RhoA/ROCK通路在肺动脉高压中的作用及抑制剂的临床研究进展

2018-02-13吴珊珊刘平先综述刘斌审校

心血管病学进展 2018年6期

吴珊珊刘平先综述刘斌审校

(1.西南医科大学附属医院儿科，四川泸州646000；2.四川大学生物治疗国家重点实验室，四川成都610000)

RhoA/ROCK通路在肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)发病机制中起着重要作用，RhoA/ROCK通路抑制剂可能成为治疗PAH的新兴药物[1]。Rho家族蛋白在真核生物组织中普遍存在，具有乌苷三磷酸酶(GTP)活性，在信号通路中发挥分子开关的作用，被称为Rho GTP酶[2]。RhoA是Rho家族蛋白中典型的成员，ROCK是RhoA的下游效应分子，包括 ROCK1和ROCK2两种亚型。该通路作用广泛，可影响细胞的收缩、增殖、迁移等多种生物学行为，参与PAH的发病过程[3]。现综述RhoA/ROCK信号通路在PAH病变中的分子机制，总结该通路抑制剂的临床研究进展。

1 RhoA/ROCK信号通路在PAH发病机制中的作用

PAH是心血管领域的难治性疾病，其病理生理特点主要为：肺血管收缩、肺血管重构、原位血栓生成、炎症反应等。研究发现，在PAH患者及多种PAH疾病动物模型体内[4-5]，RhoA/ROCK信号通路表达明显上调，该通路参与PAH的整个病理生理过程。

1.1 RhoA/ROCK信号通路与肺血管收缩

肺血管收缩在PAH发生的早期起着主要作用。在各种病因刺激下，内皮功能紊乱，致血管收缩与舒张平衡失调，造成血管收缩。血管中膜平滑肌细胞是血管收缩的执行者，其收缩机制包括钙调节机制、钙敏化机制以及微丝骨架重排等机制[6-8]。

研究发现，RhoA/ROCK 信号通路主要调节钙敏化机制，通过抑制肌球蛋白磷酸化酶，调节肌球蛋白轻链的磷酸化水平，参与平滑肌细胞的收缩过程或者直接磷酸化肌球蛋白轻链介导平滑肌细胞收缩[9]。也有研究认为 ROCK的激活可调节收缩蛋白对Ca2+的敏感性,从而介导多种血管平滑肌的痉挛性收缩[10-11]。此外，NO是血管舒张的重要调节因子，RhoA/ROCK信号通路的激活,将抑制内皮性一氧化氮合酶的稳定性，减少NO的合成及破坏NO的生物利用度，进而促使肺血管收缩[12]。

1.2 RhoA/ROCK的信号通路与肺血管重构

PAH发病过程中肺动脉出现以中膜平滑肌细胞异常增殖为中心环节的重构现象，RhoA/ROCK信号通路参与其中。研究发现低氧、5-羟色胺、血管紧张素Ⅱ和凝血酶等各种致病因素介导的血管平滑肌细胞增殖过程中，RhoA/ROCK信号通路均被激活[13]。Guilluy等[14]研究发现，5-羟色胺的表达上调促进谷氨酰胺转胺酶介导的转酰氨基作用，从而激活RhoA/ROCK信号通路，促进平滑肌细胞的增殖。

研究认为RhoA/ROCK信号通路可能通过以下机制调节平滑肌细胞的增殖：(1)上调基质金属酶2的合成与分泌，破坏细胞外基质降解平衡，从而释放数种生长因子促使平滑肌细胞增殖[15]。(2)该通路的活化影响细胞外调节蛋白激酶-丝裂原活化蛋白激酶通路核转移，促使平滑肌细胞增殖相关基因的转录与表达[16]。(3)RhoA/ROCK信号通路可调节细胞骨架的构象，促使平滑肌细胞的表型转换，这可能也是影响平滑肌细胞增殖的潜在机制。

研究发现，野百合碱及低氧诱导的大鼠PAH模型中，ROCK抑制剂法舒地尔可特异性地抑制ROCK的活性，并下调α-SMA基因的表达，从而抑制肺动脉平滑肌的增殖，遏制肺血管的重构，抑制新生毛细血管形成，改善肺动脉压力[17-18]。

1.3 RhoA/ROCK信号通路与炎症反应和凝血过程

RhoA/ROCK信号通路的激活可促进各种促炎性分子的释放，如白介素-6(IL-6)、单核细胞趋化蛋白-1、巨噬细胞移动抑制因子、γ干扰素等[19]。这些炎症因子的释放可能参与了PAH的形成并在一定程度上影响PAH的病程。同时，该通路还可以促进纤溶酶原激活物抑制剂-1及组织凝血酶等血小板激活因子的释放，导致原位血栓的形成[19]，引起血管管腔的狭窄并可能进一步加重PAH，但尚缺乏直接的实验证据，还需进一步研究。

2 RhoA/ROCK信号通路抑制剂治疗PAH的临床研究进展

针对该信号通路主要有法舒地尔、Y-27632，但目前仅法舒地尔被应用到PAH的临床研究中[13]。法舒地尔通过特异性地干预Rho激酶，抑制RhoA/ROCK信号通路介导的一系列病理生理过程，达到抑制钙敏化效应、舒张血管、抑制平滑肌细胞增殖、抑制炎症反应等效应，进而延缓PAH的进程。根据国内外临床研究，法舒地尔治疗PAH的有效性及安全性已得到初步证实。

2.1 短期临床效应

短期临床反应研究中，法舒地尔可明显改善PAH患者血流动力学指标。在2005年由Fukumoto等[20]的研究中，给予9例严重PAH患者基础治疗上加载静脉滴注30 mg法舒地尔30 min，使用Swan-Ganz导管连续监测平均肺动脉压(mPAP)、心排血指数、肺血管阻力(PVR)，结果PAH患者急性效应明显，30～60 min内mPAP降低，心排血指数增加，PVR降低，未见全身性低血压反应。Ishikura等[21]于2006年进一步探讨了法舒地尔的短期临床反应，研究包括8例确诊PAH患者(5例特发性PAH，3例血管疾病相关PAH)，在不给予其他扩血管药物治疗的情况下，给予了与Fukumoto等研究中使用的相同的剂量和疗程的法舒地尔，获得了类似的结论，法舒地尔短期内能改善mPAP和全肺阻力(TPR)，且TPR与全身血管阻力(SVR)的比值稍有降低。另外，Jiang等[22]的临床随机对照试验中，给予50例PAH患者，包含29例特发性PAH、18例结缔组织相关PAH、3例先天性心脏病相关性PAH(CHD-PAH)，给予雾化吸入和静脉滴注法舒地尔，研究表明静脉滴注与雾化吸入法舒地尔都能在短期内改善患者的血流动力学，并且认为法舒地尔对肺血管床的选择性，表明它能在危重住院的PAH患者的管理中发挥作用。另外，在2010年Fujita等[23]的研究中，给予15例PAH患者(包含5例特发性PAH、6例结缔组织相关性PAH、3例CHD-PAH及1例肝病相关性PAH)，吸入法舒地尔(30 mg，10 min),结果也表明吸入法舒地尔也可明显降低mPAP及肺全身血管阻力比值。

2.2 中期临床效应

中期临床的安全性和有效性研究中，一个Ⅱa期临床随机、双盲安慰剂对照试验结果表明[24]，口服法舒地尔3个月组(包含2例特发性PAH、5例结缔组织相关PAH、4例CHD-PAH)与安慰剂组相比，法舒地尔能明显改善患者血流动力学，其中心排血指数改善尤为明显，而且无低血压和慢心率反应，但在此实验中运动耐量无明显变化。陆国臣等[25]将69例PAH患者(研究者未给出PAH患者分型)随机分入常规治疗对照组、法舒地尔联合常规治疗组(静脉滴注60 mg盐酸法舒地尔溶液，每日1次，连续14 d),治疗结束后法舒地尔组动脉血氧分压、动脉血氧饱和度、临床症状改善情况均优于对照组，表明法舒地尔能缓解肺动脉的痉挛，改善PAH。

2.3 先天性心脏病相关PAH

不同类型的PAH对于法舒地尔临床反应可能有所差别，目前尚不明确。目前针对法舒地尔治疗PAH各亚型研究中，多涉及CHD-PAH。CHD-PAH严重影响先天性心脏病患者的生存率及生活质量，既往研究表明内皮素受体拮抗剂、前列环素抑制剂等PAH靶向药物可降低CHD-PAH患者的血流动力学效应，改善患者的活动耐量[26]。在法舒地尔治疗先天性心脏病相关PAH的短期临床疗效探究中[27]，患者全身动脉压减少，PVR/SVR比值呈下降趋势，法舒地尔选择作用于肺血管，全身血管舒张不明显。Xiao等[28]报告，先天性心脏病相关PAH患者，静脉使用该药可明显降低mPAP、PVR、TPR及平均肺/体循环压力比值，与前述急性期研究结论基本一致，认为法舒地尔对于先天性心脏病相关PAH患者是有益的；该研究将先天性心脏病按照三尖瓣前分流和三尖瓣后分流进行分类，两类患者的法舒地尔治疗不尽相同，研究者分析认为由于前三尖瓣和后三尖瓣分流疾病演化致PAH的病程和机制有所不同，导致了治疗效应的不同。总之，目前认为在先天性心脏病伴有轻、中度PAH患者中，应用Rho激酶拮抗剂法舒地尔可改善患者的血流动力学指标，该药对于无法手术治疗的先天性心脏病相关PAH患者可能是一个有用的药物。

2.4 联合给药

在联合用药方面，由于该途径作为新型靶向治疗PAH的途径[13]，不同于以往治疗PAH的靶向药物三条经典治疗途径(内皮素途径、前列环素、NO途径)，现有动物实验研究表明RhoA/ROCK信号通路抑制剂与其他经典药物联合治疗对难治性PAH有巨大前景[17]，并且王鑫等[29]研究表明法舒地尔联合依那普利可明显改善慢性阻塞性肺疾病合并PAH患者的肺功能、Tei 指数和相关生物学指标，明显提高慢性阻塞性肺疾病合并PAH的临床有效率；目前尚无相关临床研究表明联合用药的优劣。