RhoA/ROCK通路在肺動脈高壓中的作用及抑制劑的臨床研究進展

吳珊珊 劉平先 綜述 劉斌 審校

(1.西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院兒科，四川瀘州646000；2.四川大學生物治療國家重點實驗室，四川成都610000)

RhoA/ROCK通路在肺動脈高壓(pulmonary arterial hypertension,PAH)發(fā)病機制中起著重要作用，RhoA/ROCK通路抑制劑可能成為治療PAH的新興藥物[1]。Rho家族蛋白在真核生物組織中普遍存在，具有烏苷三磷酸酶(GTP)活性，在信號通路中發(fā)揮分子開關的作用，被稱為Rho GTP酶[2]。RhoA是Rho家族蛋白中典型的成員，ROCK是RhoA的下游效應分子，包括 ROCK1和ROCK2兩種亞型。該通路作用廣泛，可影響細胞的收縮、增殖、遷移等多種生物學行為，參與PAH的發(fā)病過程[3]?，F綜述RhoA/ROCK信號通路在PAH病變中的分子機制，總結該通路抑制劑的臨床研究進展。

1 RhoA/ROCK信號通路在PAH發(fā)病機制中的作用

PAH是心血管領域的難治性疾病，其病理生理特點主要為：肺血管收縮、肺血管重構、原位血栓生成、炎癥反應等。研究發(fā)現，在PAH患者及多種PAH疾病動物模型體內[4-5]，RhoA/ROCK信號通路表達明顯上調，該通路參與PAH的整個病理生理過程。

1.1 RhoA/ROCK信號通路與肺血管收縮

肺血管收縮在PAH發(fā)生的早期起著主要作用。在各種病因刺激下，內皮功能紊亂，致血管收縮與舒張平衡失調，造成血管收縮。血管中膜平滑肌細胞是血管收縮的執(zhí)行者，其收縮機制包括鈣調節(jié)機制、鈣敏化機制以及微絲骨架重排等機制[6-8]。

研究發(fā)現，RhoA/ROCK 信號通路主要調節(jié)鈣敏化機制，通過抑制肌球蛋白磷酸化酶，調節(jié)肌球蛋白輕鏈的磷酸化水平，參與平滑肌細胞的收縮過程或者直接磷酸化肌球蛋白輕鏈介導平滑肌細胞收縮[9]。也有研究認為 ROCK的激活可調節(jié)收縮蛋白對Ca2+的敏感性,從而介導多種血管平滑肌的痙攣性收縮[10-11]。此外，NO是血管舒張的重要調節(jié)因子，RhoA/ROCK信號通路的激活,將抑制內皮性一氧化氮合酶的穩(wěn)定性，減少NO的合成及破壞NO的生物利用度，進而促使肺血管收縮[12]。

1.2 RhoA/ROCK的信號通路與肺血管重構

PAH發(fā)病過程中肺動脈出現以中膜平滑肌細胞異常增殖為中心環(huán)節(jié)的重構現象，RhoA/ROCK信號通路參與其中。研究發(fā)現低氧、5-羥色胺、血管緊張素Ⅱ和凝血酶等各種致病因素介導的血管平滑肌細胞增殖過程中，RhoA/ROCK信號通路均被激活[13]。Guilluy等[14]研究發(fā)現，5-羥色胺的表達上調促進谷氨酰胺轉胺酶介導的轉酰氨基作用，從而激活RhoA/ROCK信號通路，促進平滑肌細胞的增殖。

研究認為RhoA/ROCK信號通路可能通過以下機制調節(jié)平滑肌細胞的增殖：(1)上調基質金屬酶2的合成與分泌，破壞細胞外基質降解平衡，從而釋放數種生長因子促使平滑肌細胞增殖[15]。(2)該通路的活化影響細胞外調節(jié)蛋白激酶-絲裂原活化蛋白激酶通路核轉移，促使平滑肌細胞增殖相關基因的轉錄與表達[16]。(3)RhoA/ROCK信號通路可調節(jié)細胞骨架的構象，促使平滑肌細胞的表型轉換，這可能也是影響平滑肌細胞增殖的潛在機制。

研究發(fā)現，野百合堿及低氧誘導的大鼠PAH模型中，ROCK抑制劑法舒地爾可特異性地抑制ROCK的活性，并下調α-SMA基因的表達，從而抑制肺動脈平滑肌的增殖，遏制肺血管的重構，抑制新生毛細血管形成，改善肺動脈壓力[17-18]。

1.3 RhoA/ROCK信號通路與炎癥反應和凝血過程

RhoA/ROCK信號通路的激活可促進各種促炎性分子的釋放，如白介素-6(IL-6)、單核細胞趨化蛋白-1、巨噬細胞移動抑制因子、γ干擾素等[19]。這些炎癥因子的釋放可能參與了PAH的形成并在一定程度上影響PAH的病程。同時，該通路還可以促進纖溶酶原激活物抑制劑-1及組織凝血酶等血小板激活因子的釋放，導致原位血栓的形成[19]，引起血管管腔的狹窄并可能進一步加重PAH，但尚缺乏直接的實驗證據，還需進一步研究。

2 RhoA/ROCK信號通路抑制劑治療PAH的臨床研究進展

針對該信號通路主要有法舒地爾、Y-27632，但目前僅法舒地爾被應用到PAH的臨床研究中[13]。法舒地爾通過特異性地干預Rho激酶，抑制RhoA/ROCK信號通路介導的一系列病理生理過程，達到抑制鈣敏化效應、舒張血管、抑制平滑肌細胞增殖、抑制炎癥反應等效應，進而延緩PAH的進程。根據國內外臨床研究，法舒地爾治療PAH的有效性及安全性已得到初步證實。

2.1 短期臨床效應

短期臨床反應研究中，法舒地爾可明顯改善PAH患者血流動力學指標。在2005年由Fukumoto等[20]的研究中，給予9例嚴重PAH患者基礎治療上加載靜脈滴注30 mg法舒地爾30 min，使用Swan-Ganz導管連續(xù)監(jiān)測平均肺動脈壓(mPAP)、心排血指數、肺血管阻力(PVR)，結果PAH患者急性效應明顯，30～60 min內mPAP降低，心排血指數增加，PVR降低，未見全身性低血壓反應。Ishikura等[21]于2006年進一步探討了法舒地爾的短期臨床反應，研究包括8例確診PAH患者(5例特發(fā)性PAH，3例血管疾病相關PAH)，在不給予其他擴血管藥物治療的情況下，給予了與Fukumoto等研究中使用的相同的劑量和療程的法舒地爾，獲得了類似的結論，法舒地爾短期內能改善mPAP和全肺阻力(TPR)，且TPR與全身血管阻力(SVR)的比值稍有降低。另外，Jiang等[22]的臨床隨機對照試驗中，給予50例PAH患者，包含29例特發(fā)性PAH、18例結締組織相關PAH、3例先天性心臟病相關性PAH(CHD-PAH)，給予霧化吸入和靜脈滴注法舒地爾，研究表明靜脈滴注與霧化吸入法舒地爾都能在短期內改善患者的血流動力學，并且認為法舒地爾對肺血管床的選擇性，表明它能在危重住院的PAH患者的管理中發(fā)揮作用。另外，在2010年Fujita等[23]的研究中，給予15例PAH患者(包含5例特發(fā)性PAH、6例結締組織相關性PAH、3例CHD-PAH及1例肝病相關性PAH)，吸入法舒地爾(30 mg，10 min),結果也表明吸入法舒地爾也可明顯降低mPAP及肺全身血管阻力比值。

2.2 中期臨床效應

中期臨床的安全性和有效性研究中，一個Ⅱa期臨床隨機、雙盲安慰劑對照試驗結果表明[24]，口服法舒地爾3個月組(包含2例特發(fā)性PAH、5例結締組織相關PAH、4例CHD-PAH)與安慰劑組相比，法舒地爾能明顯改善患者血流動力學，其中心排血指數改善尤為明顯，而且無低血壓和慢心率反應，但在此實驗中運動耐量無明顯變化。陸國臣等[25]將69例PAH患者(研究者未給出PAH患者分型)隨機分入常規(guī)治療對照組、法舒地爾聯合常規(guī)治療組(靜脈滴注60 mg鹽酸法舒地爾溶液，每日1次，連續(xù)14 d),治療結束后法舒地爾組動脈血氧分壓、動脈血氧飽和度、臨床癥狀改善情況均優(yōu)于對照組，表明法舒地爾能緩解肺動脈的痙攣，改善PAH。

2.3 先天性心臟病相關PAH

不同類型的PAH對于法舒地爾臨床反應可能有所差別，目前尚不明確。目前針對法舒地爾治療PAH各亞型研究中，多涉及CHD-PAH。CHD-PAH嚴重影響先天性心臟病患者的生存率及生活質量，既往研究表明內皮素受體拮抗劑、前列環(huán)素抑制劑等PAH靶向藥物可降低CHD-PAH患者的血流動力學效應，改善患者的活動耐量[26]。在法舒地爾治療先天性心臟病相關PAH的短期臨床療效探究中[27]，患者全身動脈壓減少，PVR/SVR比值呈下降趨勢，法舒地爾選擇作用于肺血管，全身血管舒張不明顯。Xiao等[28]報告，先天性心臟病相關PAH患者，靜脈使用該藥可明顯降低mPAP、PVR、TPR及平均肺/體循環(huán)壓力比值，與前述急性期研究結論基本一致，認為法舒地爾對于先天性心臟病相關PAH患者是有益的；該研究將先天性心臟病按照三尖瓣前分流和三尖瓣后分流進行分類，兩類患者的法舒地爾治療不盡相同，研究者分析認為由于前三尖瓣和后三尖瓣分流疾病演化致PAH的病程和機制有所不同，導致了治療效應的不同?？傊?，目前認為在先天性心臟病伴有輕、中度PAH患者中，應用Rho激酶拮抗劑法舒地爾可改善患者的血流動力學指標，該藥對于無法手術治療的先天性心臟病相關PAH患者可能是一個有用的藥物。

2.4 聯合給藥

在聯合用藥方面，由于該途徑作為新型靶向治療PAH的途徑[13]，不同于以往治療PAH的靶向藥物三條經典治療途徑(內皮素途徑、前列環(huán)素、NO途徑)，現有動物實驗研究表明RhoA/ROCK信號通路抑制劑與其他經典藥物聯合治療對難治性PAH有巨大前景[17]，并且王鑫等[29]研究表明法舒地爾聯合依那普利可明顯改善慢性阻塞性肺疾病合并PAH患者的肺功能、Tei 指數和相關生物學指標，明顯提高慢性阻塞性肺疾病合并PAH的臨床有效率；目前尚無相關臨床研究表明聯合用藥的優(yōu)劣。

3 總結與展望

RhoA/ROCK信號通路參與了PAH的整個病理生理學過程，特異性抑制該通路可有效抑制PAH病程的進展。RhoA/ROCK信號通路抑制劑法舒地爾已表現出明顯的治療PAH的潛力，但仍需開展更多高質量的研究予以驗證，并關注其長期療效，探討對不同類型PAH患者的療效，進一步研究聯合給藥的優(yōu)劣。