血管紧张素受体-脑啡肽酶抑制剂关于心肌纤维化的研究进展

何璐，王曦,2*

（1.重庆医科大学研究生院，重庆 400010；2.重庆医科大学附属第一医院心血管内科，重庆 400010）

0 引言

全球近三分之一的人死于心血管疾病[1]。心力衰竭（heart failure,HF）是一种复杂的临床症状群，是各种器质性心脏病发展的终末阶段,被称为心血管领域最后的战场[2]。根据射血分数（ejection fraction，EF）的不同，HF可分为三种类型。一是射血分数减少的心衰（heart failure with reduced ejection fraction,HFrEF），EF＜40%；二是射血分数中间范围心力衰竭（heart failure with mid-range ejection fraction,HFmrEF），指EF处于40%～49%的心衰；三是EF＞50%的心衰，称为射血分数保留心力衰竭（heart failure with preserved ejection fraction,HFpEF）[3-4]。慢性充血性心衰患者心脏结构发生改变，左室重构是主要表现，其病理改变包括心肌细胞的肥大、坏死和凋亡,以及成纤维细胞的增生和心肌间质纤维化。在各种致病因素(炎症、缺血、缺氧等)作用下，正常的心肌组织结构中过量的胶原纤维积聚，胶原含量显著升高或者胶原比例失调，将引起心肌纤维化，最终导致心力衰竭的发生和进展[5]。目前认为心肌胶原代谢受到多种因素的调控，包括RAAS系统，并与心功能障碍、心律失常甚至心源性猝死密切相关。心肌纤维化是决定心血管疾病预后的关键性因素[6]。ARNi作为一种全新作用机制的心衰治疗药物,双重抑制RAAS系统，对心衰患者有抗心肌纤维化作用，逆转心室重构，改善患者预后。本文就ARNi关于心肌纤维化的研究进展作一综述。

1 ARNi概述

ARNi作为一种全新作用机制的心衰治疗药物,一方面可以阻断血管紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ,AngⅡ）的信号传导,另一方面还可以通过抑制脑啡肽酶（neprilysin，NEP），抑制利钠肽的分解以增强利钠肽的作用,双重抑制RAAS系统[7]，显著改善预后[8][9]。血管紧张素受体拮抗剂（angiotensin receptor blockers，ARBs）可阻止AngⅡ与AngⅡ的I型(AT)受体结合，从而抑制AngⅡ诱导的血管收缩、醛固酮释放、交感神经系统兴奋、血管重构和心脏重构[10]。脑啡肽酶或中性内肽酶(neutral endopeptidase，NEP)，是一种跨膜锌依赖的金属蛋白酶。NEP抑制利钠肽的降解，而心衰时利钠肽主要作用于心肌细胞及心肌成纤维细胞，通过结合并激活利钠肽受体，使细胞内环磷酸鸟苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）水平升高，从而抑制心肌成纤维母细胞增生分化，抑制心肌纤维化；同时cGMP激活cGMP依赖性蛋白激酶（cGMPdependent protein kinases，PKGs），PKGs抑制细胞外Ca2+内流，从而降低胞内Ca2+浓度，发挥松弛心肌、抗心肌肥厚的作用[11]。另外NEP参与AngⅡ的降解，抑制NEP的降解可增加循环中AngⅡ的水平，从而减弱AngⅡ的作用[12]。因此，在ARB的基础上加用NEP抑制剂，对心脏重构有协同作用。沙库巴曲/缬沙坦（Sacubitril/Valsartan），即LCZ696，是目前已在全球上市的唯一ARNi，由于阻断了AT受体和抑制了NEP的降解，在HF尤其是HFrEF的治疗中取得了瞩目的成果。

2 PARADIGM-HF试验结果回顾

2014年发表的PARADIGM-HF试验[8]比较了Sacubitril/Valsartan和依那普利对HFrEF患者全因死亡和心衰住院的影响。该研究共纳入了8399名NYHA(New York Heart Association)分级为II-IV级的HFrEF。研究纳入的受试者需满足LVEF≤35%、血利钠肽水平升高以及至少使用相当于10mg/d的依那普利的ACEI/ARB类药物治疗4周。同时患者可能仍需使用β受体阻滞剂或醛固酮拮抗剂。这些患者被随机分配到LCZ696组（200mg/d，bid）和依那普利组（10mg/d，bid），中位随访27个月。研究结果表明，与ACEI类药物依那普利相比，LCZ696使心血管死亡风险降低20%（HR=0.8,95%CI：0.73～0.87，P＜0.001），全因死亡率风险下降16%（HR=0.84,95%CI：0.71～0.89，P＜0.001），心衰再入院率减少21%（P＜0.001），同时减轻心衰症状和活动耐力限制（P=0.001）。从安全性方面看，LCZ696与依那普利相比，咳嗽、高血钾、肾损伤或因不良反应停药的发生率较低，且不增加血管性水肿的风险。Sacubitril/Valsartan较依那普利能够进一步降低死亡率和猝死风险。该研究一经发表，加拿大心血管学会（CCS）随即在更新的心力衰竭患者管理指南中推荐应用 ARNI 类药物。此后，2016 年欧洲心脏病学会（ESC）《急慢性心衰诊断治疗指南》[4]，美国心脏病学会（ACC）、美国心脏协会（AHA）、美国心衰学会（HFSA）分别更新 2017 新版急慢性心衰诊疗指南[13]，以及2018年我国心力衰竭诊断和治疗指南[14]、我国首部扩张性心肌病诊断和治疗指南[15]，同步对 ARNI 类药物进行I类推荐，使用ARNI替代ACEI或ARB用于心衰基础治疗，以进一步降低HFrEF发病率和死亡率。

3 抑制心肌纤维化是ARNi降低心源性死亡的潜在机制之一

然而Sacubitril/Valsartan较依那普利治疗更多获益的机制目前并不明确。有学者认为ARNI类药物有抗心律失常作用，从而降低心源性死亡[16]。Antonio等的研究，纳入42名HFrEF患者，慢性心衰标准治疗下LVEF≤40%，NYHA≥II级，拟行LCZ696治疗。LCZ696开始剂量为49/51 mg，每日两次。使用依那普利＜10mg/日或同等当量的病人开始剂量为24/26mg，每日两次。每2-4周剂量加倍，直至达到维持剂量97/103mg，每日两次。加量过程中若收缩压＜100mmHg，血钾＞5.5mmol/L或肾小球滤过率＜60mL/min，则维持当前剂量。随访6个月后，观察到口服ARNi后患者QRS波时限(125.1 vs.120.8ms,P=0.033)、QTC间期(451.9 vs.426.0 ms,P＜0.001)显著降低[17]。对于植入心律转复除颤器（Implantable cardioverter defibrillator，ICD）的患者，西班牙一项研究纳入120例ICD患 者，LVEF≤40%，NYHA≥II级,在 前9个月的时间里，患者接受100%血管紧张素抑制治疗，即ACEi或ARB、β-blocker和钙离子通道阻滞剂（Calcium channel blocker，CCB）治疗。随后，所有患者的ACEi或ARB均改为LCZ696，随访9个月，分析适当的电击、非持续性室性心动过速(NSVT)、室性早搏(PVC)负荷和双室起搏率。结果发现LCZ696可显著降低NSVT发作(LCZ696 vs ACEi/ARB:5.4±0.5 vs 15±1.7;P＜.002)，持续室性心动过速，适当的ICD电击(0.8% vs 6.7%;P＜.02)，PVC发作频率(33±12 vs 78±15;P＜.0003)；增 加 双 室 起 搏 率（98.8%±1.3% vs 95%±6%;P＜.02）[18]。与ACEI或ARB类 药 物 相 比，Sacubitril/Valsartan可减少室性早搏负担，减少非持续性室性心律失常和适当的ICD电击。

心肌纤维化会导致心电不均匀传导、传导缓慢及折返的出现,该机制常导致心肌病患者发生室性心律失常。心肌牵张与较高的早搏发生率相关，在一定的基质中可能引发致命性心律失常。Sacubitril/Valsartan可能通过减少心肌纤维化和降低室壁张力，降低室性心律失常的发生率，进一步降低猝死。在培养的新生大鼠心肌成纤维细胞和肌细胞中，用100nM的AngII刺激新生大鼠心肌成纤维细胞(NCF)和心肌细胞(NCM)，单独给药VAL，或联合VAL与活性NEPi即LBQ-657 (LBQ)，然后用3[H]脯氨酸标记48h和3[H]亮氨酸标记60h，评价ARNi对培养的新生大鼠心肌成纤维细胞和肌细胞的抗纤维化和抗肥厚作用，观察到ARNi有抗纤维化和抗肥厚作用（P＜0.001）[19]。此外，NEPi在细胞培养中具有直接的抗纤维化作用，这在体内也得到了证实[20]。故抑制心肌纤维化可能是ARNi降低心源性死亡的潜在机制之一。

4 ARNi改善心肌纤维化的证据

在索娅等人的研究中，选取20只8周龄C57BL/6雄性小鼠，通过手术建立主动脉弓缩窄术（transverse aortic constriction,TAC）后模型，进行药物干预，观察模型小鼠心脏的动态变化[21]。该研究将20只小鼠随机分为假手术组(Sham组,n=10)和TAC模型组(TAC组,n=10)，通过超声心动图与血流动力学分析，可以看到TAC组小鼠主动脉缩窄术后血流峰值速度明显高于假手术组。同时应用H-E染色等方法，可发现TAC组小鼠心肌细胞横截面积及纤维化程度显著增加，从而达到模拟HFpEF早期心肌肥厚病理过程。随后将TAC术后4周的小鼠随机分为三个组，即LCZ696组(60mg/kg,n=8)、缬沙坦组(48mg/kg,n=8)及单纯的TAC模型组(n=8)，分别给药，4周后应用超声心动图分析室壁厚度的变化，可见LCZ696组小鼠的室壁厚度明显降低,且多种染色方法显示该组小鼠心肌细胞横截面积及纤维化明显减小。该研究结果显示ARNi类药物沙库巴曲缬沙坦降低了HFpEF小鼠的心肌肥厚和纤维化,减轻了心脏舒张功能障碍。与缬沙坦组相比,LCZ696组抑制心肌肥厚及纤维化的作用强于单独应用ARB类药物。这种效应归功于LCZ696对脑啡肽酶特异性的抑制作用。

Von Lueder[22]等人的研究以6-8周的成年雄性小鼠为实验对象，使其接受左前降支结扎诱导心肌梗死，按2：1的比例分为LCZ696 组（MI-ARNi）和对照组（MI-Vhc），探讨LCZ696对心衰的作用。术后1周开始治疗，治疗4周后MI-ARNi与MI-Vhc相比，LV 舒张末期直径缩短(9.7±0.2 vs 10.5±0.3)，LVEF升 高(60±2 vs 47±5%)，左 室 重 量 减轻(803±25 vs 887±20，P＜0.05)，心肌肥厚减轻。非梗死远端心肌纤维化程度和梗死周围区纤维化程度均显著降低。故鉴于LCZ696对心肌纤维化和心肌肥厚具有明显的抑制作用，LCZ696可以缓解心肌梗塞后的心脏重塑和功能障碍。

Juan等人关于兔子缺血性HFrEF的研究[23]，将2.5Kg成年新西兰雄兔麻醉，经左胸切口暴露心脏，使左前降支(LAD)冠状动脉闭塞45分钟，再灌注。术后每周行超声心动图，5周后证实EF降至约40%。从第6周开始，随机给予口服安慰剂、SAC/VAL (Sacubitril/Valsartan 10 mg/kg, bid)或VAL (Valsartan 9.1mg/kg/day)。药物治疗后4周，采用深度麻醉下心脏切除术处死家兔，于脱水石蜡包埋前用10%福尔马林固定心脏24小时，用小天狼星红染色心肌切片评价心肌纤维化程度。取出心脏，用小天狼星红染色观察心肌纤维化，发现SAC/VAL在减轻纤维化并改善左心室功能方面可能比单用同等剂量VAL有更好的效果。多项动物实验均提示LCZ696能有效抑制心肌纤维化，改善左室功能。在临床实践中，多采用临床评估，即通过心脏大小、LVEF等指标来判断LCZ696治疗效果。

目前临床上通常检测血液中的生物标志物,以早期诊断和评估心肌纤维化疾病。现已发表的研究中探讨了多种参与心肌纤维化过程的生物标志物，如胶原代谢相关细胞因子[24]、可溶性ST2 (sST2)[25]、基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)-1、基质金属蛋白酶(MMP)-9[26]、转化生长因子(TGF) -β[27]、PKG信号[28]等。这些生物标志物组合应用，再加上miRNA，对预测预后、探索心肌纤维化的机制更具说服力[29]。对于慢性HF患者，测定这些指标还可以用于进一步危险分层，评估ARNi类药物疗效[13]。

心脏磁共振（cardiac magnetic resonance， CMR）是测量左右心室容量、质量和射血分数的“金标准”，当超声心动图未能作出诊断时，CMR是最好的替代影像检查。CMR的对比剂延迟增强(late gadolinium enhancement，LGE)和T1成像技术是评估心肌纤维化的首选影像检查[14]。由于心肌纤维化组织内毛细血管密度下降，在对比剂强化时，正常心肌给药后迅速显影并排空，坏死和瘢痕组织则排空延迟，因此注射造影剂后延迟10分钟成像，坏死、瘢痕组织残余造影剂，呈高信号。LGE替代心内膜活检，是研究心肌纤维化和心肌疾病的另一个很好的方法。但现暂未有通过CMR定量技术评价ARNi抗心肌纤维化作用的研究发表。

5 结语

尽管 HF 的诊治取得了许多进展，但HF病死率仍很高。多项试验及生物标志物均证实，ARNi作为一种全新作用机制的心衰治疗药物,双重抑制RAAS系统，对HF患者有抗心肌纤维化作用，逆转心室重构，改善HF患者临床症状并减少长期死亡率。CMR可定量评价ARNi抑制心肌纤维化的作用，现暂未发现相关研究。临床评估、生物标志物、CMR定量技术，三者联合使用可以帮助一线医生更好地评估HF患者治疗效果。