кислота ), в которых эти риски не были задокументированы. [12] Та же группа обновила свои данные в 2007 году и продемонстрировала аналогичные результаты. [13]

В сентябре 2006 года FDA обвинило Bayer AG в том, что компания не раскрыла во время дачи показаний о существовании заказанного ретроспективного исследования 67 000 пациентов, 30 000 из которых получали апротинин, а остальные — другие антифибринолитики. Исследование пришло к выводу, что апротинин несет в себе большие риски. FDA было уведомлено об исследовании одним из участвовавших в нем исследователей. Хотя FDA опубликовало заявление о своей обеспокоенности, они не изменили свою рекомендацию о том, что препарат может принести пользу определенным субпопуляциям пациентов. [14] В обновлении рекомендаций по общественному здравоохранению от 3 октября 2006 года FDA рекомендовало «врачам рассмотреть возможность ограничения использования трасилола теми ситуациями, в которых клиническая польза от снижения кровопотери необходима для медицинского лечения и перевешивает потенциальные риски», и тщательно наблюдать за пациентами. [15]

25 октября 2007 года FDA опубликовало заявление относительно рандомизированного исследования «Консервация крови с использованием антифибринолитиков» (BART) у пациентов, перенесших операцию на сердце. Предварительные результаты показывают, что по сравнению с другими антифибринолитическими препаратами (эпсилон-аминокапроновой кислотой и транексамовой кислотой) апротинин может повышать риск смерти. [16] 29 октября 2006 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами выпустило предупреждение о том, что апротинин может иметь серьезную почечную и сердечно-сосудистую токсичность. Производитель, Bayer, сообщил FDA, что дополнительные наблюдательные исследования показали, что он может повышать вероятность смерти, серьезного повреждения почек, застойной сердечной недостаточности и инсультов. FDA предупредило врачей рассмотреть возможность ограничения использования теми ситуациями, когда клиническая польза от снижения кровопотери имеет важное значение для медицинского лечения и перевешивает потенциальные риски. [17] 5 ноября 2007 года компания Bayer объявила, что отзывает апротинин из-за канадского исследования, которое показало, что он увеличивает риск смерти при использовании для предотвращения кровотечения во время операции на сердце. [18]

Два исследования, опубликованные в начале 2008 года, в которых сравнивали апротинин с аминокапроновой кислотой , обнаружили, что смертность увеличилась на 32 [19] и 64% [20] соответственно. В одном исследовании был обнаружен повышенный риск необходимости диализа и реваскуляризации. [20]

Случаев передачи губчатой ​​энцефалопатии крупного рогатого скота через апротинин не зарегистрировано, хотя препарат был отозван в Италии из-за опасений этого. [5]

Использование in vitro

Небольшие количества апротинина можно добавлять в пробирки с взятой кровью, чтобы провести лабораторное измерение некоторых быстро распадающихся белков, таких как глюкагон . [ необходима ссылка ]

В клеточной биологии апротинин используется в качестве ингибитора ферментов для предотвращения деградации белка во время лизиса или гомогенизации клеток и тканей. [ необходима цитата ]

Апротинин может быть помечен флуоресцеинизотиоцианатом. Конъюгат сохраняет свои антипротеолитические и связывающие углеводы свойства [21] и использовался как флуоресцентный гистохимический реагент для окрашивания гликоконъюгатов (слизистых субстанций), которые богаты уроновыми или сиаловыми кислотами. [22]

История

Первоначально названный «инактиватором калликреина», апротинин был впервые выделен из коровьих околоушных желез в 1930 году. [23] и независимо как ингибитор трипсина из поджелудочной железы крупного рогатого скота в 1936 году. [24] Он был очищен из легких крупного рогатого скота в 1964 году. [25] Поскольку он ингибирует ферменты поджелудочной железы, его первоначально использовали при лечении острого панкреатита , при котором разрушение железы ее собственными ферментами, как полагают, является частью патогенеза. [26] Его использование в крупных хирургических операциях началось в 1960-х годах. [27]

BPTI является одним из наиболее тщательно изученных белков с точки зрения структурной биологии , экспериментальной и вычислительной динамики, мутагенеза и пути сворачивания . Это была одна из самых ранних кристаллических структур белка, решенных в 1970 году в лаборатории Роберта Хубера , [28] и его субстрат-подобный режим взаимодействия был расшифрован в контексте комплекса бычьего трипсина в 1974 году. [29] Позднее он также стал известен как первый белок, структура которого была определена с помощью ЯМР-спектроскопии в лаборатории Курта Вютриха в ETH в Цюрихе в начале 1980-х годов. [30] [31]

Поскольку это небольшой, стабильный белок, структура которого была определена с высоким разрешением к 1975 году [32], это была первая макромолекула, представляющая научный интерес , которая была смоделирована с использованием вычислений молекулярной динамики в 1977 году Дж. Эндрю Маккаммоном и Брюсом Гелином в группе Карплуса в Гарварде. [33] Это исследование подтвердило удивительный на тот момент факт, обнаруженный в работе ЯМР [34] , что даже хорошо упакованные ароматические боковые цепи внутри стабильного белка могут переворачиваться довольно быстро (шкала времени от микросекунды до миллисекунды). Константы скорости были определены с помощью ЯМР для обмена водорода отдельных пептидных NH-групп вдоль цепи, варьируясь от слишком быстрого для измерения на наиболее открытой поверхности до многих месяцев для наиболее скрытых водородно-связанных групп в центре β-слоя, и эти значения также довольно хорошо коррелируют со степенью движения, наблюдаемой в динамических симуляциях.

BPTI сыграл важную роль в развитии знаний о процессе сворачивания белка , самосборке полипептидной цепи в определенное расположение в 3D. Было показано, что проблема достижения правильных пар среди 6 боковых цепей Cys особенно сложна для двух скрытых, близко расположенных SS вблизи концов цепи BPTI, требуя неродного промежуточного соединения для сворачивания зрелой последовательности in vitro (позже было обнаружено, что последовательность-предшественник сворачивается легче in vivo ). BPTI было изображением на обложке сборника по сворачиванию белка Томаса Крейтона в 1992 году. [35]

Текущие результаты

В одном научном исследовании на крысах сообщается, что лечение апротинином предотвращает нарушение гематоэнцефалического барьера во время инфекции C. neoformans . [36] Другое исследование на клеточных культурах предполагает, что препарат подавляет репликацию SARS-CoV-2. [37]

Ссылки

  1. ^ "Bayer временно приостанавливает глобальный маркетинг Trasylol" (PDF) (пресс-релиз). Trasylol.com. 2007-11-05. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-17 . Получено 2007-12-03 .
  2. ^ "Европейское агентство по лекарственным средствам рекомендует отменить приостановление действия апротинина". Европейское агентство по лекарственным средствам. 2012-02-17. Архивировано из оригинала 2014-02-18 . Получено 2012-02-22 .
  3. ^ "The Nordic Group приобретает права на Trasylol® у Bayer HealthCare". The Nordic Group BV Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года . Получено 28 января 2014 года .
  4. ^ ab Mannucci PM (июль 1998). «Гемостатичные препараты». The New England Journal of Medicine . 339 (4): 245–53. doi :10.1056/NEJM199807233390407. PMID  9673304.
  5. ^ abcdefghi Mahdy AM, Webster NR (декабрь 2004 г.). «Периоперационные системные гемостатические агенты». British Journal of Anaesthesia . 93 (6): 842–58. doi : 10.1093/bja/aeh227 . PMID  15277296.
  6. ^ Richardson JS (1981). «Анатомия и таксономия структуры белка». Advances in Protein Chemistry Volume 34. Advances in Protein Chemistry. Vol. 34. pp. 167–339. doi :10.1016/S0065-3233(08)60520-3. ISBN 978-0-12-034234-1. PMID  7020376.
  7. ^ Касселл Б., Радичевич М., Ансфилд М.Дж., Ласковски М. (январь 1965 г.). «Основной ингибитор трипсина поджелудочной железы быка. IV. Линейная последовательность 58 аминокислот». Biochemical and Biophysical Research Communications . 18 (2): 255–8. doi :10.1016/0006-291X(65)90749-7. PMID  14282026.
  8. ^ Касселл Б., Ласковски М. (август 1965 г.). «Основной ингибитор трипсина поджелудочной железы быка. V. Дисульфидные связи». Biochemical and Biophysical Research Communications . 20 (4): 463–8. doi :10.1016/0006-291X(65)90601-7. PMID  5860161.
  9. ^ Xia VW, Steadman RH (январь 2005 г.). «Антифибринолитики при ортотопической трансплантации печени: текущее состояние и противоречия». Трансплантация печени . 11 (1): 10–8. doi : 10.1002/lt.20275 . PMID  15690531.
  10. ^ ab Sedrakyan A, Treasure T, Elefteriades JA (сентябрь 2004 г.). «Влияние апротинина на клинические результаты аортокоронарного шунтирования: систематический обзор и метаанализ рандомизированных клинических испытаний». Журнал торакальной и сердечно-сосудистой хирургии . 128 (3): 442–8. ​​doi : 10.1016/j.jtcvs.2004.03.041 . PMID  15354106.
  11. ^ Shiga T, Wajima Z, Inoue T, Sakamoto A (декабрь 2005 г.). «Апротинин в крупной ортопедической хирургии: систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований». Анестезия и анальгезия . 101 (6): 1602–7. doi : 10.1213/01.ANE.0000180767.50529.45 . PMID  16301226. S2CID  33762135.
  12. ^ ab Mangano DT, Tudor IC, Dietzel C (январь 2006 г.). «Риск, связанный с апротинином при кардиохирургии». The New England Journal of Medicine . 354 (4): 353–65. doi : 10.1056/NEJMoa051379 . PMID  16436767.
  13. ^ Mangano DT, Miao Y, Vuylsteke A, Tudor IC, Juneja R, Filipescu D и др. (февраль 2007 г.). «Смертность, связанная с апротинином, в течение 5 лет после операции аортокоронарного шунтирования». JAMA . 297 (5): 471–9. doi :10.1001/jama.297.5.471. PMID  17284697.
  14. ^ Харрис Г. (2006-09-30). "FDA заявляет, что Bayer не раскрыл исследование риска препарата - New York Times". The New York Times . Получено 2007-11-05 .
  15. ^ "Факты и сравнения: Trasylol Public Health Advisory Update". Архивировано из оригинала 2012-07-22 . Получено 2007-11-05 .
  16. ^ "Раннее сообщение о продолжающемся обзоре безопасности инъекций апротинина (продается как трасилол)". Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами . Архивировано из оригинала 2007-10-30 . Получено 2007-10-28 .
  17. ^ "Информация для специалистов здравоохранения; Апротинин (продается как Трасилол)". Управление по контролю за продуктами и лекарствами . Архивировано из оригинала 2006-10-10 . Получено 2006-10-30 .
  18. ^ Харрис Г. (2007-11-05). «Bayer отзывает препарат для хирургии сердца». The New York Times . Получено 2007-11-05 .
  19. ^ Shaw AD, Stafford-Smith M, White WD, Phillips-Bute B, Swaminathan M, Milano C и др. (февраль 2008 г.). «Влияние апротинина на исход после аортокоронарного шунтирования». The New England Journal of Medicine . 358 (8): 784–93. doi : 10.1056/NEJMoa0707768 . PMID  18287601.
  20. ^ ab Schneeweiss S, Seeger JD, Landon J, Walker AM (февраль 2008 г.). «Апротинин во время аортокоронарного шунтирования и риск смерти». The New England Journal of Medicine . 358 (8): 771–83. doi : 10.1056/NEJMoa0707571 . PMID  18287600.
  21. ^ Stoddart RW, Kernan JA (март 1973). «Апротинин, белок, связывающий углеводы». Histochemie. Histochemistry. Histochimie . 34 (4): 275–80. doi :10.1007/BF00306299. PMID  4266832. S2CID  44549220.
  22. ^ Кирнан JA, Стоддарт RW (1973). «Флуоресцентно-меченый апротинин: новый реагент для гистохимического обнаружения кислых мукосубстанций». Гистохимия . 34 (1): 77–84. doi :10.1007/BF00304309. PMID  4119444. S2CID  32032724.
  23. ^ Краут Х, Фрей ЭК, Бауэр Э (1930). «Über die Inaktivierung des kallikreins». Z Physiol Chem Хоппе-Зейлера (на немецком языке). 192 : 1–21. дои : 10.1515/bchm2.1930.192.1-3.1.
  24. ^ Куниц М., Нортроп Дж. Х. (июль 1936 г.). «Выделение из говяжьей поджелудочной железы кристаллического трипсиногена, трипсина, ингибитора трипсина и ингибиторного соединения трипсина». Журнал общей физиологии . 19 (6): 991–1007. doi :10.1085/jgp.19.6.991. PMC 2141477. PMID  19872978 . 
  25. ^ Краут Х, Бхаргава Н (1964). «Versuche zur Isolierung des Kallikrein-Inaktivators aus Rinderlunge and seine Identifizierung mit dem Inaktivator aus Rinderparotis» [Эксперименты по выделению калликреин-инактиватора. V. Выделение калликреинового инактиватора из легких крупного рогатого скота и его идентификация с ингибитором из околоушной железы крупного рогатого скота. Zeitschrift für Physiologische Chemie Хоппе-Зейлера (на немецком языке). 338 : 231–7. дои : 10.1515/bchm2.1964.338.1-2.231. ПМИД  14330402.
  26. ^ Nugent FW, Warren KW, Jonasson H, Garciadeparedes G (ноябрь 1964 г.). «Ранний опыт применения трасилола при лечении острого панкреатита». Southern Medical Journal . 57 (11): 1317–21. doi :10.1097/00007611-196411000-00012. PMID  14195953. S2CID  5286289.
  27. ^ Tice DA, Worth MH, Clauss RH, Reed GH (июль 1964 г.). «Ингибирование трасилолом фибринолитической активности, связанной с сердечно-сосудистыми операциями». Хирургия, гинекология и акушерство . 119 : 71–4. PMID  14179354.
  28. ^ Huber R, Kukla D, Rühlmann A, Epp O, Formanek H (август 1970 г.). «Основной ингибитор трипсина поджелудочной железы быка. I. Структурный анализ и конформация полипептидной цепи». Die Naturwissenschaften . 57 (8): 389–92. Bibcode : 1970NW.....57..389H. doi : 10.1007/BF00599976. PMID  5447861. S2CID  6261274.
  29. ^ Huber R, Kukla D, Bode W, Schwager P, Bartels K, Deisenhofer J, Steigemann W (октябрь 1974 г.). «Структура комплекса, образованного бычьим трипсином и ингибитором бычьего панкреатического трипсина. II. Кристаллографическое уточнение при разрешении 1,9 А». Журнал молекулярной биологии . 89 (1): 73–101. doi :10.1016/0022-2836(74)90163-6. PMID  4475115.
  30. ^ Wagner G, Wüthrich K (март 1982). «Последовательные резонансные назначения в спектрах ядерного магнитного резонанса белка 1H. Основной ингибитор панкреатического трипсина». Журнал молекулярной биологии . 155 (3): 347–66. doi :10.1016/0022-2836(82)90009-2. PMID  6176717.
  31. ^ Havel TF, Wüthrich K (март 1985). «Оценка комбинированного использования ядерного магнитного резонанса и дистанционной геометрии для определения конформаций белков в растворе». Журнал молекулярной биологии . 182 (2): 281–94. doi :10.1016/0022-2836(85)90346-8. PMID  2582141.
  32. ^ Deisenhofer J, Steigemann W (1975). «Кристаллографическое уточнение структуры бычьего панкреатического трипсина ингибитора при разрешении 1,5 ангстрема» (PDF) . Acta Crystallographica B. 31 : 238. doi :10.1107/S0567740875002415.
  33. ^ McCammon JA, Gelin BR, Karplus M (июнь 1977). "Динамика сложенных белков". Nature . 267 (5612): 585–90. Bibcode :1977Natur.267..585M. doi :10.1038/267585a0. PMID  301613. S2CID  4222220.
  34. ^ Wüthrich K, Wagner G (февраль 1975). «ЯМР-исследования динамики остатков ароматических аминокислот в основном ингибиторе панкреатического трипсина». FEBS Letters . 50 (2): 265–8. doi :10.1016/0014-5793(75)80504-7. PMID  234403. S2CID  46084481.
  35. ^ Creighton TE (1992). Сворачивание белков . WH Freeman. ISBN 978-0-7167-7027-5.
  36. ^ Xu CY, Zhu HM, Wu JH, Wen H, Liu CJ (февраль 2014 г.). «Повышенная проницаемость гематоэнцефалического барьера опосредована сериновой протеазой во время криптококкового менингита». Журнал международных медицинских исследований . 42 (1): 85–92. doi : 10.1177/0300060513504365 . PMID  24398759.
  37. ^ Бойкова Д., Бектель М., Маклафлин К.М., МакГрейг Дж.Э., Кланн К., Беллинхаузен С. и др. (октябрь 2020 г.). «Апротинин ингибирует репликацию SARS-CoV-2». Клетки . 9 (11): 2377. doi : 10.3390/cells9112377 . ПМЦ 7692688 . ПМИД  33143316. 

Внешние ссылки