改善肺動(dòng)脈高壓中肺血管重構(gòu)治療策略的研究進(jìn)展

蓋祥云，趙恩麒，何彥峰，李占強(qiáng)，趙悅孚，王金宇，李豐潤

(1.青海民族大學(xué)藥學(xué)院，2.青海省青藏高原植物化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810007；3.青海大學(xué)高原醫(yī)學(xué)研究中心，青海 西寧 810001)

肺動(dòng)脈高壓(pulmonary hypertension，PH)是一種以不可逆的肺血管重構(gòu)(pulmonary vascular remodeling，PVR)和肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(pulmonary artery smooth muscle cells，PASMCs)功能障礙為特征的肺血管疾病，以肺血管阻力進(jìn)行性升高為主要特征，最終導(dǎo)致右心衰竭和過早死亡[1]。現(xiàn)有的治療藥物主要是通過影響一氧化氮、內(nèi)皮素和前列環(huán)素通路調(diào)節(jié)血管張力的介質(zhì)失衡，改善肺血管收縮，提高患者生活質(zhì)量、延緩疾病進(jìn)展[2]，但是除了肺移植外，對(duì)PH仍無根本治愈方法[3]。除了肺血管收縮，血管細(xì)胞異常增殖和凋亡抵抗導(dǎo)致的PVR，也是肺血管阻力升高及右心衰竭的重要原因[2]。因此，目前的研究重點(diǎn)是闡明PVR的分子機(jī)制，找到新的藥物作用靶點(diǎn)，研發(fā)能夠有效逆轉(zhuǎn)PVR的藥物。

本文著眼于PH發(fā)生發(fā)展過程中關(guān)鍵的病理機(jī)制，肺血管重構(gòu)，就近年來藥物改善PVR的相關(guān)研究做一綜述。全文共分為4個(gè)主要部分：PH與PVR；化學(xué)藥物改善PVR研究進(jìn)展；中藥改善PVR研究進(jìn)展；新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)。

1 肺動(dòng)脈高壓與肺血管重構(gòu)

PH可能源于特發(fā)性或遺傳性病因，但也可能由某些藥物和/或毒素引起，或與其他疾病如艾滋病毒、結(jié)締組織病或先天性心臟病有關(guān)。盡管在過去15年，患病率一直在上升，但是PH被認(rèn)為是一種罕見病。雖然罕見，但PH的致殘率和致死率一直很高，預(yù)后仍然比許多癌癥更差，3年生存率為68%～70%[4]。PH通常早期難以發(fā)現(xiàn)，直到后期出現(xiàn)呼吸困難、疲勞、下肢水腫和發(fā)紺等多種癥狀，才會(huì)被治療。

PH的特征是持續(xù)的肺血管收縮，小阻力肺動(dòng)脈和小動(dòng)脈的內(nèi)皮和中膜平滑肌層增厚導(dǎo)致的血管漸進(jìn)性閉塞以及血管增生型叢狀病變的形成[5]。在健康成人中，分化的可收縮PASMCs通常表現(xiàn)出非常低的合成和增殖活性，在缺氧、血管損傷等刺激下，PASMCs表型轉(zhuǎn)化為去分化表型，具有較高的增殖、遷移和蛋白合成速率，并伴有細(xì)胞凋亡抗性[1]。應(yīng)用藥物等干預(yù)手段預(yù)防和改善PVR是延緩病程、延長患者生存期、降低死亡率的有效手段。

2 化學(xué)藥物改善肺血管重構(gòu)

2.1 成熟藥物的改造和新用途開發(fā)西地那非是一種磷酸二酯酶5抑制劑，是作用于一氧化氮途徑的治療方法，可以改善PH的血流動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)能力。雖然傳統(tǒng)的西地那非制劑能夠擴(kuò)張血管，但是在PH的進(jìn)展過程中，PVR卻沒有得到改善[6]。氯硝柳胺或者氯硝柳胺和西地那非聯(lián)合治療可改善野百合堿誘導(dǎo)的PH大鼠血管功能，減輕PVR[7]。

臨床研究證實(shí)了PH患者肺組織糖酵解過程上調(diào)，肺血管重塑過程中，PASMCs中葡萄糖攝取增加，導(dǎo)致葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體-1(glucose transport-1，GLUT-1)被激活。Li等[8]證實(shí)在野百合堿誘導(dǎo)的PH模型中，PASMCs中GLUT-1過表達(dá)，同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖醛酸(GlcA)修飾脂質(zhì)體(GlcA-lips)通過靶向GLUT-1，改善了西地那非對(duì)異常增殖的PASMCs的輸送，從而改善了野百合堿誘導(dǎo)的PH模型中的PVR。

羅格列酮是一種過氧化物酶體增殖物激活受體γ激動(dòng)劑，可以抑制PVR、阻止PH病程進(jìn)展。Rashid等[9]開發(fā)了一種新的聯(lián)合療法——基于乳酸-羥基乙酸(PLGA)共聚物為載體的長效可吸入的西地那非和羅格列酮顆粒物，與經(jīng)肺或口服單藥或雙藥聯(lián)合給藥的普通藥物相比，PLGA顆粒藥物雖然給藥間隔較長，但能更有效地降低平均肺動(dòng)脈壓(mean pulmonary artery pressure，mPAP)，而不影響平均體壓，同時(shí)能夠改善心功能、減慢右心重塑、減少肺動(dòng)脈肌化。

Huang等[10]研究發(fā)現(xiàn)阿司匹林作為一個(gè)臨床上廣泛使用的藥物，能夠改善低氧誘導(dǎo)PH大鼠的PVR，其可能機(jī)制是阿司匹林通過抑制缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α)/轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)/Smads/Snail信號(hào)通路，抑制了內(nèi)皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)化。

2.2 新的小分子化合物Wnt/β-catenin信號(hào)通路通過加速損傷后愈合，在維持肺血管穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用，與PH的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。該途徑的異常激活抑制了β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中的降解，使β-catenin在細(xì)胞質(zhì)中積累，然后轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中與TCF/LEF結(jié)合，促進(jìn)下游基因的表達(dá)，這最終加速了PASMCs的增殖，誘導(dǎo)PH的發(fā)生發(fā)展。TCF4是人類TCF/LEF家族中重要的轉(zhuǎn)錄因子，也被稱為轉(zhuǎn)錄因子7樣蛋白2 (TCF7L2)。LF3是含有硫脲和磺酰胺基團(tuán)的小分子，能夠直接結(jié)合在β-catenin的中心重復(fù)序列上，抑制β-catenin/TCF4相互作用。Lei等[11]采用左肺葉全切除術(shù)建立PH動(dòng)物模型，研究發(fā)現(xiàn)，LF3能夠抑制PASMCs的遷移和增殖，并促進(jìn)其凋亡，從而改善PVR。

Hu等[12]認(rèn)為，如果小分子化合物能夠通過可溶性鳥苷酸環(huán)化酶刺激血管舒張，同時(shí)通過腺苷單磷酸激活蛋白激酶(AMPK)抑制血管重構(gòu)，發(fā)揮雙重途徑調(diào)節(jié)作用防治PH，會(huì)較單一途徑作用的藥物提供更多的優(yōu)勢(shì)和潛力。他們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一系列吡唑并吡啶類物質(zhì)，其中的2-(3-甲基-6-((2-甲基芐基)氧基)-1-苯基-1H-吡唑并[3，4-b]吡啶-5-基)嘧啶-4，6-二胺(化合物2)在體外研究中表現(xiàn)出適度的血管舒張活性和較好的增殖、遷移抑制作用，體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)它能夠有效降低右心室收縮壓，改善肺動(dòng)脈中膜增厚和右心室肥厚。

四(4-羧基苯基)卟啉氯化錳(Ⅲ) (MnTBAP)，一種具有抗氧化和抗炎作用的合成金屬卟啉，已被證明能抑制人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中骨形成蛋白2型受體(bone morphogenetic protein type 2 receptor，BMPR2)的轉(zhuǎn)移。此外，MnTBAP對(duì)博萊霉素誘導(dǎo)的肺纖維化、角叉菜膠誘導(dǎo)的胸膜炎、肺挫傷、腎纖維化和腎損傷均有保護(hù)作用。Gomez-Puerto等[13]研究發(fā)現(xiàn)，MnTBAP能夠通過阻斷自噬增加人肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的BMPR2蛋白表達(dá)，同時(shí)也上調(diào)了PH患者肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中的BMPR2水平。體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，利用Sugen5416(SU5416)血管內(nèi)皮生長因子受體蛋白酪氨酸激酶抑制劑和低氧誘導(dǎo)大鼠PH模型，MnTBAP能夠通過逆轉(zhuǎn)肺血管(內(nèi)膜和中膜)重構(gòu)降低PH大鼠的右心室后負(fù)荷、改善右心室功能、逆轉(zhuǎn)右心室肥大[13]。

3 中藥改善肺血管重構(gòu)

中醫(yī)認(rèn)為PH屬于“肺脹”范疇，與“喘證”“痰飲”等多種病理因素相關(guān)。中藥治療PH及肺源性心臟病的研究取得了諸多成果，主要包括中藥提取物、中藥制劑及復(fù)方和中藥單體。

3.1 中藥提取物、中藥制劑及復(fù)方芪藶強(qiáng)心膠囊由11味中草藥(君藥黃芪、附子，臣藥丹參、人參、葶藶子，佐藥紅花、陳皮、澤瀉、香加皮、玉竹和使藥桂枝)提煉而成，在治療慢性左心衰竭方面顯示了卓越的療效。許瑩等[14]研究了中藥芪藶強(qiáng)心膠囊對(duì)野百合堿誘導(dǎo)的大鼠PH致右心衰的治療作用，發(fā)現(xiàn)中藥芪藶強(qiáng)心可降低PH大鼠的右心室收縮壓、抑制肺動(dòng)脈重構(gòu)，同時(shí)受試藥物也能夠改善PH大鼠右心的凋亡和纖維化程度、改善心室重構(gòu)。

復(fù)方葶藶子湯由葶藶子、水蛭、黃芩、矮地茶、桂枝、茯苓、白術(shù)、干地龍、甘草組成。謝蕾等利用常壓低氧的方法建立低氧性PH大鼠模型，復(fù)方葶藶子湯灌胃，結(jié)果表明復(fù)方葶藶子湯能夠降低PH大鼠的平均肺動(dòng)脈壓、改善PVR[15]。

紅景天在青海和西藏民間醫(yī)學(xué)中使用時(shí)間很長，臨床證明有預(yù)防高原病的作用。研究證明唐古特紅景天95%乙醇提取物具有舒張大鼠離體肺小血管的作用。進(jìn)一步篩選發(fā)現(xiàn)，唐古特紅景天95%乙醇提取物的70%乙醇洗脫餾份是舒張血管作用的主要活性部位(ACRT)。Nan等[16]利用低壓氧艙模擬海拔4 500 m建立低氧性PH模型，研究結(jié)果表明ACRT可降低PH大鼠的平均肺動(dòng)脈壓和右心肥大指數(shù)，緩解慢性缺氧誘導(dǎo)的PVR。

3.2 中藥單體丹參酸B鎂是甘西鼠尾草水提物中的主要成分，Wang等[17]建立低壓低氧誘導(dǎo)的PH大鼠模型，研究發(fā)現(xiàn)丹參酸B鎂能夠下調(diào)HIF-1α、核因子-κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)、增殖細(xì)胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)、細(xì)胞周期依賴性蛋白激酶4(cyclin dependent kinase 4，CDK4)和細(xì)胞周期蛋白D1(CyclinD1)的表達(dá)，并抑制Ras同源基因家族蛋白A(Ras homologous gene family protein A，RhoA)/Rho相關(guān)蛋白激酶(Rho-associated coiled-coil containing kinase，ROCK)信號(hào)途徑的激活，最終抑制肺小血管重構(gòu)，降低PH大鼠的mPAP和右心肥大指數(shù)。

黃芪甲苷是一種從黃芪中純化的小分子皂苷，以往的研究發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷對(duì)心血管疾病和肺纖維化具有保護(hù)作用。Jin等[18]利用野百合堿建立PH大鼠模型，低氧(2% O2+5% CO2)處理人PASMCs誘導(dǎo)細(xì)胞增殖，研究發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷(10、30 mg·kg-1)均能夠降低大鼠的mPAP、改善PVR和右心室肥厚，這些作用是通過改善炎癥反應(yīng)、肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、PASMCs增殖及抗凋亡實(shí)現(xiàn)的。

二氫青蒿素(dihydroartemisinin，DHA)是一種用于治療瘧疾的青蒿素衍生物，能夠抑制纖維化、血管新生和腫瘤細(xì)胞增殖。Tang等[19]建立野百合堿誘導(dǎo)的PH大鼠模型，50或100 mg·kg-1DHA可顯著降低PH大鼠的mPAP、右心室橫徑、肺動(dòng)脈中膜厚度，同時(shí)能夠以濃度依賴的方式抑制PASMCs增殖和遷移。DHA可能是一種潛在的PH治療候選藥物，可能通過抑制PVR來改善實(shí)驗(yàn)性PH。

西蘭花中的生物活性分子之一，蘿卜硫素(sulforaphane，SFN)，是一種異硫氰酸酯和強(qiáng)效轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2)激活劑，已被證明可以激活與Nrf2活性相關(guān)的抗炎途徑，對(duì)糖尿病心肌病中左心室具有保護(hù)作用，同時(shí)有改善肺纖維化的作用。Kang等[20]利用SU5416聯(lián)合缺氧4周建立成年雄性小鼠的PH模型，SFN能夠預(yù)防小鼠的右心室功能障礙和重構(gòu)，減少右心室的炎癥和纖維化，同時(shí)也改善了PH小鼠的PVR、炎癥和肺纖維化。

芒柄花黃素(formononetin，F(xiàn)MN)是從傳統(tǒng)中草藥紅三葉中提取的一種活性異黃酮，已被廣泛用于治療心血管疾病。FMN能夠抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、促進(jìn)其凋亡，對(duì)人前列腺癌細(xì)胞和鼻咽癌細(xì)胞顯示了較強(qiáng)的抗腫瘤活性。Cai等[21]研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)MN可顯著降低野百合堿誘導(dǎo)的PH大鼠的右心室收縮壓，改善右心室肥厚和PVR，并且能下調(diào)大鼠PCNA和α平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)，F(xiàn)MN處理的PH大鼠肺組織中活化的Caspase-3的表達(dá)和Bax/Bcl-2的比例顯著上調(diào)，而AKT和ERK的磷酸化水平顯著降低，這表明FMN能夠通過改善PVR對(duì)野百合堿誘導(dǎo)的PH產(chǎn)生保護(hù)作用。

木犀草素是一種天然黃酮類化合物，具有抗炎、抗過敏、抗腫瘤、抗菌、抗病毒等多種藥理活性。研究表明木犀草素能阻滯細(xì)胞周期，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，減少腫瘤細(xì)胞遷移。Zuo等[22]通過研究探討了木犀草素對(duì)野百合堿誘導(dǎo)的大鼠PH的影響及其機(jī)制。發(fā)現(xiàn)木犀草素可改善PVR和右心室肥厚，同時(shí)，木犀草素可抑制血小板衍生生長因子-BB誘導(dǎo)的PASMCs的增殖和遷移，且呈濃度依賴性。

松果菊苷是苯乙醇苷類化合物，來源于肉蓯蓉、短管兔耳草等中藏藥，Gai等[23]研究發(fā)現(xiàn)，松果菊苷不僅能夠抑制去甲腎上腺素誘導(dǎo)的肺動(dòng)脈收縮，而且可以抑制低氧誘導(dǎo)的PASMCs的異常增殖，體內(nèi)研究進(jìn)一步證明，松果菊苷能夠改善肺動(dòng)脈功能和PVR，降低低氧誘導(dǎo)的PH大鼠的mPAP、右心肥大指數(shù)、血紅蛋白含量和紅細(xì)胞壓積。

4 新靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)

YAP (Yes-associated protein，YAP)是Hippo信號(hào)通路的主要下游效應(yīng)因子，已被證實(shí)在調(diào)控細(xì)胞增殖和分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用，大量研究表明，Hippo-YAP通路在PVR和PH的發(fā)展中發(fā)揮重要作用[24]。轉(zhuǎn)錄輔助因子退變樣蛋白4(vestigial-like family member 4，VGLL4)是Hippo通路的新成員，已被證明是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中YAP的有效抑制劑。Tian等[25]建立慢性常壓低氧誘導(dǎo)的小鼠PH模型，發(fā)現(xiàn)常壓低氧能夠誘導(dǎo)sirt1介導(dǎo)的VGLL4組蛋白乙?；鸬腣GLL4的上調(diào)，隨后激活轉(zhuǎn)錄激活因子3(activator of transcription 3，STAT3)通路，導(dǎo)致PASMCs增殖增加、凋亡減少，從而促進(jìn)了PVR和PH的發(fā)展，相反，VGLL4乙?；慕K止逆轉(zhuǎn)了慢性常壓低氧誘導(dǎo)的PH，VGLL4的藥理學(xué)或基因缺失可能成為PH治療的潛在靶點(diǎn)。

Wang等[26]研究證明hsa_circ_0002062與hsa-miR-942-5P結(jié)合，抑制hsa-miR-942-5P活性，導(dǎo)致hsa-miR-942-5P靶點(diǎn)CDK6表達(dá)增加，而CDK6可以調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，促進(jìn)細(xì)胞增殖。因此，hsa_circ_0002062的下調(diào)被認(rèn)為是一個(gè)潛在的PH治療靶點(diǎn)。

在PH的發(fā)生發(fā)展過程中，PASMCs從收縮或靜止表型向增殖或合成表型脫分化，導(dǎo)致PASMCs的增殖和遷移增加，從而介導(dǎo)了PVR。在PH中，PASMCs胞質(zhì)游離Ca2+濃度的升高不僅是PASMCs收縮和肺血管收縮的觸發(fā)因素，也是PASMCs增殖/遷移和PVR的關(guān)鍵刺激因素。鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器(Calcium homeostasis modulators，CALHM)是質(zhì)膜中離子(陽離子和陰離子)通道和ATP通道的一個(gè)家族，包括了CALHM1和CALHM2，對(duì)膜電壓和細(xì)胞外Ca2+水平敏感。Rodriguez等[27]的研究表明，在PH的發(fā)生發(fā)展過程中，CALHM1/2上調(diào)增加了PASMCs的Ca2+內(nèi)流，參與了細(xì)胞收縮-增殖的表型轉(zhuǎn)換。因此，鈣穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器可能成為開發(fā)PH新療法的潛在靶點(diǎn)。

如同癌細(xì)胞，PASMCs經(jīng)歷了許多正常細(xì)胞所不經(jīng)歷的細(xì)胞應(yīng)激，比如DNA損傷應(yīng)激、代謝應(yīng)激、氧化應(yīng)激等，促使PASMCs產(chǎn)生細(xì)胞保護(hù)反應(yīng)。熱休克蛋白90 (heat shock protein 90，HSP90)是一種大量表達(dá)的胞質(zhì)伴侶蛋白，參與蛋白質(zhì)的折疊和穩(wěn)定性，與應(yīng)激條件下的細(xì)胞惡性生長和增殖直接相關(guān)。HSP90除了在腫瘤細(xì)胞胞質(zhì)中高表達(dá)外，在線粒體中也有高表達(dá)，而在正常細(xì)胞中則沒有[28]。Boucherat等[28]研究發(fā)現(xiàn)，PASMCs線粒體HSP90的積累是PH的一個(gè)特征，是線粒體穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，有助于PVR。

已有研究表明PH發(fā)生發(fā)展過程中，線粒體代謝異常，糖酵解轉(zhuǎn)變與PH的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，這種代謝轉(zhuǎn)變被稱為瓦伯格效應(yīng)，有利于通過糖酵解和乳酸形成產(chǎn)生ATP。6-磷酸果糖-2-激酶3(PFKFB3)表達(dá)增強(qiáng)導(dǎo)致糖酵解通量增加。近年來的研究表明PFKFB3在細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期進(jìn)展和細(xì)胞凋亡等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[29]。Kovacs等[29]的研究表明，PFKFB3上調(diào)介導(dǎo)PASMCs的膠原合成和增殖，促進(jìn)PH的PVR。其機(jī)制是通過促進(jìn)糖酵解和乳酸的升高誘導(dǎo)ERK1/2依賴的鈣蛋白酶-2磷酸化激活鈣蛋白酶。

煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶(nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT)已經(jīng)被證明是由煙酰胺合成的哺乳動(dòng)物NAD生物合成途徑的限速酶。NAMPT活性與應(yīng)激反應(yīng)的細(xì)胞適應(yīng)過程(抵抗衰老，凋亡和細(xì)胞增殖的增加以及細(xì)胞氧化還原狀態(tài)的調(diào)節(jié))有關(guān)。在血管細(xì)胞中，NAMPT促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞存活和血管生成活性以及平滑肌細(xì)胞存活。Chen等[30]研究發(fā)現(xiàn)，PH患者的肺和肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞以及PH動(dòng)物模型中NAMPT的mRNA、蛋白和血漿水平均升高，抑制NAMPT活性可改善野百合堿和“Sugen缺氧”誘導(dǎo)的大鼠PH。提示NAMPT促進(jìn)了PVR，有助于PH的病理生物學(xué)，NAMPT將是一種新的潛在的PH治療靶點(diǎn)。

5 總結(jié)與展望

已應(yīng)用的藥物主要通過擴(kuò)張肺血管發(fā)揮作用、改善患者癥狀，并不能從根本上治療PH，患者預(yù)后仍然很差。因此，闡明PVR的網(wǎng)絡(luò)分子機(jī)制，找到關(guān)鍵靶點(diǎn)，利用藥物有效改善PVR，是治療PH、降低死亡率的關(guān)鍵所在。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)了一些新的小分子化合物，也得到了一些天然產(chǎn)物的有效成分，中醫(yī)中藥中也潛藏著一些傳統(tǒng)的復(fù)方制劑。能夠改善肺血管收縮，同時(shí)逆轉(zhuǎn)PVR的藥物，將會(huì)是PH患者的福音。對(duì)成熟藥物的劑型改造及聯(lián)合用藥方案，也將會(huì)給PH的治療帶來新的希望。