华法林的故事--从耗子药到抗凝药的华丽转身

华法林小传：

（苄丙酮香豆素 ，Warfarin）是一种口服抗凝药物，也称为“血液稀释剂”。它通过抑制依赖维生素K 的凝血因子活化，抑制新的血栓形成，以及防止已有血栓的扩大和延展，抑制在陈旧性血栓的基础上形成新的血栓。同时抑制血栓脱落和栓塞的发生，有利于已经形成的血栓的清除。

（由于天然的双香豆素的分离以及这种衍生物的研制是 Wisconsin Alumni Research Foundation（WARF）这个基金会资助的，所以这个强效的老鼠药被称为 Warfarin（华法林）。）

华法林具有作用时间长、服用方便、副作用相对小、价格低廉等优点，被广泛应用于人工心脏瓣膜置换术 后、房颤 、脑卒中再发、深静脉血栓和肺栓塞、糖尿病肾病(DN)、心肌梗死的长期抗凝治疗和预防。

在口服抗凝治疗中具有无可替代的地位。

不同厂家的华法林规格和片剂的颜色不同，进口华法林（芬兰奥利安）每片3mg，颜色是蓝色的，而国产华法林（齐鲁制药、上海信谊）每片2.5mg，颜色是白色的。请尽量服用同一厂家药品，如果更换，切忌“剂量”一致而不是“片数”一致。

随着新型口服抗凝药的临床使用，霸主地位虽然受到了挑战，但是一些瓣膜病患者仍是首选抗凝的药物。

引言：大家都知道大名鼎鼎的华法林，但是你知道华法林最开始别名叫「灭鼠灵」吗？作为老鼠毒药的华法林是怎么在如今成为抗凝治疗的基础药物的呢？今天，咱们就来看看华法林的传奇药生吧！

华法林的发现

甜三叶草问题

华法林是世界上使用最广泛的抗凝剂。在英国，据估计，至少有1%的人口和8%的80岁以上的人定期服用它（Pirmohamed，2006）。它被发现的迷人故事开始于20世纪20年代加拿大的大草原和美国的北方平原。

这些地区以前健康的牛开始死于内出血，没有明显的诱因。鉴于畜牧业是这些地区最重要的产业之一，而且大多数北美人已经在大萧条中遭受了严重的经济损失，这对农民的生计是一个毁灭性的打击。

由于明显缺乏可识别的致病原因或营养缺乏导致出血，因此对牲畜的饮食提出了质疑。牛和羊吃甜三叶草干草（Melilotus alba and Melilotus officinalis）

当这些地区的气候潮湿时，出血的发生率最高，因此干草潮湿。这些潮湿的干草被霉菌感染，如黑青霉和詹氏青霉，这些霉菌似乎是牛疾病过程中不可或缺的部分（斯科菲尔德，1924年;罗德里克，1929年，1931年）。

正如Duxbury和Poller在其关于华法林的评论文章中指出的那样，如果这些干草在储存过程中变质，通常会被丢弃，但在20世纪20年代的经济困难中，很少有农民能够为他们的牛购买补充饲料，因此发霉的干草被用来喂养它们（Duxbury和Poller，2001年）。

由此产生的出血性疾病，被称为“甜三叶草病”，在摄入后15天内变得明显，并在30-50天内杀死动物（Duxbury和Poller，2001年）。

当地的两位兽医斯科菲尔德和罗德里克已经证明，如果把发霉的干草移走，或者给流血的动物输入新鲜的血液，草三叶草病可能是可逆的（斯科菲尔德，1924年;罗德里克，1929年）。对当地农民的建议是，他们应该避免用发霉的甜三叶草干草喂牛。Roderick指出，获得性凝血障碍是由他所谓的“血浆凝血酶原缺陷”引起的（Roderick，1929）。

口服抗凝血剂的分离

在甜三叶草病最初爆发十年后，威斯康星州的一位年轻农民埃德卡尔森(Ed Carlson)因内出血而失去了许多他珍贵的奶牛和公牛，他束手无策。像许多当地农民一样，他不相信甜三叶草病的理论。

毕竟，他们世世代代都用干草喂养奶牛，没有产生任何不良影响。一个冬天的一天，他冒着暴风雪，卡车后座上有一头死牛，行驶了200英里，来到当地的农业实验站，调查员KarlLink和他的高年级学生 斯科菲尔德（ Karl Link and his senior student Wilhelm Schoeffel ） 正在那里工作。

卡尔森拿着一罐未凝结的血液进入了林克的办公室(他在大楼里发现的唯一一个敞开的办公室)。尽管林克显然表示同情，但他所能建议的只是避免发霉的干草和输血的可能性，就像斯科菲尔德和罗德里克几年前所证明的那样。

KarlLink(下图)在一个月前才对甜三叶草问题感兴趣。尽管如此，Carlson似乎确实来对地方了。那天晚上，斯科菲尔德对血液进行了实验，正如达克斯伯里和波勒所评论的那样，“躺在林克实验室地板上的那罐未凝固的血液将改变历史的进程，而林克几乎不知道会有什么长期影响”(达克斯伯里和波勒，2001年)。

虽然已经找到了出血病的原因，但在甜三叶草中，实际的活性化合物尚未确定甚至分离出来。Link和同事开始着手从变质的干草中寻找活性物质。

1940年，Link的学生Harold A. Campbell分离出6毫克结晶物质，该物质是香豆素与湿三叶草干草上的霉菌反应形成的。

香豆素是干草中存在的一种天然物质，会产生甜三叶草特有的气味。当它被引起霉菌的真菌氧化时，它变成了血液稀释剂。Campbell饲养了一个实验兔群，并向它们喂食分离的浓缩物。他还抽取了兔群的血液，来评估止血剂的抗凝效力。随后，他确定了止血剂的化学式为C19H12O6。

Link的另一位学生Mark A. Stahmann分离出1.8克抗凝化合物。Stahmann和Charles F. Huebner致力于确定化学结构。他们进行降解实验，发现以香豆素为原料生产的物质，其化学结构为3,3′-methylene-bis(4-hydroxycoumarin)[3]。也称为双香豆素 。甜三叶草中的香豆素被氧化为4-羟基香豆素，然后与甲醛偶联形成双香豆素[4]。他们还在实验室合成了一种与发霉的甜三叶草中天然存在的双香豆素相同的化合物。

他们开发了一种新的使用兔血浆的体外凝血试验，以指导干草中发现的化合物的化学分馏。经过6年的紧张工作，林克的实验室终于将这种物质结晶出来。证明它是3，3 ′-亚甲基-双[4-羟基香豆素]（坎贝尔等，1940，1941;坎贝尔& Link，1941; Stahmann等，1941）。

他们发现，天然香豆素在发霉的干草中被氧化，形成了后来被称为双香豆素的物质。

大规模分离双香豆素是由研究生Mark Stahmann完成的，他后来成为威斯康星州生物化学系的教授（Last，2002）。这项工作由威斯康星州校友研究基金会（WARF）资助，双香豆素的专利权于1941年授予WARF。

从灭鼠药到临床应用

由于天然的双香豆素的分离以及这种衍生物的研制是 Wisconsin Alumni Research Foundation（WARF）这个基金会资助的，所以这个强效的老鼠药被称为 Warfarin（华法林）。 时至今日，华法林依然是某些老鼠药的成分，甚至新闻时有报道由于误食被老鼠药毒死的老鼠肉而导致人类出血的事情。 作为老鼠药时，它还有另一个名字——杀鼠灵。

几年后，科学家发现维生素K 缺乏会导致动物出血[5]。缺乏维生素K的动物也缺乏凝血酶原。Link了解到维生素K和双香豆素的结构相似。当动物摄入双香豆素时，它会破坏凝血酶原的形成并导致出血。维生素K充当拮抗剂并逆转双香豆素的这种作用

Link认为香豆素的衍生物可以用作杀鼠剂。他和他的团队合成了大约150种抗凝血化合物的变种。他们决定使用标记为42号的化合物的最强变种作为老鼠药，并于1952 年获得批准。这种变种的效力比双香豆素更强，但Link认为这种变种毒性很大，因此不想为其申请专利。

Stahmann在WARF（威斯康星校友研究基金会）的支持下申请了该变种的专利。他们以“华法林”的名义出售老鼠药。他以WARF的名字命名了该药物，该基金会为他的研究提供了资金。华法林中的“-arin”来自香豆素（coumarin）。华法林可以杀死老鼠，但对猫和狗等大型动物毒性不大。

偶然发现其对人体无毒性

1951年，一名22岁的美国男子对自己入伍感到悲伤。他试图服食老鼠药自杀[7]。起初，他吃了一小部分粉末状的毒药。他说它尝起来像棉花糖，并且没有引起任何不适的症状。他继续每天服用相同剂量的华法林，并在六天内服用了113克毒药，随后他因背痛和腹痛入院。在入院之前，他经历了鼻子流血的情况，他的病情比较稳定。其接受了新鲜全血的输注，医生还给他注射了维生素K以对抗华法林的影响。这一事件让科学家们知道，华法林虽然对老鼠致命，但不会对人类造成重大伤害。

Link和他的团队了解到，华法林可以安全地用作治疗性抗凝剂，可以治疗人类危险的血栓。华法林的主要优点是易溶于水，口服生物利用度高。

肝素当时被用作抗凝剂，但只能通过肠胃外途径给药。1941 年，威斯康星综合医院和梅奥诊所进行了双香豆素的人体试验。

华法林于1954年被批准用于人体，商品名为“Coumadin ”。一年后的 1955年，艾森豪威尔总统因心脏病发作而服用了这种药物，这款药物帮助他顺利康复。这一消息让人们相信华法林治疗血栓是安全有效的。（这个让我想起了华盛顿，因放血疗法而死亡，艾森豪威尔是幸运的）

正如达克斯伯里和波勒所指出的：“对战争英雄和美国总统有益的东西必须对所有人有益，尽管它是一种老鼠药！”（Duxbury & Poller，2001年）。

华法林广泛临床应用的一个主要问题是需要实验室检测凝血功能，凝血酶原时间（PT）。在20世纪50年代，凝血活酶的商业来源变得可用，但它们对维生素K拮抗剂诱导的缺陷的反应性明显不同。因此，PT根据所用凝血活酶的不同而变化很大。将结果表示为凝血酶原比率（PTR）并不能解决问题。如果使用反应性较低的市售凝血活酶，则给予较大剂量以满足目标PTR。这导致用药过量和广泛的出血报告。

在英国，使用了比美国更敏感的促凝血酶原激酶，很明显英国的出血并发症较少。后来人们认识到，如果从服用维生素K拮抗剂的患者中采集样本，并将用两种不同的促凝血酶原激酶获得的PT或PTR绘制成双对数图，则这些点位于直线上。基于这一事实，世界卫生组织（WHO）于1982年采用了一种模型，将使用任何试剂获得的PTR转换为国际标准化比值（INR），INR是当地实验室发现的PTR，提高到ISI的幂。该系统使全球抗凝剂控制标准化。（用比值代替绝对值，消除不同试剂对测量值的影响）

进入现代临床试验时代

1960年进行了这些抗凝剂的第一次随机试验（Barritt & Jordan，1960）。肺栓塞患者随机接受肝素和尼克马龙（heparin and nicoumalone）抗凝治疗或不接受抗凝治疗。在16例随机接受抗凝治疗的患者中，无一例死于肺栓塞，也无非致死性复发。

在19例随机分配至无治疗组的患者中，5例死于肺栓塞，还有5例非致死性复发。

最近，当比较肝素+醋硝香豆素与醋硝香豆素单独用于近端深静脉血栓形成的初始治疗时，证实了肝素初始治疗的重要性（Brandjes et al，1992）。在60例接受肝素和醋香豆素治疗的患者中，没有血栓扩展，有2例肺栓塞和2例复发。在60例单独使用醋香豆素治疗的患者中，有2例血栓延伸，2例肺栓塞和8例复发。

肝素的重要性也通过研究剂量的适当性得到了说明。船体等人（1986）比较了皮下和静脉注射肝素治疗近端DVT。值得注意的是，无论分娩方式如何，前24小时肝素化不足导致25%的复发率，而充分抗凝的复发率仅为1.6%。Raschke et al（1993）比较了两种静脉肝素方案。固定剂量方案导致68%的患者在6 h时抗凝不足，23%的患者在24 h时抗凝不足，基于体重的方案的数字分别为14%和3%。前一组血栓栓塞复发的风险是前一组的5倍。从这些研究来看，在最初24小时内对普通肝素的活化部分凝血活酶时间反应不足似乎会增加复发的风险。然而，一项荟萃分析表明，如果起始速率至少为1250 U/h，这似乎并不重要（Anand et al，1996）。

华法林的剂量也存在争议。英国的剂量是否过低，增加了血栓形成的发生率，或者美国的剂量是否过高，导致不可接受的出血风险？该问题在一项随机试验中得到解决，在该试验中，静脉血栓栓塞患者被分配到目标PTR为200 - 300，使用英国促凝血酶原激酶（由Leon Poller博士提供）或McMaster医院使用的敏感性较低的促凝血酶原激酶。两组中血栓复发的发生率均为2%，但如果使用北美促凝血酶原激酶，则出血率高出5倍（22% vs. 4%）（船体等人，1982）。由于英国试剂的ISI为100，因此广泛采用INR目标为200 - 300。

低分子量肝素现在已经在很大程度上取代了普通肝素。关键原因是它们产生更可预测的抗凝反应。这一点，加上它们在皮下注射后具有非常高的生物利用度的事实，意味着可以通过体重计算剂量，并在没有任何监测或剂量调整的情况下皮下给药。即使每天给药一次，其有效性和安全性至少与普通肝素相同，这使得门诊治疗成为可能（Koopman et al，1996; Levine et al，1996）。

直接口服凝血酶抑制剂和直接口服抗Xa因子抑制剂的临床使用，更加安全便捷和有效，但是一些特殊情况还是需要华法林的大显身手，比如瓣膜病人的抗凝。

内容来源：谢波介入

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◆崔伟医生 个人简介 ◆

介入小崔哥

崔伟医学博士

广东省人民医院 微创介入科

• 擅长肺结节与肺癌、原发性肝癌和转移性肝癌、梗阻性黄疸（胆管癌、胰腺癌等）、胃癌、结直肠癌、血管瘤、子宫肌瘤等良恶性肿瘤的微创介入（灌注化疗、栓塞、消融、粒子、支架、滤器、输液港等）与综合治疗（化疗、靶向、免疫等）

• 微信公众号“介入小崔哥”创立人

• 火爆全网的“肿瘤思维导图”主编

• 主持国家自然科学基金青年项目一项

• 荣获2021、2022、2024年度“年度好大夫”称号

• CSCO“35 under 35”优秀青年肿瘤医生全国百强

• “健康中国2030”肝癌介入科普行动专家顾问团成员

• 《经皮胆道腔内射频消融治疗恶性胆道梗阻中国专家共识》执笔人

• 广东省器官医学与技术学会肿瘤精准医学专业委员会 常务委员

• 岭南血管瘤血管畸形联盟 常务理事

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