玻璃酸及其衍生物的临床应用进展Word文件下载.docx

1、在视网膜复位术中应用HA黏弹剂，挤压脱落的视网膜复位，且维持一定的时间直至其与色素上皮愈合；无晶状体眼的玻璃体前界面易凸出，极易损伤，将HA黏弹剂注入角膜和虹膜的间隙内，对其施压使其后缩，便于手术操作，避免其损伤45。HA可作为黏弹性手术“钳”（viscosurgical vice）来剥离组织，如剥离视网膜前膜，对组织没有损伤，这是目前任何器械和方法无法比拟的。HA黏弹剂还具有使植片易于着位和缝合，压迫出血点利于止血，术中湿润眼球表面，防止上皮干燥，中和器械和植入物表面的正电荷，消除晶体乳化过程中产生的自由基，减轻炎症等作用6。迄今为止，临床上应用的HA黏弹剂有10余种，已成功地应用于眼科20

2、余种手术，发表了大量的临床报告，包括各品牌的HA黏弹剂及其与羟丙基甲基纤维素的比较研究。还对维持前房深度和时间、角膜内皮细胞丧失率、术后眼压（IOP）和炎症反应等指标进行了评价。研究表明，HA的相对分子质量（Mr）越高，黏弹性越好，维持前房的效果越好。比较HA黏弹剂与羟丙基甲基纤维素的总体效果的好坏较为困难，因为兼顾几个指标难以得出定论。最近推出了新一代HA黏弹剂，商品名为Healon 5，含2.3%HA，具有更高的黏弹性，可满足近几年日益普及的超声晶状体乳化进行白内障摘除-人工晶体植入术的要求。Healon 5具有更低的内皮细胞丧失率、较好的血-房水屏障等作用。常见的不良反应为术后IOP升高

3、和炎症反应。术后将HA吸出或冲出前房，可避免IOP升高。除青光眼患者外，对绝大多数患者来说，术后IOP的升高一般在可以耐受的范围内，且在术后24h内恢复正常，一般不需特殊处理。常见的炎症反应是前房出现炎症细胞、光斑、角膜水肿和混浊。对制剂本身来说，残留的核酸和蛋白质等杂质会导致炎症，但手术过程中器械对组织的损伤、残留的组织碎片、积血等也是引发炎症的原因。1.2 对干眼症的治疗眼表面覆盖着一层透明的液体薄膜，即泪膜，具有湿润角膜上皮、营养眼表面上皮细胞、预防感染以及保护、促进角膜损伤愈合等功能。结膜病变，泪腺、副泪腺等腺体萎缩如Sjgren综合征均可导致BUT明显缩短，失去其生理功能，发生干眼症

4、。以往对干眼症的治疗多采用频繁滴注生理盐水、人工泪液等对症治疗，但效果均不理想。1982年，Polck等最先将0.1% HA溶液用于治疗15例干眼症患者。患者使用后，疼痛立刻消失，且只要角膜上留有HA溶液，眼就没有疼痛感。眼部红肿也得到明显改善，视力有了明显的提高，点眼频率也逐渐减少。Tabatabay等用0.1% HA溶液治疗干眼症患者的2次试验均获得成功。尤其是1985年，对3例严重而又久治不愈的患者进行的试验更引人注目，短期治疗即获得明显疗效。患者自觉症状完全消失，组织学检查也表明改善显著。HA滴眼液治疗干眼症既有效又安全7。Stuart等用0.1% HA治疗14例患者中，有6位患者使用

5、时间长达1年未见不良反应，用药长达2年的患者也耐受良好。研究表明，HA溶液延长BUT而具有稳定泪膜的作用。Mengher等发现，0.1%HA溶液与生理盐水相比，BUT可至少延长40min以上。Hamana等对研究了HA的量效关系，结果表明，当HA的浓度达到0.1%以上时，效果才显著。2 对关节疾病的治疗2.1 机制探讨补充外源性高Mr HA治疗类风湿性关节炎（RA）及骨性关节炎（OA）等关节疾病是由Balazs等人最先提出的。他们认为，高Mr HA注入关节腔内，恢复病理状况下的滑液至正常状态，重建其润滑、屏障和保护功能，打断病变过程中如下的恶性循环：滑液黏弹性降低屏障和保护作用降低软骨进一步破

6、坏释放的酶和炎症因子进一步使滑液的黏弹性降低。对关节提供润滑和屏障功能的同时，为病变的关节提供一个自然修复的时间，使软骨自然修复和愈合。此外，高Mr HA还可抑制血管和组织的增生，抑制炎症反应，屏蔽痛觉感受器，从而明显缓解症状。其治疗机制如下。2.1.1 对软骨及糖胺聚糖的作用对各种动物模型研究所得的结果均表明，HA可抑制软骨退行性变，促进病变软骨的修复89，且高Mr HA的效果好于低Mr HA10。组织生化学研究发现，HA抑制OA软骨基质蛋白聚糖聚集物（PGA）的降解，减少蛋白聚糖的释放。此外，HA可明显提高蛋白聚糖的聚集率。结果提示HA对PGA的生成和降解具有重要的作用1112。2.1.2

7、 对疼痛觉感受器的屏蔽作用高Mr HA可抑制由舒缓激肽和尿酸盐引发的关节疼痛13。若在关节腔内注入玻璃酸酶，则关节对疼痛的敏感性明显增强，即使关节软骨没有明显的病变。当关节发生炎症时，炎症介质如二十烷、激肽、胺和细胞活素可激活神经细胞膜上的伤害感受器。一些化学物质如前列腺素、5-羟色胺等可作用于受体，使细胞产生第二信息递质等来激活伤害感受器。伤害感受器的激活是感觉疼痛的原因14。神经膜细胞上的伤害感受器镶嵌在以HA为主要成分的细胞外基质（ECM）中，HA的大分子网状结构介于刺激源和感受器之间，对刺激信号起到滤器样作用，调节信号的传导和化学物质向感受器的传递。研究发现，高Mr HA注入到病变关节

8、腔后，随即可出现疼痛缓解作用，只要滑膜和软骨表面有HA覆盖，就有止痛作用。当滑膜和软骨表面的HA膜消失后，止痛作用随即消失。低Mr HA以及一些其它高分子黏性物质如羧甲基纤维素、硫酸软骨素等均没有止痛作用。结果提示，只有高Mr HA的构象与伤害感受器受体的相适应，或与上述的致痛物质具有结合作用，从而缓解疼痛。2.1.3 清除自由基，调节细胞功能发生RA或OA时，炎症细胞释放大量的自由基，降解结缔组织中的大分子物质，导致组织损伤和病变。关节滑液中的HA浓度和Mr均明显降低，就是自由基对HA的降解和关节积液对滑液的稀释所致。研究表明，HA可与自由基发生反应而将其清除，因而高Mr HA具有保护软骨细

9、胞免受自由基损伤的作用15。正常状况下，关节内含有的高Mr HA可能具有抑制血管生成的作用，但当发生RA或OA时，由于HA的浓度和Mr明显降低，对血管的生成抑制作用减小，而低Mr HA具有诱导血管生成的作用，导致病变部位毛细血管和组织增生16。HA还可作用于免疫细胞表达的HA受体，影响免疫细胞的趋化性，抑制炎症17。2.2 临床研究2.2.1 疗效评价大量的临床报道多为每周给药1次，37周为1疗程。评价指标为严重度指数、关节疼痛、关节伸展度、晨僵、关节积液以及止痛药的摄入量等。文献报道多为肯定的结果。患者注射23次后，症状获得明显改善。对关节疼痛的缓解最为明显和迅速，给药后患者马上能够感受到，

10、其次是关节活动度的改善。疗效与患者的严重度和病程具有相关性，对严重度较高的患者疗效较差18。疗效与HA的Mr也有相关性，在一定范围内，疗效与Mr呈正相关。许多试验未设空白对照组，报道的短期观察较多。有的虽观察了远期疗效，但样本数较少。张鸿逵等19报道了HA治疗OA的远期观察，结果表明，停止治疗16个月后，70%患者的临床症状未复发。许多试验将HA与其他有效的治疗方法做了比较20。Leardini等研究结果表明，HA 20mg的总体疗效比6-甲基泼尼松龙40mg的疗效还要好。HA 20mg对疼痛的缓解和关节活动度的改善作用均明显好于超氧化物歧化酶（SOD）8mg。同时使用HA和SOD，会获得更为

11、满意的效果。Kopp等发现，尽管HA消除颞下颌OA导致的疼痛和功能障碍的近期和远期疗效与倍他米松相似，但HA的不良反应较低而具有更好的应用前景21。HA与甾体激素或非甾体抗炎止痛药的联合用药具有更好的效果。Grecomoro等在首次注射HA时，配伍地塞米松磷酸钠0.4mg，结果表明，止痛效果与关节活动度的改善比单纯用HA好得多。2.2.2 安全性评价多数临床结果表明，HA有较好的耐受性，未见明显的不良反应。少数资料报道的不良反应多局限在注射部位，如疼痛或肿胀，极个别的患者出现头痛和发热等症状。不良反应常发生在注射后13d内，患者一般能够耐受，不需处理，23d内可自行消失。不良反应的发生率多为1

12、%10%。有的报道可高达37%，同时安慰剂组的发生率也达39%22。制剂若污染了内毒素可导致关节出现肿胀、疼痛加剧和积液增多，残存的微量杂蛋白和核酸也可导致免疫反应，局部出现皮疹和瘙痒等症。3 HA衍生物的制备和应用天然的HA在体内的存留时间较短，限制了其疗效的发挥。尤其是近年来在预防粘连和软组织填充等方面的应用，要求HA在体内应具有适宜的存留时间，由此激发了研究者改构天然HA的兴趣。HA被修饰的部位为羧基、羟基、N-乙酰氨基和还原末端，N-乙酰氨基中的乙酰基脱掉后形成的氨基可大大拓展对HA修饰的途径和方法。目前临床使用的HA衍生物多为对其羧基和羟基修饰而成23。3.1 碳二亚胺对羧基的修饰碳

13、二亚胺（R1N=C=NR2）与HA的羧基反应先生成N-酰基脲加合物，再根据需要与不同的碳二亚胺进一步加合，形成亲脂、芳香族以及不同功能基的系列衍生物。常用的碳二亚胺有单碳二亚胺和双碳二亚胺。用碳二亚胺修饰HA有一定的局限性，因为反应要求在酸性条件下进行，导致一些胺发生质子化从而亲核性降低，使反应不能完成。3.2 酰肼对羧基的修饰最先应用的酰肼为己二酸二酰肼（ADH），生成ADH-HA中间产物，仍保留一个酰肼，既可与HA分子中的羧基继续反应将HA交联，也可以与药物反应将药物系挂到HA分子上。常用的酰肼包括单酰肼、双酰肼和多酰肼。多酰肼与HA反应后剩余的NH-，一部分与HA分子中其他羧基反应，使H

14、A交联，另一部分与药物连接；或药物也可以先与酰肼连接，再与HA发生反应从而系挂到HA分子上。3.3 对羟基的修饰对羟基修饰的试剂多为醛类和二乙烯基砜。Balazs等自雄鸡冠提取HA之前，用甲醛处理组织，使HA分子中的羟基经醛与蛋白质反应，形成的蛋白质桥将HA链交联在一起。控制交联程度，可制得溶液、凝胶或固体状物。Balazs将以上产品称为hylan A。在弱碱性条件下，将hylan A用二乙烯基砜与HA再发生交联，形成整体的网状结构，称为hylan B，为水不溶性物质。控制交联度也可获得凝胶、膜状或管状等固体状物。3.4 HA衍生物的应用3.4.1 应用于眼科手术和关节疾病的黏弹性补充疗法hy

15、lan G-F 20 （Biomatrix公司出品）为一种交联的HA，Mr大于5106，具有较好的黏弹性，作为眼科手术黏弹剂比HA具有更好的效果。Synvisc（Biomatrix 公司出品，Mr为6106）含0.8%hylan，与Orthovisc（1.5%HA，Anika公司出品，Mr为1.5106）相比，具有更高的黏弹性。由于在关节内的代谢较慢，每周用药1次，注射3次即可。而普通HA制剂要求注射5次为一疗程。3.4.2 预防术后粘连HA溶液对术后粘连的预防作用机制可能如下：术中涂布于组织表面，形成保护膜可减轻手术器械对组织的损伤；保湿作用可防止组织发生干燥；压迫出血点，抑制出血等。但是，

16、HA溶液往往由于其在体内存留时间太短而奏效不大。Genzyme公司将HA修饰后与羧甲基纤维素结合在一起（商品名Seprafilm），在体内的存留时间明显延长，粘连预防作用明显提高。腹腔术后粘连预防的临床结果表明，给药组51%的患者未发生粘连，而对照组只有6%。HA衍生物由于具有更密集的网状结构和较长的存留时间，组织隔离作用持久，抑制炎症细胞的激活和聚集，减少成纤维细胞、血纤蛋白原的聚集等作用均比HA强，因此具有更好的粘连预防效果24。3.4.3 软组织修复及美容Biomatrix公司用hylan B凝胶制备的软组织填充剂（商品名Hylaform），在体内既不降解也不转移，具有良好的生物相容性，

17、不致炎，不产生异物排斥等免疫反应，在体内的存留时间符合要求。在软组织修复和消除皱纹等方面具有广泛的应用前景。3.4.4 HA及其衍生物的给药体系HA及其衍生物对药物具有控释作用。最简单的一种，为其与药物并不发生反应，前者仅充当一种媒介，通过其物理增黏和膜亲和作用对药物控释；或将药物镶嵌在其网状结构中，通过控制药物的释放速率达到控释效果；或通过改变剂型如将其水分除去形成膜，药物被包埋于其中，在体内溶胀后，药物的释放速率受其网状结构的调节；与药物通过离子对或共价结合的方式如与药物成盐或酯化等与药物形成加合物，对药物的控释作用更加明显。HA作为眼用制剂的媒介已广泛地应用，如将HA作为氯霉素、阿昔洛韦

18、、硝酸毛果芸香碱等滴眼液的媒介，取得好的临床疗效25。高浓度的HA与激素或抗生素制成凝胶，球内注射治疗眼内炎，弥补了全身用药局部浓度低、疗效差的不足，且减少了用药次数及由此造成的不便和痛苦。蛋白质类药物由于iv给药在血浆内的清除速率较快，而其他的给药途径又不能充分吸收，因而研制蛋白质的控释技术及非注射给药途径具有很好的应用前景26。研究表明，改构HA与蛋白质连接后可延长其在血浆的半衰期，或为媒介促进其在黏膜的吸收。如SOD与改构HA连接后在血浆中的半衰期明显延长。改构HA制成的缓释微球将胰岛素吸附或包埋，鼻腔黏膜或眼黏膜给药可达到有效的血药浓度，开发了新的给药途径。利用HA与HA受体结合的原理

19、，可研制生物粘连性脂质体（bioadhesive liposome），将HA结合到脂质体表面，在体内与特异性细胞结合，具有定向给药的特点27。当机体发生炎症时，HA在炎症部位聚集。研究发现，经全身给药的HA可聚集于炎症或损伤部位，因此可开发定向给药体系。如连接在改构HA上的激素，采用全身给药方式时，可在炎症部位聚集，通过此处酶的水解作用，得以释放而发挥疗效。氟尿嘧啶、双氯灭痛借助于HA可聚集于肿瘤组织，在局部发挥更强的作用28。HA在体内被淋巴结和肝脏摄取和降解，利用该原理，与HA加合的药物可在上述组织中大量释放，达到局部治疗作用。OA或肌肉疼痛等患者使用HA与抗炎药物加合物治疗时，除采用关节

20、腔给药外，采用透皮给药也可获得明显效果29。4 展望基础研究已表明HA在体内的生理功能已不局限于大分子网状结构及黏弹性等物理机械功能。HA受体的发现对HA的认识有了一个质的飞跃，揭示了其通过与受体的结合、调节细胞的功能从而在胚胎发育、肿瘤侵袭、组织愈合等方面扮演的重要角色。HA受体的发现还有助于开发新的给药途径。明确掌握HA代谢机制，通过发现其代谢异常，可对一些疾病的诊断和治疗具有指导意义。然而，HA的应用受检测方法所限而不能满足临床需要，应在以下方面加强对HA的应用性开发。4.1 HA微量检测技术的普及HA与肿瘤侵袭力具有相关性，肿瘤周围基质HA与其受体含量的比值、HA与硫酸多糖含量的比值对

21、肿瘤预后的判断和治疗具有指导意义。但HA探针（probe）测定基质所含的微量HA还局限于基础研究领域，配套试剂没有商品化，因此，临床目前未开展该项工作。实际上，临床上对血浆和尿液等HA含量较高样本的HA浓度检定也未开展。开展该项检测对基质病变，RA，OA，肝硬变，肿瘤和一些炎症的诊断和治疗具有积极的作用。4.2 加强HA及其衍生物给药体系的应用HA受体的发现以及病变局部HA受体的表达和HA浓度明显升高的现象，揭示了HA在体内可定位聚集特性。由此可制备以HA受体为靶向的定向给药体系。可能在不久的将来，会有以HA-药物加合物的口服或透皮吸收制剂取代关节腔给药治疗RA和OA。将来会有多种以HA及其衍

22、生物为给药体系的抗肿瘤药物推出，强化了对肿瘤的局部杀伤作用，又可减少全身不良反应。4.3 拓展HA的应用领域成人创伤修复后的新生组织含有大量的纤维，弹性差，硬度大，疤痕明显，临床上称之为“纤维性修复”；而婴幼儿创伤修复后的新生组织的弹性如正常皮肤，几乎无疤痕，得到“再生性修复”。其原因就是婴幼儿皮肤含有高浓度、高Mr HA，具有较高的促愈合、调节成纤维细胞活性和抗炎等作用。在创伤的早期给予大量的高Mr HA，可使成人像婴幼儿那样获得再生性修复。HA具有保湿功能，应用于化妆品已多年。低Mr HA制成的透皮吸收制剂也具有较好的美容效果。但外用有一定的局限性，因为高Mr不能透皮吸收，只能作用于表层，

23、而吸收的低Mr HA在局部处于游离状态，不能结合到基质中去，很快从局部排泄掉。此外，衰老的特征是真皮层HA含量明显降低出现褶皱所致。研究发现，HA口服可被吸收，提高真皮层HA的含量，对全身发挥抗皱和美肤作用。因此，研究HA的口服美肤产品具有很好的前景。总之，HA的应用开发尚处于初期，随着对其基础研究的进一步深入，相信越来越多的产品会涌现，为人们做出应有的贡献。参考文献1 Laurent TC, Fraser JRE. FASEB, 1992, 6:23972 张天民， 凌沛学，沈渤江，等. 玻璃酸的研制及应用研究. 王凤山，凌沛学. 生化药物研究，北京：人民卫生出版社，1997：2722763

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