中性內(nèi)肽酶及抑制劑在心血管疾病中的應(yīng)用

郭亞男 楊海波 趙蔭濤 張晉東 胡霞

中性內(nèi)肽酶及抑制劑在心血管疾病中的應(yīng)用

郭亞男 楊海波 趙蔭濤 張晉東 胡霞

作者單位：450052 河南省鄭州市，鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科

中性內(nèi)肽酶抑制劑； 心血管疾??； 心力衰竭； 高血壓

Neprilysin； Cardiovascular disease； Heart failure； Hypertension

隨著人口老齡化的加劇，心血管疾病已成為最主要的死因。目前認為神經(jīng)激素系統(tǒng)的持續(xù)激活誘導(dǎo)和參與了慢性心血管疾病的進展。其中腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（RAAS）、交感神經(jīng)系統(tǒng)（SNS）及內(nèi)皮素系統(tǒng)是最主要的反應(yīng)系統(tǒng)。它們不僅可以通過水鈉潴留及收縮血管使血壓升高，而且可以造成不可逆的心血管重塑，因而這些系統(tǒng)的阻滯代表了一種重要的治療策略。另一方面，人體有強大的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括利鈉肽系統(tǒng)（NPs）。但NPs可以被中性內(nèi)肽酶（NEP）分解，因此中性內(nèi)肽酶抑制劑（NEPi）可以阻斷Nps的分解，升高體內(nèi)NPs水平，尤其是心鈉肽（ANP）的血清濃度。然而NEPi同樣可以阻斷多種縮血管肽類物質(zhì)的分解，這意味著單純的NEPi難以發(fā)揮理想的效果，所以聯(lián)合其他藥物就成為另一種選擇。本文將對NEP相關(guān)代謝及其抑制劑在心血管領(lǐng)域的應(yīng)用作一綜述。

1 NEP及其代謝

NEP（EC 3.4.24.11）又稱中性內(nèi)肽酶、CD10、腦啡肽酶、急性淋巴母細胞白血病抗原（CALLA），位于細胞膜表面，包括1個短的N-末端胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域、1個簡單的跨膜螺旋和一個大的C-末端胞外催化結(jié)構(gòu)域，其胞外結(jié)構(gòu)域含有1個與催化有關(guān)的鋅離子結(jié)合序列（H ExxH）[1]。NEP在腎臟最為豐富，但也廣泛存在于心血管系統(tǒng)及其他組織，主要裂解分子量小于5 KD的寡肽，如NPs、血管活性肽（內(nèi)皮素、緩激肽、AngⅠ）、神經(jīng)肽（腦啡肽、P物質(zhì)）和β淀粉樣蛋白等[2]。

1.1 利鈉肽（NPs） 利鈉肽系統(tǒng)主要由三種物質(zhì)組成，分別是 ANP、BNP、CNP，其中 ANP 和 BNP 主要來自心肌細胞。ANP以活性ANP1-28的形式從細胞分泌，而BNP則在心室血容量增加和壓力超載刺激下使BNP mRNA表達增加，并翻譯形成具有134個氨基酸的BNP原前體（pro-proBNP）。BNP以108個氨基酸組成的前體（proBNP1-108）從心肌細胞分泌，其先在71位氨基酸處去糖基化，然后經(jīng)絲氨酸蛋白酶裂解為具有生物活性的BNP1-32及無活性的NT proBNP1-76[2]。與前兩者不同，CNP以proCNP1-103形式主要由內(nèi)皮細胞及腎細胞分泌，隨后被裂解為具有活性的CNP1-22及CNP1-53。CNP對腎功能的作用最小，但抗纖維化作用是三者中最強的[3]。ANP及BNP主要通過結(jié)合鳥氨酸環(huán)化酶A（GC-A）升高胞內(nèi)cGMP來發(fā)揮利鈉、擴張血管、抑制RAAS系統(tǒng)及抗纖維化等作用；而CNP則主要通過GC-B發(fā)揮作用。研究證明，ANP基因rs5086變異引起ANP及BNP的降低與高血壓及肥胖相關(guān)[4]。奈西利肽是一種同時激動GC-A及GC-B的新型嵌合肽，目前已經(jīng)被日本及美國等批準治療急性心衰。但ASCEND研究[5]證明，奈西利肽并沒有減少30天死亡率及心衰再入院率。

NPs可以通過NPR-C受體從體內(nèi)消除，此外還可以被NEP及二肽基肽酶-4（DPP-IV）降解。其中ANP及CNP可被NEP在多個部位分解，但最初主要是在Cys7和Phe8之間被裂解[6]。NEP對BNP的作用比前兩者稍弱，首先在Met4和Val5之間被裂解，然后失活。NPs代謝的機制極為復(fù)雜，NEP也可能參與去糖基化的過程或與影響絲氨酸蛋白酶有關(guān)。NT-proBNP主要由腎臟消除，但其他機制也可能參與其消除[7]。

1.2 RAAS RAAS是人體最為重要的神經(jīng)激素系統(tǒng)之一，主要由腎素、血管緊張素、醛固酮構(gòu)成。RAAS系統(tǒng)的長期過度激活可引起血管收縮、后負荷增加及結(jié)構(gòu)重塑?；谝陨险J識，RAAS已成為治療心血管疾病的重要靶向目標。臨床上，ACEI可以影響RAAS及BK代謝，已經(jīng)在高血壓、心衰、心梗后的心功能不全等疾病的治療方面證明有效。但ACEI可以引起干咳、血管性水腫等不良反應(yīng)，AngⅡ受體阻斷劑（ARB）、腎素阻滯劑（DRi）、醛固酮受體拮抗劑（MRAs）可成為替代選擇。此外，由于AngⅡ生成旁路途徑的發(fā)現(xiàn)，糜酶介導(dǎo)的AngⅡ參與到心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展中[8]，因此糜酶抑制劑將在臨床實踐中應(yīng)用于ACEI無效的情況下，如醛固酮逃逸、AngⅡ反跳等。

NEP可以水解AngⅠ為Ang 1-7，而 Ang 1-7與收縮血管的AngⅡ的作用相反[9]。并且NEPi可能會升高血中AngⅡ的濃度，這就為NEPi聯(lián)合ARB提供了合理的依據(jù)。

1.3 內(nèi)皮素（endothelins，ET） 內(nèi)皮素是由212個氨基酸組成的內(nèi)皮素前體，經(jīng)由蛋白酶分解成38個氨基酸的大內(nèi)皮素，再由內(nèi)皮素轉(zhuǎn)化酶（ECE）裂解為21個氨基酸的活性內(nèi)皮素。體內(nèi)共有ET-1、ET-2、ET-3、ET-U 四種同分異構(gòu)體[10]。ECE 是內(nèi)皮素合成的關(guān)鍵限速酶，控制著整個內(nèi)皮素的產(chǎn)生。其他酶類如糜酶、基質(zhì)金屬蛋白酶Ⅱ等也參與內(nèi)皮素的形成。另外，NEP通過水解ET-1（1-31）使其變?yōu)橛谢钚缘腅T-1（1-21）。內(nèi)皮素的半衰期很短，為2～15分鐘，主要由肺、腎、肝滅活。體內(nèi)有多種物質(zhì)可能參與ET-1的降解，其中最有可能是NEP。因此，NEP不僅參與活性ET-1的生成，還參與其分解[11]。

1.4 緩激肽（bradykinin，BK） 緩激肽是一種有效的血管內(nèi)皮依賴的血管擴張肽，主要在炎癥及凝血發(fā)生的部位生成。BK可以與β1、β2受體結(jié)合引發(fā)前列腺素、一氧化氮等分泌而使血管擴張，此外還可以刺激內(nèi)皮細胞產(chǎn)生釋放組織型纖溶酶原激活物。由于β2受體密度較高，對BK及賴氨酸緩激肽敏感，所以BK主要通過β2受體發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。

激肽形成后可迅速被組織或血漿中的一組激肽酶分解，主要有三種特異性的金屬蛋白酶參與BK的降解，分別為激肽酶Ⅱ（ACE）、氨基肽酶P（APP）及 NEP，作用強度 ACE＞APP＞NEP）[12]。另外，DPP-Ⅳ和激肽酶Ⅰ等也參與緩激肽的分解代謝。ACE是分解緩激肽及其代謝產(chǎn)物最主要的酶，ACEI改善心力衰竭患者的發(fā)病率與死亡率已得到廣泛的認可，這可能與其阻滯緩激肽的代謝并且增加人體對緩激肽的敏感性有關(guān)[13]。NEP可以水解BK為BK1-7而使之失活。所以當(dāng)ACE被阻滯時，如果APP、NEP、DPP-IV的功能受損，均可進一步增加緩激肽的血清濃度，引發(fā)血管性水腫。

1.5 β淀粉樣蛋白 （Aβ） 阿爾茨海默病（Alzheimer′disease，AD）是一種起病隱匿的以記憶障礙為核心的慢性、進行性發(fā)展的老年疾病。Aβ在腦內(nèi)的沉積是阿爾茨海默病的發(fā)病機制，最具特征性的病理改變是由Aβ沉積形成的老年斑，造成細胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)和神經(jīng)元丟失[14]。

在腦內(nèi)有多種物質(zhì)共同參與Aβ的分解，如ACE、ECE-1、胰島素降解酶（IDE）及 NEP，NEP 是降解Aβ最強的酶。多個研究證明，NEP在AD發(fā)病機制中起重要作用，且AD患者NEP的表達是低下的[15]。

2 NEP抑制劑在心血管疾病中的應(yīng)用

心血管疾病在世界范圍內(nèi)已成為人類最主要的死因，并給各國帶來沉重的醫(yī)療負擔(dān)。目前的藥物治療沒有有效的延緩疾病的進展，最主要的原因是缺乏對此類疾病病理機制的了解。高血壓和心衰是心血管領(lǐng)域最重要的兩種疾病，發(fā)病機制主要為體內(nèi)的神經(jīng)體液失衡。阻滯RAAS成為目前治療高血壓及心力衰竭最為有效的方案，成為治療心衰藥物的基石。

NEP能分解多種肽類物質(zhì)，其抑制劑最重要的功能是增加體內(nèi)NPs水平，發(fā)揮排鈉及排水的作用。亞洲人群的攝鹽量比西方人高，考慮到近些年亞洲人群的高肥胖率，實際攝鹽量會更高，所以NEPi可能更適合亞洲人群[16]。因此，NEPi可作為治療高血壓及心力衰竭的一個新的選擇。

2.1 NEPi的單獨使用 NEP可以被candoxatrilat、thiorphan及其前體sinorphan、phosphoramidon所阻滯。但由于NEP存在廣泛的作用底物，NEPi不僅升高血循環(huán)中的NPs及BK水平，同樣可以升高血中的AngⅡ和ET-1水平，因此單獨使用NEPi治療高血壓效果欠佳[17]。一些研究甚至證明，單獨使用NEPi會出現(xiàn)比舒張血管更強的收縮血管效應(yīng)[18]。對心衰患者盡管增加了腎排鈉排水，但依然沒有改善患者的心衰癥狀。

2.2 NEPi聯(lián)合ACEI（VPi） 鑒于NEPi會導(dǎo)致血中AngⅡ等多種縮血管物質(zhì)升高，聯(lián)合使用ACEI降低血中AngⅡ，不僅可以降低血管阻力，而且可以發(fā)揮NPs的利鈉利水作用，這就為高血壓、心力衰竭及腎臟疾病的治療提供了一種新的策略。

OCTAVE研究[19]是一個大型的、多中心的對照試驗，采納25 302例高血壓患者，通過比較依那普利與Omapatrilat在治療高血壓24周后的效果，發(fā)現(xiàn)Omapatrilat比依那普利更易達到目標值血壓，但也更容易出現(xiàn)血管性水腫（2.17%比0.68%）。

IMPRESS研究[20]采納573例患者，以賴諾普利與Omapatrilat進行比較，發(fā)現(xiàn)Omapatrilat在減少死亡、再入院等方面表現(xiàn)良好，并且在心功能改善方面比賴諾普利更具優(yōu)勢。IMPRESS的后續(xù)研究證明患者血中C-ANP而不是BNP升高[21]。OVERTURE研究[22]采納5770例心衰患者，比較Omapatrilat與依那普利，發(fā)現(xiàn)Omapatrilat在聯(lián)合死亡率及再入院方面沒有更具優(yōu)勢，且可能存在相當(dāng)嚴重的不良反應(yīng)（AE），所以最終FDA沒有批準這種藥物[23]。

2.3 NEPi聯(lián)合ARB（ARNi） LCZ696是這類藥物中第一個用于研究的藥物，它由ARB類藥物纈沙坦及NEPi前體AHU377以1∶1的比例合成。其中AHU377被代謝成活性前體LBQ657[24]。

PARAMOUNT研究[25]采納301例射血分數(shù)保留的心衰（HFpEF）患者，比較LCZ696與纈沙坦12周的治療效果，發(fā)現(xiàn)LCZ696組的NT-proBNP明顯下降，且心衰癥狀明顯改善。由于NT-proBNP不是NEP的作用底物，它仍可以作為評價心衰程度的依據(jù)。

PARADIGM-HF試驗[26]以射血分數(shù)減少的心衰（HFrEF）患者為試驗對象，以隨機雙盲的方式隨機分配4187例患者到LCZ696組，4212例患者進入依那普利組。27個月后的中期隨訪結(jié)果顯示，因血管疾病死亡或者因心衰再住院的患者，LCZ696組為 914例（21.8%），依那普利組為 1117例（26.5%），其中LCZ696組共有558例因心血管疾病死亡（13.3%），依那普利組有 693例死亡（16.5%）。另外LCZ696組有537例患者（12.8%）因心衰再次入院，依那普利組有658例（15.6%）。在改善腎功能方面，LCZ696組和依那普利組分別有8例及16例患者進入腎病晚期階段。LCZ696可以明顯改善患者的腎功能，既往研究也支持這一結(jié)論[27]。在試驗階段，LCZ696不良反應(yīng)事件（咳嗽、血清肌酐升高、高鉀血癥等）發(fā)生率比依那普利組低。此外，該研究中未出現(xiàn)嚴重的AE。與依那普利組相比LCZ696組更容易出現(xiàn)低血壓，但是這些患者很少需要停藥。由于LCZ696在減少心血管因素死亡及再入院率方面的明顯優(yōu)勢，成為歐盟監(jiān)管歷史上首個獲得加速評估資格的心血管藥物[28]。

2.4 NEPi聯(lián)合其他藥物 相關(guān)研究[29]證明，在肱動脈內(nèi)灌注NEPi 90分鐘后，出現(xiàn)血管收縮，且發(fā)現(xiàn)血中ET-1濃度明顯升高，而AngⅡ未見明顯變化。ECE是內(nèi)皮素生成的關(guān)鍵酶，同NEP一樣，也水解NPs和緩激肽，所以NEPi聯(lián)合ECEi，或NEPi聯(lián)合ECEi及ARB的三聯(lián)療法治療心血管疾病是可行的[30]。

3 NEPi治療的不良反應(yīng)

血管性水腫[31]（angio-oedema，AE）是Omapatrilat治療的一個并發(fā)癥，主要是由于阻滯了影響緩激肽分解的酶（ACE、NEP）。其中ACEI引起的AE約占30%，從開始服用到發(fā)生AE的時間一般為10.2個月，但部分患者可于1天內(nèi)或者8年后才發(fā)病。AE在非洲裔及吸煙者中發(fā)生率較高，原因可能分別與遺傳和DPP-Ⅳ有關(guān)。由于ARB不像ACEi那樣對BK造成嚴重影響，聯(lián)合使用NEPi及ARBi可以有效減少AE的發(fā)生。

由于NEP在Aβ的代謝中起重要作用，因此NEP成為治療心血管疾病及AD的靶向酶。但對于同時患有CHD及AD的患者，兩種疾病的治療策略是完全矛盾的[28]，尤其是AHU377及其活性代謝物L(fēng)BQ657的大小都在400 KDa以下[32]，這使得上述藥物的溶解狀態(tài)易通過血腦屏障。然而相關(guān)研究指出，上述兩種成分都含有極性基團和兩個疏水苯甲基環(huán)，所以很難判斷其是否會通過血腦屏障。其次，既往研究顯示心血管疾病如高血壓是AD進程中的危險因素，且無論是口服ACEI或者ARB已經(jīng)顯示對AD的治療有益[33]。最后，嚴重心力衰竭患者大部分是老年患者，5年生存率較低，但是AD的發(fā)病過程較為緩慢，可能會超過患者生存時間。PARADIGM-HF試驗未涉及上述疑問，因此，后續(xù)研究還需進一步完善。

4 結(jié)論

NEP是一種具有廣泛作用底物的帶鋅離子金屬蛋白酶。NEPi可以升高血中NPs水平，增加腎臟的排鈉排水作用。但它同時可升高血中AngⅡ及ET-1水平，因此聯(lián)合ACEI、ARB或ECEi等成為治療高血壓、心力衰竭的新的選擇。鑒于LCZ696在PARADIGM-HF試驗中的優(yōu)異表現(xiàn)，相信會出現(xiàn)更多新的治療方案，改善心血管疾病及CKD患者的愈后。但不可否認，有關(guān)NEP代謝的許多機制并未完全揭示，相關(guān)研究還需進一步完善，為心血管疾病的治療帶來更多希望。

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楊海波，E-mail：yanghaibo1975@126.com

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