化学合成“可被中和”的抗凝血肝素寡糖

The central goal of this project is to verify a new strategy for synthesizing neutralizable anticoagulant heparan oligosaccharide. There are two specific aims：1）to establish new synthetic methods to faciliate the synthesis of heparan olligosaccharide；2）to oligomerize an active heparan pentasaccharide, and attempt the neutralizaton reaction of the prepared oligomers. In our previous works, we furnished the synthesis of fondapariunx, an anticoagulant heparan pentasacchaide drug and etc. These previous achievements would strongly support our curent studies.

本基金的核心科学问题是：尝试人工合成一类具有抗凝血活性且能够被鱼精蛋白中和的肝素寡糖。基金内容分为两个部分：1）肝素合成化学新方法的研究，2）人工合成具有抗凝血功能且“可被中和”的肝素寡糖新策略的研究。肝素合成新化学研究包含3个子目标，分别是艾杜糖2,4位羟基选择性保护的新方法，1,2-trans-糖醛酸糖苷的新合成方法，以及1,2-cis-葡萄糖胺糖苷的新合成方法。此外，我们通过聚合肝素五糖的方法，尝试验证一种人工合成“可被中和”肝素寡糖药物的新策略。前期工作中，我们已经完成了磺达肝癸钠肝素五糖的合成工作，从而为本基金的顺利实施提供了坚实的基础。

肝素或硫酸肝素是由葡萄糖醛酸或艾杜糖醛酸与葡糖胺1→4顺序连接组成的高度磺酸化，且微观不均一的线性寡聚糖；由于其优越的抗凝血活性，使其在临床上得以广泛应用。肝素首先与抗凝血酶III(ATIII)结合，被激活的ATIII再与凝血酶共价结合，抑制凝血酶活性从而阻止凝血的发生。与ATIII结合的肝素片段是一个特异性五糖单元，经GSK多年研究，该肝素五糖片段类似物（磺达肝癸钠）于2002年上市，商品名安卓，广泛应用于下肢重大骨科手术如髋关节骨折、置换或重大膝关节手术等患者，防止静脉血栓栓塞事件的发生。磺达肝癸钠的全球销售额逐年增加，2014年达到了82亿美元。自2008年GSK专利到期以后，国内外很多研究机构对磺达肝癸钠进行了仿制。. 目前很多研究机构采用不同的合成策略对磺达肝癸钠这样一个“明星”分子进行了全合成研究，主要有[1+4]、[3+2]和[4+1]这三种汇聚式合成策略，但仍然没有人采用基于“预活化”的一釜糖基化策略完成磺达肝癸钠的合成。我们采用苯硫基作为离去基，采用一釜三组分的合成策略以37%的收率成功合成了全保护的磺达肝癸钠，且两个氨基葡萄糖的糖苷键均是α构型。经过O-磺酸化和N-磺酸化修饰，最终得到了磺达肝癸钠五糖分子。. 和普通肝素或低分子肝素相比，超低分子肝素（安卓或艾卓）有着优越的抗凝血效果。普通肝素和低分子肝素引起的出血可以通过注射鱼精蛋白将肝素中和从而将出血控制住，但是目前临床上还没有应对超低分子肝素引起出血的有效解决办法，因为鱼精蛋白不能中和分子量相对较小的超低分子肝素。也正是这一副作用，艾卓肝素退出了三期临床实验。为了解决这一临床问题，一些研究组将可以被avidin蛋白中和的生物素标签连接到安卓或艾卓肝素上；另外也有报道化学酶法合成的肝素十二糖可以被鱼精蛋白中和。针对这一问题，本课题组提出通过构建多价磺达肝癸钠分子，增大肝素分子的分子量，从而实现可被中和的效果。采用本课题组开发的[3+2]汇聚式合成策略，已成功合成了端基带有游离氨基的磺达肝癸钠分子，并利用方酸乙酯交联剂实现了二价磺达肝癸钠分子的构建。目前研究为后续合成三价、四价甚至更高价数的分子探明了方向。