蒽環(huán)類藥物相關(guān)心臟毒性早期評(píng)價(jià)指標(biāo)研究進(jìn)展

孔亞茹，王麗紅

（承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，河北 承德）

0 引言

蒽環(huán)類藥物（Anthracycline）是臨床用于治療血液系統(tǒng)及各種實(shí)體惡性腫瘤的細(xì)胞毒性化學(xué)治療劑，而其化療期間導(dǎo)致的心臟毒性也是臨床上公認(rèn)的。近年來，很多證據(jù)均表明蒽環(huán)類藥物化療后心臟事件的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于腫瘤復(fù)發(fā)。并且蒽環(huán)類藥物相關(guān)心臟毒性（Anthracycline-induced cardiotoxicity，ACT）被認(rèn)為是從亞臨床心肌損傷開始，到早期無臨床癥狀的左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）的下降，從而發(fā)展成癥狀性心力衰竭的過程[1]。另外，使用蒽環(huán)類藥物并沒有絕對(duì)的安全閾值，首次使用便可能損傷心肌。因此，在蒽環(huán)類藥物化療過程中通過有效、特異的評(píng)估方法早期發(fā)現(xiàn)ACT發(fā)生的的高?；颊撸允欠乐笰CT產(chǎn)生嚴(yán)重不良后果的關(guān)鍵。

1 生物標(biāo)志物

1.1 心肌肌鈣蛋白（cTn）

cTn是涉及心肌收縮的三種調(diào)節(jié)蛋白的復(fù)合體[2]。據(jù)報(bào)道，血清cTn水平可以檢測(cè)不可逆的心肌細(xì)胞壞死，因此cTn對(duì)急性心肌梗死及心絞痛的具有診斷及評(píng)估預(yù)后的價(jià)值。2012年ESMO心血管毒性臨床實(shí)踐指南建議在基線、癌癥治療期間和之后進(jìn)行cTn檢測(cè)（證據(jù)水平III，B級(jí)）[3]。多項(xiàng)研究[4-5]對(duì)cTn在化療相關(guān)心臟毒性中的診斷及預(yù)測(cè)作用進(jìn)行了評(píng)估。Curigliano等[6]對(duì)204名接受高劑量化療藥物的患者進(jìn)行的一項(xiàng)研究中，結(jié)果表明32%的患者在LVEF下降前觀察到cTnI升高。而一項(xiàng)探討cTnT和NT-proBNP作為乳腺癌化療早期心臟毒性預(yù)測(cè)因子的研究中表明在心臟毒性事件發(fā)生時(shí)cTnT和NT-proBNP升高卻非常罕見[7]。因此，cTn對(duì)評(píng)估早期ACT的價(jià)值仍存在爭議。

1.2 腦鈉肽（BNP）

BNP主要由心室負(fù)荷和室壁張力的改變刺激心肌細(xì)胞產(chǎn)生，合成后可進(jìn)一步切割成無活動(dòng)的N端腦鈉肽前體(NT-proBNP)，兩者對(duì)心衰的診斷與預(yù)后具有很大價(jià)值[5]。相對(duì)BNP而言，NT-proBNP清除較慢、半衰期長且穩(wěn)定，受到的影響因素較少，在體內(nèi)的水平隨著心肌受損程度而增高，是一種監(jiān)測(cè)心臟功能較靈敏的指標(biāo)[4]。Terse等[8]用大鼠制造了2-脫氧-D-葡萄糖誘導(dǎo)產(chǎn)生的心臟毒性的模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在研究的第7、14和45天時(shí)NT-proBNP的血漿濃度以劑量依賴性方式顯著增加，與隨后的尸檢病理結(jié)果相一致。這表明了NT-proBNP對(duì)心臟毒性監(jiān)測(cè)的優(yōu)越性。然而，在臨床化療過程的采血時(shí)間及BNP的診斷界值均無統(tǒng)一定論，仍需深入研究。

1.3 髓過氧化物酶（MPO）

MPO是由多形核白細(xì)胞、單核細(xì)胞和某些組織的巨噬細(xì)胞分泌的一種酶，具有促動(dòng)脈粥樣硬化和促氧化作用，可進(jìn)一步引起脂質(zhì)過氧化、清除一氧化氮（NO）及抑制一氧化氮合酶（eNOS）[9]。近年來有研究也表明，MPO是應(yīng)用蒽環(huán)類藥物人群發(fā)生心臟功能障礙的潛在標(biāo)志物[10-11]。Ky等[12]在應(yīng)用蒽環(huán)類藥物化療的乳腺癌患者中研究了包括MPO和cTnI在內(nèi)的8種生物標(biāo)志物，分別檢測(cè)了基線水平及化療過程中每3個(gè)月的生物標(biāo)志物水平（共15個(gè)月），結(jié)果表明心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)增加與cTnI（P=0.02）和MPO（P=0.048）間期變化相關(guān)。更重要的是MPO和cTnI的組合監(jiān)測(cè)可以改善預(yù)測(cè)ACT的靈敏度和特異度。

1.4 精氨酸-NO 代謝產(chǎn)物

精氨酸在NOS的催化作用下產(chǎn)生的NO，是心血管穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。蒽環(huán)類藥物能與血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá)最多的eNOS的還原結(jié)構(gòu)域直接結(jié)合，生成半醌自由基團(tuán)，半醌自由基團(tuán)在O2存在下生成超氧陰離子及過氧化氫，[13]不僅增加了活性氧還形成，還使得NO生物利用度降低。NO生物利用度降低可導(dǎo)致DNA損傷、脂質(zhì)過氧化、心肌細(xì)胞凋亡、內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和心肌收縮力降低。另外，當(dāng)精氨酸向NO的轉(zhuǎn)化受損時(shí)，會(huì)合成替代代謝產(chǎn)物不對(duì)稱二甲基精氨酸（ADMA）等物質(zhì)，進(jìn)一步抑制NOS[14-15]。有研究表明ADMA水平升高是冠心病、心肌梗死和心力衰竭患者心血管死亡率的預(yù)測(cè)因子[15]。精氨酸-NO代謝途徑涉及多種心血管疾病狀態(tài)，F(xiàn)inkelman等[14]在應(yīng)用阿霉素治療乳腺癌患者的研究中顯示，在應(yīng)用蒽環(huán)類藥物2個(gè)月時(shí)ADMA水平變化與ACT相關(guān)，風(fēng)險(xiǎn)比為2.70。因此，在蒽環(huán)類藥物化療過程中，精氨酸-NO代謝產(chǎn)物的早期變化可能具有識(shí)別ACT的潛能。

1.5 其他

高敏C反應(yīng)蛋白（hsCRP）、白細(xì)胞介素-6、糖原磷酸化酶BB（GPBB）及NRG-1等指標(biāo)已被評(píng)估其在預(yù)測(cè)心臟毒性方面的效用[4,11,16]，但仍存在包括生物標(biāo)志物最佳測(cè)定時(shí)間、閾值等在內(nèi)的許多問題。因此，需進(jìn)一步驗(yàn)證這些生物標(biāo)志物與化療相關(guān)心臟毒性之間的相關(guān)性，并證明這些心臟毒性標(biāo)志物的早期預(yù)測(cè)價(jià)值。

2 物理檢查方法

2.1 心電圖（ECG）

ECG是臨床上發(fā)現(xiàn)心臟疾患的一種較為經(jīng)濟(jì)常的規(guī)檢測(cè)手段。ACT的常見ECG改變包括有ST-T改變、竇速、QT間期延長、室早和短暫性心房收縮[17]，該類表現(xiàn)一般出現(xiàn)較早。但是，ECG改變往往受多種因素的影響，且常為一過性表現(xiàn)，特異性較差。

2.2 心臟彩超

心臟彩超通常用于監(jiān)測(cè)心臟結(jié)構(gòu)域功能。當(dāng)心功能受損時(shí)可表現(xiàn)為LVEF下降、心室收縮與舒張功能障礙等，在臨床實(shí)踐中被廣泛使用[17]。目前大多數(shù)研究中化療相關(guān)心臟毒性診斷的關(guān)鍵步驟為與基線相比LVEF的降低。然而由于心室壁的強(qiáng)大儲(chǔ)備功能及心臟的代償能力，在化療期間無法檢測(cè)LVEF得小變化（<10%），對(duì)早期亞臨床心功能受損的檢測(cè)敏感性不高[4,18]。

二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)（2D-STE）是近年來用于評(píng)價(jià)亞臨床心肌功能異常的一項(xiàng)新興超聲技術(shù)。2D-STE能夠通過從縱向、圓周和徑向計(jì)算左心室每一節(jié)段的應(yīng)變，更早的檢測(cè)微小的心肌功能變化[18]。有研究表明，2D-STE測(cè)定的心臟整體縱向應(yīng)變（GLS）是評(píng)價(jià)左室應(yīng)變的常規(guī)指標(biāo)，可以在LVEF下降之前檢測(cè)到心肌損傷[3,19]。Arciniegas等[20]在應(yīng)用蒽環(huán)類聯(lián)合曲妥珠單抗治療的66名乳腺癌病例的研究中顯示，GLS測(cè)量結(jié)果的早期變化對(duì)化療后心臟毒性發(fā)生有預(yù)測(cè)作用(靈敏度100%，特異度73%，P＜0.001)。因此，相比普通心臟彩超，2D-STE可能對(duì)早期診斷ACT更有價(jià)值。

2.3 心臟磁共振成像（CMR）

CMR可以評(píng)估心室容量和功能變化，非侵入性識(shí)別心肌組織特征，發(fā)現(xiàn)早期心肌水腫、炎癥以、纖維化，因此在鑒定癌癥患者的早期和晚期心臟毒性中起重要作用[20]。一項(xiàng)應(yīng)用動(dòng)物造模的研究[1]中顯示，心肌T1圖像特別是細(xì)胞外心肌體積（ECV）與心肌纖維化程度強(qiáng)烈相關(guān)（r=0.979，P＜0.001），表明CMR作為檢測(cè)亞臨床心臟毒性的可行性。但因其較高的成本及患者自身因素，如安裝心臟起搏器、患有幽閉恐懼癥等限制了其廣泛使用[2,18]。

3 心肌活檢

心肌活檢是診斷ACT的金標(biāo)準(zhǔn)，可以在顯微鏡下直觀的觀察心肌線粒體的損傷、細(xì)胞質(zhì)空泡化、肌原纖維的損失等[2]，但該檢查方法對(duì)技術(shù)操作的要求極高并且屬于一項(xiàng)有創(chuàng)檢查，因此臨床不易普及應(yīng)用。

4 蒽環(huán)類藥物相關(guān)心臟毒性的遺傳易感性--基因多態(tài)性

在蒽環(huán)類藥物化療過程中，有些患者接受了極低劑量的蒽環(huán)類藥物就發(fā)生了心臟毒性并發(fā)癥[2,4,21]，而有些患者卻可以耐受高劑量的蒽環(huán)類藥物[21-23]?；颊邔?duì)蒽環(huán)類藥物產(chǎn)生的這種個(gè)體差異可能與遺傳變異有關(guān)。近年來，通過對(duì)蒽環(huán)類藥物基因組學(xué)的研究使得個(gè)體間基因差異作為ACT的預(yù)測(cè)因子越來越成為可能。理論上，參與蒽環(huán)類藥物吸收、分布、代謝及排泄等過程的相關(guān)基因的多態(tài)性均可影響ACT的發(fā)生與發(fā)展。目前，通過候選基因研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種遺傳多態(tài)性與ACT之間的關(guān)聯(lián)[24]。例如 RARG、CBR3、SLC28A3 、NCF4、RAC2、ABC、UGT1A6、CYBA等，其中45%的單核苷酸多態(tài)性（SNP）位于編碼轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因中，這表明穿過細(xì)胞膜的蒽環(huán)類藥物轉(zhuǎn)運(yùn)是通過幾種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白完成的。另外，有27%位于氧化應(yīng)激相關(guān)基因中，19%位于蒽環(huán)類藥物代謝酶中，9%位于參與DNA修復(fù)和復(fù)制的基因中[24]。但是，目前大多數(shù)研究都是在接受阿霉素或柔紅霉素的兒童中進(jìn)行的，因此這些遺傳標(biāo)記在成年人及其他蒽環(huán)類藥物中的可推廣性仍需進(jìn)一步研究。

Visscher等[25]在156名應(yīng)用蒽環(huán)類藥物治療的兒童中，對(duì)220個(gè)關(guān)鍵藥物生物轉(zhuǎn)化基因中的2977個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNP）進(jìn)行了研究。該項(xiàng)研究表明，膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白SLC28A3基因中的同義編碼變體rs7853758(L461L)與ACT高度相關(guān)（P=0.0071）。同一研究小組隨后在加拿大的188名兒童中也驗(yàn)證了該結(jié)果（P=0.0072）。但是遺憾的是該項(xiàng)研究并未證實(shí)ABCC2 rs8187694、CYBA rs4673、RAC2 rs13058338、NCF4 rs1883112及CBR3 rs1056892與ACT之間的關(guān)聯(lián)。這表明，對(duì)于成人與兒童患者，這些關(guān)聯(lián)可能存在差異。一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究[26]在RARG中發(fā)現(xiàn)了與兒童ACT的相關(guān)的非同義編碼變體（rs2229774，S427L）。該變體改變了RARG功能，使其不能像野生型RARG一樣有效地抑制導(dǎo)致ACT遺傳決定因子Top2b表達(dá)，從而增加了心臟毒性的發(fā)生。Aminkeng等[23]在減少ACT發(fā)生的基因檢測(cè)建議中也推薦對(duì)兒童期癌癥患者的SLC28A3（rs7853758，L461L）及RARG（rs2229774，S427L）變體進(jìn)行藥物基因組學(xué)檢測(cè)，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了UGT1A6*4（rs17863783，V209V）與兒童患者ACT發(fā)生的強(qiáng)烈相關(guān)性。UGT1A6是葡糖醛酸化途徑的酶，可將蒽環(huán)類藥物轉(zhuǎn)化成具有水溶性、可排泄的代謝物。葡萄糖醛酸氧化是發(fā)生在肝臟中的一種II期解毒途徑，其中葡萄糖醛酸與毒素結(jié)合，有效地解毒了大多數(shù)常用藥物[23]。葡萄糖醛酸氧化可能導(dǎo)致有毒的蒽環(huán)類代謝物在體內(nèi)積累，增加心臟毒性[27]。

另外一項(xiàng)研究[22]證實(shí)了CBR3的rs1056892與ACT的相關(guān)性。羰基還原酶（CBR）是一種單體胞質(zhì)酶，催化阿霉素還原為毒性醇代謝物。這些代謝物在心肌細(xì)胞中形成儲(chǔ)存庫，并通過抑制Ca2+和Na+/K+泵的活性而損害心肌收縮力。CBR3的功能多態(tài)性調(diào)控著蒽環(huán)醇代謝產(chǎn)物的合成，其中CBR3 V244（G等位基因）催化阿霉素的合成速度是CBR3 M244（A等位基因）的2.6倍[28]，可產(chǎn)生更多的醇代謝物。在應(yīng)用蒽環(huán)類藥物的兒童癌癥中發(fā)現(xiàn)rs1056892純合野生型G等位基因與ACT風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)[23,28]。而之前報(bào)道過與ACT相關(guān)的RAC2、NCF4和SLC28A3在該項(xiàng)研究中并未得到證實(shí)[22,29]。

5 小結(jié)

醫(yī)療技術(shù)目前日新月異，早期發(fā)現(xiàn)并及時(shí)治療已經(jīng)使癌癥轉(zhuǎn)變成一種可以“治愈”的慢性疾病。從長遠(yuǎn)來看，化療相關(guān)心臟損傷的死亡風(fēng)險(xiǎn)超過了許多腫瘤本身的死亡風(fēng)險(xiǎn)?；熎陂g的心功能監(jiān)測(cè)是早期發(fā)現(xiàn)ACT的重要步驟，由于缺乏在化療過程早期識(shí)別心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的檢查方法，心臟事件正在逐漸成為嚴(yán)重影響癌癥患者生存期及遠(yuǎn)期生存質(zhì)量的重要因素。因此，仍需積極的尋找早期、敏感及特異的ACT監(jiān)測(cè)方法，為及時(shí)的診斷及個(gè)體化治療提供依據(jù)，從而改善癌癥患者的臨床結(jié)局。