Ишемический инсульт (ИИ) — одна из ведущих причин смертности и инвалидизации во всем мире [1]. Основным направлением ведения больных в первые часы ИИ является восстановление кровотока, в частности тромболитическая терапия (ТЛТ) [2].
Клиническое применение тромболитических препаратов началось с терапии стрептокиназой острого инфаркта миокарда (ОИМ) [3]. В Советском Союзе первые результаты лечения ОИМ фибринолизином были опубликованы в 1962 г. Е.И. Чазовым и Г.В. Андреенко [4]. При И.И. первый опыт применения тромболитических препаратов был опубликован в США в 1958 г. [5]. У 3 больных с окклюзией в бассейне внутренней сонной артерии через 6—18 ч после развития симптоматики внутривенно вводился фибринолизин в дозах 50 000—100 000 Е.Д. Полная или частичная реканализация и незначительное уменьшение очаговых симптомов наступили у 2 больных. В Советском Союзе ТЛТ при ИИ была начата в первой половине 60-х годов во 2-м Московском [6] и в Свердловском [7, 8] медицинских институтах, а также в НИИ неврологии АМН СССР сочетанием фибринолизина с гепарином [9, 10]. В этих исследованиях была показана эффективность применения фибринолизин-гепариновой смеси в первые 3—6 ч от начала ИИ, в том числе на догоспитальном этапе, и определены основные показания/противопоказания к фибринолитической терапии (табл. 1).
Новый этап в развитии ТЛТ при ИИ начался с внедрения в клиническую практику рекомбинантного тканевого активатора плазминогена (ТАП) [11, 12] в сочетании с КТ/МРТ-диагностикой характера инсульта. В настоящее время частота ТЛТ в Европе и Северной Америке составляет 5—15% [13, 14]. Также расширяется число тромболитических процедур, проведенных на догоспитальном этапе в машинах скорой медицинской помощи [15] и у пациентов старшего возраста [16]. В Российской Федерации число ТЛТ при ИИ в 2017 г. превысило 13 500 процедур [17], а, по данным Департамента здравоохранения, за первые 6 мес 2018 г. в Москве ТЛТ была проведена 18,7% больных с ИИ, поступивших в первые 4,5 ч заболевания в специализированные сосудистые центры.
Классификация тромболитических препаратов и механизмы действия
В настоящее время выделяют следующие группы тромболитических препаратов:
I. Препараты, оказывающие прямое протеолитическое действие на фибрин: активированный человеческий плазмин (фибринолизин) и его модифицированные формы: миниплазмин, микроплазмин, дельта-плазмин и др.
II. Препараты, активирующие образование плазмина из плазминогена: внутренние и внешние активаторы плазминогена.
III. Препараты, включающие комбинации плазмина с активаторами плазминогена.
Механизм активации плазминогена
Для фибринолиза необходима активация плазминогена до плазмина, которая осуществляется посредством расщепления связи в плазминогене между аргинином (Arg-561) и валином (Val-562) [18]. Расщепление этой связи достигается активаторами плазминогена. В случае с ТАП сначала образуется комплекс ТАП—фибрин, на котором фиксируется плазминоген. Образование тройного комплекса ТАП—фибрин—плазминоген является сигнальным механизмом для активации плазминогена и превращения его в плазмин [19].
Скорость активации плазминогена в значительной степени зависит от третичной структуры молекулы плазминогена и доступности лизиновых окончаний фибрина [20—22]. Молекула плазминогена может иметь закрытую третичную структуру в виде спиралевидной α-конформации — Glu-плазминоген, которая является основной в кровотоке и устойчивой к активаторам [20, 23]. При контакте плазминогена с интактным фибрином в тромбе происходит отщепление N-концевого участка молекулы плазминогена и образование частично активной переходной формы с β-конформацией [24, 25]. Исходно β-плазминоген обладает незначительной фибринолитической активностью, однако, вступая в контакт с лизиновыми окончаниями молекулы фибрина, переходит в активный Lys-плазминоген с открытой γ-конформацией [23, 24, 26]. По мере нарастания фибринолиза увеличивается количество лизиновых окончаний на фрагментах фибрина, что способствует еще большей активации плазминогена, его активному превращению в плазмин и соответствующему усилению фибринолиза [27].
Внутренние активаторы плазминогена
Основными внутренними активаторами плазминогена являются тканевой и урокиназный активаторы. Тромболитический эффект ТАП (исходное название — фиброкиназа) был установлен в конце 40-х годов XX века [28, 29]. В 1979 г. был выделен высокоочищенный ТАП [30], затем клонирован ген и синтезирован рекомбинантный вариант [31]. В последующем были созданы модифицированные варианты ТАП, отличающиеся временем полувыведения, фибрин-селективностью и возможностью болюсного введения (табл. 2).
Исходно молекула ТАП является одноцепочечной и состоит из 527 аминокислот с 5 функционально значимыми областями — доменами (см. табл. 2, 3)
В организме ТАП фоново секретируется клетками сосудистого эндотелия, обеспечивая атромбогенность сосудистой стенки. При развитии тромбоза первоначальное взаимодействие ТАП с фибрином происходит при активации F-домена с последующим участием К2-домена, с которым связываются вновь образуемые лизиновые окончания фибрина (см. табл. 3). В результате плазмин из плазминогена в основном образуется на поверхности фибрина, что обусловливает его фибрин-селективность, преимущественное локальное тромболитическое действие и незначительное системное влияние на гемостаз [42, 43].
Наряду с эндотелием ТАП вырабатывается в других органах и тканях, что обусловливает его системное действие. ТАП выполняет сигнальные, регуляторные и иные функции, влияя на пластичность, процессы роста и ветвления нейронов и глиальных клеток и на локальный кровоток. В головном мозге его вырабатывают нейроны, макро- и микроглия и основным местом действия являются синапсы, в первую очередь гиппокампа и миндалины. ТАП взаимодействует с рецепторами к липопротеинам низкой плотности [33], к эпидермальному фактору роста [35], к фактору роста из тромбоцитов (PDGF) [37], тем самым участвуя в миграции клеток, ремоделировании тканей. Взаимодействие ТАП с NMDA-рецепторами, в частности с субъединицой N1, влияет на пластичность, в том числе на долгосрочное потенцирование и, следовательно, память, пространственную ориентацию и эмоциональное восприятие [38]. ТАП повышает проницаемость ГЭБ, усиливает экспрессию Е- и Р-селектинов и ICAM-1 с последующей миграцией лейкоцитов и воспалением в этой области [44, 45]. При повреждении аксонов он способствует их регенерации посредством протеолиза отложений фибрина [46]. С возрастом протеолитическая активность ТАП снижается, уменьшается его содержание в различных областях головного мозга, что может способствовать ухудшению пространственной ориентации, снижению памяти и другим расстройствам [47]. Возрастающее внимание в последние годы уделяется участию ТАП в регуляции локального кровотока с обеспечением физиологической адаптации кровотока под функциональное состояние и потребности определенных областей головного мозга [48].
По данным ряда экспериментальных исследований, высокие концентрации экзогенного ТАП, которые, в частности, отмечаются при ТЛТ, могут способствовать активации NMDA-рецепторов и эксайтотоксическому повреждению нейронов [49]. Эти данные подтверждаются тем, что блокирование моноклональными антителами взаимодействия ТАП с NMDA-рецепторами уменьшает объем ишемического повреждения и продлевает терапевтическое окно [50].
Клиническое применение ТАП
Впервые клиническая эффективность рекомбинантного ТАП — альтеплазы — была показана при ОИМ [51]. В 1993 г. T. Yamaguchi и соавт. [52] продемонстрировали его эффективность в первые 6 ч ИИ полушарной локализации. В 1995 г. были опубликованы результаты многоцентровых исследований альтеплазы при ИИ в США и в Европе [11, 12]. К настоящему времени эффективность системного введения альтеплазы в первые 4,5 ч ИИ в дозах 0,6—0,9 мг/кг подтверждена международными клиническими исследованиями и отражена в национальных рекомендациях [53, 54]. Результаты метаанализа многоцентровых рандомизированных исследований показывают, что назначение ТАП в первые 6 ч, и особенно в первые 3 ч, ИИ достоверно уменьшает число больных с неудовлетворительным функциональным восстановлением или с летальным исходом [2].
Несмотря на высокую тромболитическую активность и эффективность в восстановлении кровотока и улучшении функционального исхода, необходимость длительного капельного внутривенного введения, особенно в условиях ограниченного времени [55], а также возможность нейротоксического эффекта обусловливают интерес к разработке новых тромболитических препаратов на основе ТАП (см. табл. 2).
Тенектеплаза
Тенектеплаза относится к тромболитикам III поколения и является модифицированным вариантом ТАП, в котором с целью увеличения времени полувыведения, возможности болюсного введения, повышения сродства к фибрину и большей устойчивости к ингибитору ТАП 1-го типа в трех областях молекулы сделаны аминокислотные замены1.
К настоящему времени по результатам клинических исследований Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Министерства здравоохранения и социальных служб США (англ.: Food and Drug Administration — FDA) разрешило применение тенектеплазы при ОИМ (см. табл. 2) [56]. При И.И. наиболее крупное исследование тенектеплазы в сравнении с альтеплазой в первые 4,5 ч ИИ было завершено в 2016 г. (табл. 4)
Ретеплаза
Ретеплаза также относится к тромболитическим препаратам III поколения и является укороченным вариантом ТАП, в котором удалены домены F, G и K1 (см. табл. 2). Это увеличивает время полувыведения и позволяет болюсное введение, но одновременно уменьшает сродство к фибриногену и фибринолитическую активность препарата. После окончания в 1995—1997 гг. сравнительных исследований с альтеплазой [63, 64] и стрептокиназой [65] препарат был разрешен FDA для лечения ОИМ. При И.И. выполнено одно сравнительное исследование [66], в котором была показана не меньшая эффективность ретеплазы по сравнению с альтеплазой в уменьшении неврологических симптомов по шкалам NIHSS, mRS и индексу Бартел к 30-м суткам у больных с инсультом средней тяжести (по NIHSS 13,7±6,2 балла).
Внешние (непрямые) активаторы плазминогена
Другой группой препаратов, применяемых для ТЛТ при ОИМ и ИИ, являются внешние активаторы плазминогена. Внешние активаторы плазминогена не являются структурной частью человеческого организма, изначально имеют узкую направленность действия (лизис или препятствие свертыванию крови) и поэтому практически не участвуют в сигнальных, регуляторных и иных реакциях в организме человека. В то же время, будучи чужеродными белками, они иммуногенны, и преодоление иммуногенности при одновременном сохранении фибринолитической активности является одной из основных задач при внедрении их в клиническую практику. Фибринолитический эффект установлен у ряда растений, микроорганизмов и других представителей животного и растительного мира [67], однако в клинической практике применяются лишь единичные из них, в частности стрептокиназа, стафилокиназа и десмотеплаза.
Стрептокиназа
Первыми гемолитический эффект стрептококка отметили W. Tillett и R. Garner [68] в 1933 г. В последующем был выделен наиболее гемолитически активный штамм — H46A [69]. Клонирование гена [70] позволило создавать рекомбинантные варианты стрептокиназы.
Стрептокиназа активирует плазминоген посредством образования комплекса стрептокиназа—плазминоген, что сопровождается конформационным изменением последнего и его активацией [71]. Стрептокиназа — один из первых препаратов, который начал применяться для ТЛТ при ОИМ и тромбоэмболии легочной артерии (ТЭЛА) [3, 72, 73] и показал высокую эффективность в восстановлении кровотока. Одновременно наряду с хорошим тромболитическим эффектом было отмечено выраженное системное влияние на гемостаз. При И.И. выполнено три многоцентровых исследования [74—76]. В каждом из них, включая метаанализ [77], было показано, что назначение стрептокиназы в дозе 1,5 млн ЕД, несмотря на тенденцию к улучшению функционального исхода по индексу Бартел и шкале mRS к 180-м суткам, достоверно увеличивало частоту неблагоприятного исхода на 10-е и 90-е сутки и частоту внутричерепных кровоизлияний, в том числе с летальным исходом (табл. 5).
Стафилокиназа
Активирующее действие стафилокиназы на плазминоген было установлено C. Lack [79]. В 80-е годы после клонирования гена [80] была создана рекомбинантная стафилокиназа [81]. В последующем проводилось ее усовершенствование с целью уменьшения иммуногенности и увеличения времени полувыведения [82—84]. В Российской Федерации была создана рекомбинантная неиммуногенная стафилокиназа (фортеплаза, патент RU 2448158 С1, 20.04.12). В отличие от нативной стафилокиназы в неиммуногенной стафилокиназе заменены 3 аминокислоты в иммунодоминантном эпитопе, что практически нивелировало иммуногенность и одновременно увеличило в 1,7 раза скорость образования комплекса плазминоген—неиммуногенная стафилокиназа по сравнению с исходным комплексом плазминоген—нативная стафилокиназа [85].
Стафилокиназа относится к группе высокофибрин-селективных тромболитиков III поколения. Молекула стафилокиназы образует с плазминогеном стехиометрический комплекс в соотношении 1:1, который активируется следовыми количествами плазмина [86]. Основной механизм высокой фибрин-селективности стафилокиназы заключается в том, что она реагирует только с γ-плазминогеном, т. е. с находящимся в тромбе, и не связывается с α- и β-плазминогеном [87]. Дополнительный механизм фибрин-селективности обусловлен различием скоростей нейтрализации комплекса плазмин—стафилокиназа α2-антиплазмином в плазме и на поверхности тромба. В плазме этот процесс протекает гораздо быстрее (до 100 раз), чем на поверхности тромба. Кроме того, после растворения фибринового сгустка комплекс стафилокиназа—плазмин под влиянием α2-антиплазмина быстро диссоциирует на стафилокиназу и плазмин и поэтому не имеет системного действия на гемостаз и содержание фибриногена [88].
Выполненное в 1995 г. в Бельгии сравнительное многоцентровое исследование рекомбинантной стафилокиназы при ОИМ показало ее тромболитический эффект, не уступающий альтеплазе, при выраженном фибринсохраняющем действии, отсутствии избыточного потребления α2-антиплазмина и системной активации плазминогена [89]. Уровень фибриногена, α2-антиплазмина и плазминогена через 90 мин после введения стафилокиназы не изменился и достоверно (р<0,0005) отличался от аналогичных показателей в группе с альтеплазой. Не отмечалось также аллергических реакций, несмотря на то что со 2-й недели повысился уровень антител к стафилокиназе. Последующая модификация рекомбинантной стафилокиназы позволила значительно уменьшить антигенный эффект и одновременно сохранить высокую тромболитическую активность и фибрин-селективность [82].
Особый интерес представляет завершившееся в Российской Федерации в 2016 г. многоцентровое сравнительное исследование рекомбинантной неиммуногенной стафилокиназы (фортеплазы) и тенектеплазы при ОИМ [90], по итогам которого было показано, что неиммуногенная стафилокиназа обладает не меньшей эффективностью, чем тенектеплаза, в восстановлении коронарного кровотока (табл. 6).
При ИИ было проведено несколько экспериментальных сравнительных исследований стафилокиназы и альтеплазы, которые показали не меньшую эффективность стафилокиназы в уменьшении очага ишемического повреждения при достоверно более выраженном фибринсохраняющем эффекте [91]. В настоящее время в Российской Федерации проводится многоцентровое исследование эффективности рекомбинантной неиммуногенной стафилокиназы и альтеплазы в первые 4,5 ч ИИ с критериями включения, совпадающими с показаниями для назначения альтеплазы при ИИ2, 3 (табл. 7).
Десмотеплаза
Фибринолитический эффект слюны летучей мыши D. Rotundus был выявлен в 1932 г. [92]. В последующем было установлено, что вещество, содержащееся в слюне — десмотеплаза (десмокиназа), является активатором плазминогена [93]. Десмотеплаза имеет более высокое сродство к фибрину и более эффективно лизирует сгустки крови, чем стрептокиназа или урокиназа [94]. Из 4 вариантов молекулы десмотеплазы наиболее активной является DSPAα1 [95], которая структурно близка к ТАП, отличаясь лишь отсутствием домена К1.
Особенностью DSPAα1 является очень низкая фоновая способность активировать плазминоген, которая более чем в 100 тыс. раз усиливается при контакте с фибрином. Фибрин-селективность DSPAα1 в 180 раз превосходит фибрин-селективность ТАП. Другой особенностью DSPAα1 является продолжительное время полувыведения (до 150 мин), что позволяет однократное болюсное введение всей дозы. В экспериментальных исследованиях была показана бо́льшая эффективность DSPAα1 по сравнению с ТАП в растворении тромбов, в том числе в венечных артериях, при одновременном отсутствии системного действия на гемостаз и уровень фибриногена [96].
Было выполнено 6 многоцентровых плацебо-контролируемых исследований [97—102], в которых изучалась эффективность десмотеплазы в дозах 70—125 мг/кг через 3—9 ч после развития ИИ. В целом, несмотря на гетерогенность включенных больных, при метаанализе было показано, что назначение десмотеплазы сопровождалось лучшим восстановлением кровотока, чем в группе плацебо, но не улучшало функциональный исход [103]. Отсутствие клинического эффекта может быть связано с отсутствием пенумбры позднее 4,5—6,0 ч, вследствие чего улучшение кровотока не сопровождается восстановлением неврологических функций. Важным аспектом действия десмотеплазы было отсутствие различий в частоте внутричерепных и ВМ кровоизлияний с группой плацебо, что позволяет сделать заключение об избирательном действии на гемостаз и высокой фибрин-селективности препарата.
Заключение
Несмотря на более чем полувековой процесс изучения тромболитических препаратов, в клинической практике применяется лишь несколько из них. Это обусловливает важность дальнейшей разработки и внедрения в практическую деятельность новых тромболитических препаратов с высокой фибрин-селективностью, отсутствующим/минимальным системным действием на гемостаз, повышенной устойчивостью к ингибиторам активатора плазминогена, продолжительным временем полувыведения и болюсным введением.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
*e-mail: m-martin@inbox.ru
1https://patents.google.com/patent/US8916148. Tissue plasminogen activator variant uses.
2www.rosminzdarv.ru/documents
3https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02301910