绝经早晚期雌激素替代疗法对动脉粥样硬化的疗效评价>

许天泽，蔡晶，赵晓棋，乔彤>

(南京大学医学院附属鼓楼医院 血管外科，江苏 南京 210009)

动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)是多种心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)的基础病变，严重威胁到人类，特别是50岁以上中老年人的健康[1]。流行病学研究显示，女性绝经前AS患病率较同龄男性显著偏低，而绝经后发病率逐渐升高，并在5～10年内达到与男性相当的水平[2]。因此，有大量研究[3]关注雌激素是否具有心血管保护作用，并推荐采用雌激素替代疗法(hormone replacement therapy, HRT)以预防绝经后女性的CVD。然而，以妇女健康倡议协会(Women’s Health Initiative, WHI)为主导的系列相关临床跟踪调查发现HRT存在“窗口期”，即在绝经早期(绝经后5年内)外源性雌激素可以对心血管系统起保护作用，但在绝经晚期(绝经后10年及以上)这种保护作用将消失，甚至反而会增加心血管疾病风险[4- 5]。“窗口期”理论的提出是近10年来HRT相关临床研究最重要的进展之一。本文作者综述了雌激素、雌激素受体(estrogen receptors, ERs)及它们与CVD风险和其中潜在的影响因素的相关性研究，并讨论和展望HRT的使用前景。

1 雌激素与雌激素受体

1.1 雌激素

雌激素在生殖系统的发育和功能维持方面起着关键的作用，此外，它在心血管、骨骼肌肉、免疫和神经系统中也介导了广泛的生物学效应[6]。生理条件下，人体内产生的效能最强的雌激素是17β- 雌二醇(17β- estradiol, E2)，绝经前女性90%的E2由其前体雄烯二酮(androstenedione)于卵巢卵泡细胞代谢形成雌酮(estrone)，而后转化成E2并分泌。在性腺以外，E2经芳香化酶(aromatase)产生雌酮和雌三醇(estriol, E3)两种代谢产物。与E2相比，这两种产物具有高配体亲和力[7]，然而当作为ERs的激动剂时，它们表现为较低的生物活性。因此，临床上常用的雌激素是E2，并通过脂化作用以延长其半衰期。最近有证据表明，雌酮和E3的作用很可能具有组织特异性，这为雌激素相关疾病中激素的选择提供了理论依据[8]。

1.2 ERs

雌激素主要通过与ERα(由Esr1基因编辑)或ERβ(由Esr2基因编辑)结合以实现分子信号转导，两者均属于转录因子核受体(nuclear recepter, NR)家族。与NR家族的许多其他成员一样，ERs包含进化上保守的结构和不同的功能域。DNA结合功能域(DNA- binding domain, DBD)是DNA识别和结合的核心和最保守的结构域；配体结合则发生在C- 端多功能配体结合域(Legand- binding domain, LBD)；而N- 端的结构域在长度和结构上都呈高度不保守。ERs的转录激活功能通过两个不同的激活功能域(activating functions, AF)实现，其中AF- 1位于受体的N- 端处，而AF- 2位于C- 端的LBD中[9]。两种ERs具有高度的序列同源性，仅在N- 端存在差异，并结合相同的DNA反应元件，然而编码它们的基因分别位于不同的染色体上[10- 11]。

除ERα和ERβ外，雌激素尚能通过G蛋白耦连雌激素受体1(GPER1)实现信号转导。GPER1主要介导非基因组雌激素信号通路[12]。雌激素与GPER1结合后，一方面通过Gs蛋白促进cAMP产生，另一方面通过一种百日咳毒素敏感的G蛋白触发膜系肝素结合表皮生长因子的裂解，从而转录激活表皮生长因子受体，动员胞内Ca2+或激活ERK1/2和Src信号通路[13- 14]。

1.3 雌激素- ERs信号转导途径

雌激素通过ERs实现信号转导大致可以分为3种途径[15]：(1) 经典途径，ERs在胞质中以单体的形式与分子伴侣热休克蛋白结合，当雌激素进入细胞并结合ERs单体后，单体与分子伴侣解离并形成同源或异源E2- ERs二聚体，这种二聚体随后进入细胞核，与雌激素反应原件(estrogen response element, ERE)结合从而调节基因表达；(2) 连接途径，雌激素- ERs与其他蛋白或转录因子结合以间接调节基因表达，如Fos/Jun(AP- 1反应元件)[16]或SP- 1 (富含GC的SP- 1 基序)[17]；(3) 快速非基因组途径，雌激素与位于细胞膜或细胞质的ERs结合，通过第2信使启动信号级联，影响离子通道或细胞质中NO的水平以介导快速生理反应[18- 19]。

2 雌激素- ERs与CVD

2.1 雌激素的心血管保护作用

流行病学研究发现，CVD的发生率存在性别差异，相较于绝经前女性，男性和绝经后女性似乎更易患病[20- 21]。雌激素水平较低的年轻女性(18～40岁)[22]及绝经期提前的女性(早于40岁)[23]同样具有更高的CVD风险。绝经期每推迟1年，CVD发生率将下降3%[24]。这些研究都指向一个结论，即雌激素可以起到心血管保护作用。

雌激素- ERs对心血管功能的影响可以总结为几个方面，下文将重点阐述其对线粒体功能、血管内皮细胞功能以及炎症等方面的影响。

2.2 ERs与CVD

自身免疫甲状腺炎导致的甲减很常见，需要限制碘摄入；甲状腺全部切除或完全破坏所致甲减，患者需要服用甲状腺激素（替代治疗），此时摄入碘既没有生理作用，也没有风险，食用加碘食盐或未加碘食盐对甲状腺无明显影响。如果是甲状腺腺叶切除或甲状腺组织尚有残留，可以正常碘饮食，包括食用加碘食盐。

从生理学角度分析，ERs与心血管功能的相关性是显然的。两种ERs均广泛地表达于心血管系统中[25- 26]，如血管内皮细胞和心肌细胞。动物实验表明，小鼠心血管的ERs具有抗凋亡、抗炎、抗AS、促血管生成及舒张血管等多种生物学功能[27- 28]。

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关于ERβ的研究结论存在一定争议。有研究[42]认为ERβ可能没有参与雌激素的血管保护作用，因为与对照组相比，血管损伤模型的Esr2基因敲除(BERKO)小鼠血管组织没有表现出形态学差异。然而，也有研究[43]认为Erβ参与并起到心血管保护作用。随着年龄增长，BERKO小鼠出现了持续舒张性和收缩性高血压。还有研究[44]观察到，在雌鼠中ERβ参与了急性局部缺血后抗凋亡信号通路(PI3K- PKB)的激活，从而增强了心肌功能。甚至也有研究[45]表明，ERβ对心血管功能起负面作用，如ERβ敲除小鼠的脂肪组织会出现PPARγ信号通路增强，使其免于饮食导致的胰岛素抵抗和葡萄糖不耐受。相较于对照组，BERKO小鼠中没有观察到雌激素的舒张血管作用[43]。绝经后女性血管壁及斑块处ERβ表达量与AS严重程度呈正相关[46]。

此外，两种ERs的分布也存在一定差异。在血管壁平滑肌细胞，两种ERs的分布未观察到明显差异；在心肌细胞中，两种ERs均表达于细胞质和细胞核，但ERβ并不表达于细胞膜， ERα在细胞膜的表达量则显著高于细胞质[47]。值得注意的是，两种ERs均表达于线粒体膜上[48]。两种ERs的分布差异可能也是其对心血管功能不一致的原因。

本研究显示，单纯慢阻肺与ACO错失早期诊断时间都是3年，两者无明显差异。既往研究显示，ACO患者较单纯慢阻肺患者症状多且重，肺功能更差，急性加重及住院次数增加［19-22］。本研究提示，ACO病人与单纯慢阻肺相比，其错失早期诊断时间并未减少，这似与ACO病人具有更多的症状相矛盾。因为症状多就医机会增加，根据病史，医生判断慢阻肺可能性增加。实际上ACO病人可能因为症状反复，更易耐受，更不易引起病人足够重视，误认为是机体衰老的表现，其确切原因尚不清楚。

然而，ERα和ERβ并非总表现为一致的功能。ERα在心肌和血管组织中均主要介导雌激素的保护作用。有报道称，Esr1基因敲除(ERKO)的小鼠丧失了心血管保护能力[29- 32]；在Esr1基因存在突变的人类及小鼠中都观察到肥胖和胰岛素抵抗的现象[33- 35]。对心肌组织ERα的研究表明，在生理条件下ERKO小鼠不表现心功能障碍，但若对其实施某种打击，如缺血再灌注处理，其心脏就会出现大量心肌细胞死亡、线粒体损伤、心肌延展性下降、冠脉流速下降和冠脉水肿[30, 36]；此外，ERKO小鼠还表现出对心肌酶底物的偏好转移，即葡萄糖摄取率的下降[37]；特异性敲除心肌细胞Esr1基因的小鼠中可以观察到与代谢、细胞生长、分化和肌肉构型相关的基因均出现转录水平和表观修饰水平的变化[38]；心肌细胞特异性过表达ERα的小鼠则能通过促进心功能以预防心肌梗死，这一现象仅在雌鼠中被发现[39]。对血管组织ERα的研究表明，在一种主动脉损伤的小鼠模型中，ERKO小鼠可以观察到蛋白多糖的沉积(表明血管损伤程度更深)和平滑肌细胞的增殖[40]；在人体，尤其是绝经前女性，ERα水平的下降与AS斑块的增生相关[41]。

2.3 雌激素- ERs对心血管功能的影响

《“十三五”时期京津冀教育协同发展专项工作计划》列出了京津冀教育协同发展中需要重点落实的合作项目，其中，高等教育资源共享和教育人才师资队伍建设是重要组成部分。以此专项工作计划为指导，从京津冀高校师资培训体系所承担的教师培训工作入手，探讨建立京津冀高校师资培训系统的协同机制，改变京津冀高校人才师资队伍培训、教师发展等工作各自为战的格局，实现系统内相同工作的资源共享、标准统一，相似工作的优势互补、互联互通，促进京津冀高校教师培训工作的一体化，为进一步推动京津冀教育一体化进程提供实践支持和重要参考。

两种ERs的相对表达量也引起了部分研究者的关注。在接受HRT预防CVD的2型糖尿病患者中，其血管平滑肌ERα和ERβ表达量较健康对照组存在差异(ERα/ERβ偏低)，HRT反而会提高血管的氧化应激和炎症水平，同时减少NO生成，最终对心血管系统产生有害影响[49]。此外，绝经早晚期女性特别是在AS患者中，血管特别是斑块部位ERα/ERβ的值出现降低的趋势[50]。与之相对，皮下脂肪组织的ERα/ERβ值升高与雌激素治疗对皮下脂肪胰岛素抵抗的治疗效果呈正相关[51]；而在前列腺癌和乳腺癌组织中ERα/ERβ值上升时，雌激素会降低抗氧化酶活性，加重细胞氧化应激损伤水平[52- 54]。以上结果表明，雌激素在不同组织和细胞类型中发挥作用与ERα/ERβ值相关。

雌激素在血管内皮的维持和修复中也起到重要作用。非核内的ERα可以通过其251～260氨基酸段与G蛋白Gαi和Gβγ相互作用，激活内皮型一氧化氮合酶(eNOS)促进内皮细胞增殖与迁移，从而修复血管内皮[63]。值得注意的是，这个过程中17α- 雌二醇、E2的一种低生物活性的同分异构体似乎起到了相当的作用[64]。

ERα和ERβ均可表达于线粒体膜上，其中ERα主要起到调控线粒体功能的作用[47, 55]，而ERβ似乎更多起到调控线粒体DNA转录的作用[56- 57]。此外，雌激素还能对活性氧(reactive oxygen species，ROS)的产生起到一些间接影响。高水平的ROS是CVD发生的重要促进因素，动物实验中雌性动物细胞内的线粒体产生ROS较雄性少[58- 61]，而ATP水平却有所升高[62]。

雌激素主要通过ERα发挥抗炎作用[65- 66]。雌激素可以靶向循环系统中的单核细胞系，并通过ERα下调促炎信号分子如TNF、IFNα和IL- 12的水平[67]。此外，ERα还能阻止NF- κB的定植和激活，从而抑制促炎因子的转录。ERα还能激活PI3K通路以减轻炎症反应，而PI3K通路阻滞剂可以使该现象消失[68]。

3 影响HRT的因素

HRT的核心是应用外源性雌激素以发挥其心血管保护作用，而HRT的“窗口期”理论提示绝经后女性不仅存在雌激素的缺失，其下游靶标水平的变化或许是解决该问题的关键所在。那么，哪些因素会影响雌激素- ERs通路，尤其是ERs的表达水平呢？

2.3 超声综合评分法对宫腔粘连程度分级的诊断效果 以病理结果作为金标准，评价超声综合评分法对宫腔粘连程度分级的诊断效果。超声综合评分法对轻度宫腔粘连的敏感性和准确性较高，对重度宫腔粘连的特异性较高，但对不同程度分级对比分析发现，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表4。

对于绝经前、绝经早晚期的女性而言，研究发现，绝经晚期(绝经10年以上)女性血管处ERα的表达量与绝经早期(绝经5年内)女性相比没有显著性差异，但ERβ的表达量显著高于绝经早期的女性[50]；和年轻女性(平均24岁)相比，绝经后女性(平均57岁)血管内皮细胞处ERα的表达量减少了33%[69]。与上述现象相似的是，在小鼠实验中，老龄组(12月龄)小鼠巨噬细胞与血管平滑肌细胞ERα表达量低于年轻组(10周龄)小鼠，而ERβ水平则保持不变[28]。除年龄因素外，机体氧化应激水平的增加也是不容忽视的因素。体外实验表明，氧化应激处理可以下调ERα的表达并上调ERβ的表达[70]。若不考虑年龄而仅从分子生物学角度考虑，雌激素可以上调内皮细胞ERα的表达，而ERβ的水平则有显著下降[71]。另有研究[72]表明，对ER阳性的乳腺癌细胞转染HER2会导致其对激素疗法的抵抗。也有报道[73]称包括HER2在内的受体酪氨酸激酶，如表皮生长因子受体、胰岛素和胰岛素样生长因子1受体可以通过PI3K/Akt/mTOR通路直接使ERs磷酸化并活化。表观遗传学研究显示，多酚类有机物，如萝卜硫素、茶多酚等可以调节组氨酸乙酰化，从而上调乳腺癌细胞中的ERs表达[73- 74]。

4 结 论

对雌激素- ERs的研究较为共性地认为，雌激素具有心血管保护作用，雌激素的主要靶点为ERs，其中ERα更倾向于实现保护作用，而ERβ的具体生理作用仍存在争议；HRT在绝经早晚期的疗效存在差异，这种差异极有可能是ERα或ERβ或ERα/ERβ表达量的变化引起的，而影响ERs表达水平的相关研究仍不甚全面，除年龄外，氧化应激水平和一些受体酪氨酸激酶类物质被认为与ERs的表达相关。若能在HRT中适当辅以调控ERs表达的途径，或许对降低当下伴随人口老龄化而日益增加的AS发病率是一项长远而有益的帮助。