環(huán)孢素A介導(dǎo)多機(jī)制預(yù)防心肌缺血再灌注損傷研究新進(jìn)展*

黃緯凌，楊 簡 綜述，楊 俊 審校

(三峽大學(xué)心血管病研究所/三峽大學(xué)附屬中心人民醫(yī)院心內(nèi)科，湖北宜昌 443003)

環(huán)孢素A介導(dǎo)多機(jī)制預(yù)防心肌缺血再灌注損傷研究新進(jìn)展*

黃緯凌，楊 簡 綜述，楊 俊△審校

(三峽大學(xué)心血管病研究所/三峽大學(xué)附屬中心人民醫(yī)院心內(nèi)科，湖北宜昌 443003)

環(huán)孢菌素；心肌再灌注損傷；環(huán)孢素A;心臟保護(hù)

近年來隨著生活水平的提高，急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)已逐漸成為我國高發(fā)病之一。早期血運(yùn)重建是AMI首選的治療方法，然而同時引起的心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia/reperfusion injury，MIRI)是影響遠(yuǎn)期預(yù)后的重要因素。因此深入探索MIRI的發(fā)病機(jī)制，尋找新的干預(yù)靶點(diǎn)，對改善患者預(yù)后有重要意義。近年來發(fā)現(xiàn)環(huán)孢素A在治療MIRI上可能有較好療效。本文主要對環(huán)孢素A介導(dǎo)治療MIRI多方面機(jī)制及初步臨床研究進(jìn)行簡單綜述。

1 環(huán)孢素A結(jié)構(gòu)與生物學(xué)特點(diǎn)

1.1 環(huán)孢素A與親環(huán)素 環(huán)孢素A由11個氨基酸的環(huán)狀多肽組成，屬于強(qiáng)效免疫抑制劑。臨床上主要用于肝、腎及心臟移植的抗排異反應(yīng)。親環(huán)素是一種多功能且保守的蛋白質(zhì)，廣泛分布在植物、動物和微生物體內(nèi)[1]。人體內(nèi)主要存在的是親環(huán)素A和親環(huán)素D。親環(huán)素A是一種調(diào)節(jié)心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激的重要分子，親環(huán)素A的升高提示冠狀動脈粥樣硬化的可能[2]。親環(huán)素D也稱環(huán)孢素A結(jié)合蛋白，其介導(dǎo)的RIPK1-RIPK3-MLKL依賴性程序性死亡是最經(jīng)典的凋亡形式[3]。在細(xì)胞內(nèi)親環(huán)素D與環(huán)孢素A結(jié)合發(fā)揮其生理效應(yīng)。

1.2 環(huán)孢素A與線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeablity transition pore，mPTP) 目前研究認(rèn)為，mPTP的開放和MIRI發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。mPTP的開放受體內(nèi)多種機(jī)制調(diào)控，例如轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、外周型苯二氮卓組件受體，線粒體磷酸鹽載體等[3]。mPTP的開放可分為兩大類：短暫性的和持久性的。其中mPTP的持久性開放不可逆，這一過程參與壞死和細(xì)胞凋亡[4]。酸中毒可以預(yù)防m(xù)PTP的開放而堿性環(huán)境則相反，胞內(nèi)pH<7時，mPTP持續(xù)關(guān)閉可以有效減少缺血性損傷[5]。Li 等[6]研究發(fā)現(xiàn)F-ATP合酶在控制mPTP的開放中發(fā)揮關(guān)鍵作用，將F-ATP合酶亞基滅活后出現(xiàn)耐mPTP開放。環(huán)孢素A通過使哺乳動物的線粒體外膜腫脹作用影響mPTP開放及誘導(dǎo)mPTP對Ca2+產(chǎn)生抵抗，降低其敏感性，防止細(xì)胞器破裂和細(xì)胞死亡[7]。

2 環(huán)孢素A在MIRI的預(yù)防機(jī)制

2.1 環(huán)孢素A介導(dǎo)mPTP關(guān)閉預(yù)防MIRI的機(jī)制 mPTP的轉(zhuǎn)變被認(rèn)為對心肌細(xì)胞的不可逆損傷發(fā)揮基礎(chǔ)性作用。環(huán)孢素A通過結(jié)合線粒體的親環(huán)素D，抑制mPTP的開放，從而抑制氧化應(yīng)激反應(yīng)，被公認(rèn)是目前環(huán)孢素A治療急性心肌梗死(AMI)最主要的機(jī)制。以往一些研究認(rèn)為，環(huán)孢素A作為一種常用于器官移植術(shù)后的免疫抑制劑，它易并發(fā)糖尿病、高血壓，還會通過影響平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥信號通路導(dǎo)致高脂血癥和動脈粥樣硬化[8]。之前的一些研究甚至認(rèn)為環(huán)孢素A抑制膽固醇的運(yùn)輸，因此有助于泡沫細(xì)胞形成和血管內(nèi)皮功能障礙。但Najafi等[9]發(fā)現(xiàn)抑制mPTP可以保護(hù)健康人和糖尿病患者心肌組織。信號傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)在維持細(xì)胞活性有重要作用，環(huán)孢素A靜脈給藥后可以通過增加線粒體內(nèi)STAT3磷酸化，減少心肌細(xì)胞凋亡[10]。

2.2 環(huán)孢素A改善微血管損傷(micro vascular obstruction，MVO)與抗MIRI 微循環(huán)灌注不足導(dǎo)致MVO升高的常見原因包括內(nèi)皮細(xì)胞破壞或腫脹、血管痙攣，以及堵塞的白細(xì)胞或紅細(xì)胞和微血栓形成[11]。MIRI導(dǎo)致的微循環(huán)灌注不足引起MVO升高能促進(jìn)左心室重構(gòu)，進(jìn)而引起心功能惡化，嚴(yán)重影響患者預(yù)后。因此降低MVO已經(jīng)成為輔助治療MIRI的重要目標(biāo)。Zalewski等[12]研究發(fā)現(xiàn)對豬進(jìn)行心肌缺血處理后3～12 min，給予環(huán)孢素A注射可以明顯減少M(fèi)VO的出現(xiàn)。環(huán)孢素A靜滴3 h后微血管阻塞明顯改善。環(huán)孢素A灌注明顯減少心肌梗死面積和心肌梗死后心律失?？倳r間。環(huán)孢素A改善心肌缺血后功能的增強(qiáng)同時增加內(nèi)皮細(xì)胞的NO釋放減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)。不僅如此，環(huán)孢素A還可以改善晚期心肌血流量。

2.3 其他環(huán)孢素A預(yù)防MIRI的可能機(jī)制 環(huán)孢素A可防止細(xì)胞壞死部分機(jī)制為通過增強(qiáng)心肌細(xì)胞容積調(diào)節(jié)，而不是完全依賴抑制mPTP開放。通過激活氯離子通道增強(qiáng)心肌細(xì)胞調(diào)節(jié)細(xì)胞體積的能力，抑制氯離子通道在低滲情況下調(diào)節(jié)細(xì)胞容積[13]。Wu等[14]發(fā)現(xiàn)，高血脂心臟可參與抑制缺血心肌保護(hù)作用，此時環(huán)孢素A單獨(dú)治療無法對高膽固醇的心肌起到保護(hù)作用，但聯(lián)合缺血后處理可以明顯增強(qiáng)心肌保護(hù)作用。Youcef等[15]也發(fā)現(xiàn)即使在環(huán)孢素A存在的條件下，部分或全部組織激肽釋放酶(tissue kallikrein，TK)缺失誘導(dǎo)MIRI小鼠梗死區(qū)面積顯著增加，提示TK水平可能是影響環(huán)孢素A預(yù)防MIRI的關(guān)鍵因素。

3 環(huán)孢素A對預(yù)防MIRI的臨床應(yīng)用探討

MIRI的發(fā)生是多細(xì)胞因子、多信號傳導(dǎo)通路共同介導(dǎo)[16]，目前防治MIRI主要包括以下研究方向：抗炎癥治療、抗細(xì)胞凋亡治療、抗鈣超載治療、抗氧化應(yīng)激治療。基礎(chǔ)研究已經(jīng)表明，環(huán)孢素A對MIRI的預(yù)防是通過抑制氧化應(yīng)激作用達(dá)成，而炎癥作用在AMI后細(xì)胞損傷過程中發(fā)揮關(guān)鍵的修復(fù)及對心臟的重塑作用。炎性細(xì)胞因子，如腫瘤壞死因子和白細(xì)胞介素1在AMI后明顯上調(diào)，通過趨化因子和黏附分子的表達(dá)來促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞與白細(xì)胞黏附的相互作用[17]。

Piot等[18]在對臨床上高危前壁AMI患者行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療前給予環(huán)孢素靜脈給藥后發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組肌酸激酶和肌鈣蛋白I的釋放并沒有顯著降低(P=0.15)，但是5 d后患者行MRI檢查示實(shí)驗(yàn)組梗死面積降低40%，此項(xiàng)臨床試驗(yàn)證實(shí)了環(huán)孢素A在AMI后的MIRI治療中是有效的。Cung等[19]選取前壁ST段抬高準(zhǔn)備行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療的AMI患者(n=395)，靜脈注射環(huán)孢素A發(fā)現(xiàn)比對照組(n=396)未得到更好的臨床結(jié)果，且環(huán)孢素A不能在1年內(nèi)預(yù)防不良的心室重構(gòu)。Ghaffari等[20]發(fā)現(xiàn)AMI患者早期行溶栓時靜脈給藥環(huán)孢素A不能顯著提高溶栓的成功率。

可以看出，環(huán)孢素A類藥物臨床上的治療并不盡如人意，出現(xiàn)基礎(chǔ)研究與臨床試驗(yàn)的差異的原因可能如下：(1)環(huán)孢素A藥物濃度在線粒體可能是在狹窄的治療劑量范圍內(nèi)發(fā)揮保護(hù)心肌細(xì)胞的作用，藥物起效的最佳時間是缺血的2～5 min，因?yàn)檫@期間mPTP處于活躍期。(2)臨床患者“無復(fù)流”現(xiàn)象的出現(xiàn)也會對環(huán)孢素A治療效果產(chǎn)生較大影響。(3)局部藥物分布不足也可以導(dǎo)致臨床試驗(yàn)和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反的情況。(4)藥物劑量過大導(dǎo)致的心臟毒性增加了急性AMI患者病死率，劑量不足又無法起到對AMI患者心肌細(xì)胞的保護(hù)作用；(5)藥物種類使用不同也可能是造成臨床試驗(yàn)不一的原因，例如Hausenloy等[21]在對環(huán)孢素A的臨床研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用的環(huán)孢素類藥物不同對MIRI進(jìn)行臨床試驗(yàn)會得出不同的結(jié)果。

最近Ikeda等[22]進(jìn)行了納米粒子介導(dǎo)的靶向性環(huán)孢素A治療，以期望增強(qiáng)傳統(tǒng)治療方法下的藥物富集度不足的情況，但是目前尚無相關(guān)臨床試驗(yàn)證明其有效性。由于環(huán)孢素A可減輕MIRI，但對于AMI并沒有明顯的治療作用，可考慮作為PCI術(shù)后輔助用藥。

4 小 結(jié)

雖然環(huán)孢素A在臨床治療AMI的運(yùn)用仍受到諸多因素限制，但是通過對其分子機(jī)制的研究，若能通過藥物聯(lián)合治療改善其治療指數(shù)(半數(shù)致死量/半數(shù)有效量)，降低其不良反應(yīng)，環(huán)孢素A極有可能應(yīng)用于臨床對AMI后MIRI的防治。由于mPTP在MIRI預(yù)防過程中的重要作用，越來越多的新型藥物被發(fā)現(xiàn)。例如Fancelli等[23]發(fā)現(xiàn)肉桂?；桨纷鳛樾碌膍PTP抑制劑，作用機(jī)制不同于抑制親環(huán)素D，但有更少的不良反應(yīng)和更好的療效。目前以環(huán)孢素A為對象的藥物研究也正成為一個熱點(diǎn)，相信隨著對環(huán)孢素A機(jī)制更深入的研究，會為預(yù)防AMI后MIRI提供更多新思路。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2017.14.043

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81170133，81470387)；湖北省科技支撐計劃項(xiàng)目(2015BKA340)。 作者簡介：黃緯凌(1991-)，住院醫(yī)師，碩士，主要從事冠心病基礎(chǔ)與臨床方面研究 。△

，E-mail：yangjun@ctgu.edu.cn。

R541.4

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1671-8348(2017)14-1994-03

2016-11-11

2017-01-16)