環孢素A介導多機制預防心肌缺血再灌注損傷研究新進展*

黃緯凌，楊 簡 綜述，楊 俊 審校

(三峽大學心血管病研究所/三峽大學附屬中心人民醫院心內科，湖北宜昌 443003)

環孢素A介導多機制預防心肌缺血再灌注損傷研究新進展*

黃緯凌，楊 簡 綜述，楊 俊△審校

(三峽大學心血管病研究所/三峽大學附屬中心人民醫院心內科，湖北宜昌 443003)

環孢菌素；心肌再灌注損傷；環孢素A;心臟保護

近年來隨著生活水平的提高，急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)已逐漸成為我國高發病之一。早期血運重建是AMI首選的治療方法，然而同時引起的心肌缺血再灌注損傷(myocardial ischemia/reperfusion injury，MIRI)是影響遠期預后的重要因素。因此深入探索MIRI的發病機制，尋找新的干預靶點，對改善患者預后有重要意義。近年來發現環孢素A在治療MIRI上可能有較好療效。本文主要對環孢素A介導治療MIRI多方面機制及初步臨床研究進行簡單綜述。

1 環孢素A結構與生物學特點

1.1 環孢素A與親環素 環孢素A由11個氨基酸的環狀多肽組成，屬于強效免疫抑制劑。臨床上主要用于肝、腎及心臟移植的抗排異反應。親環素是一種多功能且保守的蛋白質，廣泛分布在植物、動物和微生物體內[1]。人體內主要存在的是親環素A和親環素D。親環素A是一種調節心肌細胞氧化應激的重要分子，親環素A的升高提示冠狀動脈粥樣硬化的可能[2]。親環素D也稱環孢素A結合蛋白，其介導的RIPK1-RIPK3-MLKL依賴性程序性死亡是最經典的凋亡形式[3]。在細胞內親環素D與環孢素A結合發揮其生理效應。

1.2 環孢素A與線粒體通透性轉換孔(mitochondrial permeablity transition pore，mPTP) 目前研究認為，mPTP的開放和MIRI發生、發展密切相關。mPTP的開放受體內多種機制調控，例如轉運蛋白、外周型苯二氮卓組件受體，線粒體磷酸鹽載體等[3]。mPTP的開放可分為兩大類：短暫性的和持久性的。其中mPTP的持久性開放不可逆，這一過程參與壞死和細胞凋亡[4]。酸中毒可以預防mPTP的開放而堿性環境則相反，胞內pH<7時，mPTP持續關閉可以有效減少缺血性損傷[5]。Li 等[6]研究發現F-ATP合酶在控制mPTP的開放中發揮關鍵作用，將F-ATP合酶亞基滅活后出現耐mPTP開放。環孢素A通過使哺乳動物的線粒體外膜腫脹作用影響mPTP開放及誘導mPTP對Ca2+產生抵抗，降低其敏感性，防止細胞器破裂和細胞死亡[7]。

2 環孢素A在MIRI的預防機制

2.1 環孢素A介導mPTP關閉預防MIRI的機制 mPTP的轉變被認為對心肌細胞的不可逆損傷發揮基礎性作用。環孢素A通過結合線粒體的親環素D，抑制mPTP的開放，從而抑制氧化應激反應，被公認是目前環孢素A治療急性心肌梗死(AMI)最主要的機制。以往一些研究認為，環孢素A作為一種常用于器官移植術后的免疫抑制劑，它易并發糖尿病、高血壓，還會通過影響平滑肌細胞、巨噬細胞、內皮細胞的炎癥信號通路導致高脂血癥和動脈粥樣硬化[8]。之前的一些研究甚至認為環孢素A抑制膽固醇的運輸，因此有助于泡沫細胞形成和血管內皮功能障礙。但Najafi等[9]發現抑制mPTP可以保護健康人和糖尿病患者心肌組織。信號傳導與轉錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)在維持細胞活性有重要作用，環孢素A靜脈給藥后可以通過增加線粒體內STAT3磷酸化，減少心肌細胞凋亡[10]。

2.2 環孢素A改善微血管損傷(micro vascular obstruction，MVO)與抗MIRI 微循環灌注不足導致MVO升高的常見原因包括內皮細胞破壞或腫脹、血管痙攣，以及堵塞的白細胞或紅細胞和微血栓形成[11]。MIRI導致的微循環灌注不足引起MVO升高能促進左心室重構，進而引起心功能惡化，嚴重影響患者預后。因此降低MVO已經成為輔助治療MIRI的重要目標。Zalewski等[12]研究發現對豬進行心肌缺血處理后3～12 min，給予環孢素A注射可以明顯減少MVO的出現。環孢素A靜滴3 h后微血管阻塞明顯改善。環孢素A灌注明顯減少心肌梗死面積和心肌梗死后心律失常總時間。環孢素A改善心肌缺血后功能的增強同時增加內皮細胞的NO釋放減輕氧化應激反應。不僅如此，環孢素A還可以改善晚期心肌血流量。

2.3 其他環孢素A預防MIRI的可能機制 環孢素A可防止細胞壞死部分機制為通過增強心肌細胞容積調節，而不是完全依賴抑制mPTP開放。通過激活氯離子通道增強心肌細胞調節細胞體積的能力，抑制氯離子通道在低滲情況下調節細胞容積[13]。Wu等[14]發現，高血脂心臟可參與抑制缺血心肌保護作用，此時環孢素A單獨治療無法對高膽固醇的心肌起到保護作用，但聯合缺血后處理可以明顯增強心肌保護作用。Youcef等[15]也發現即使在環孢素A存在的條件下，部分或全部組織激肽釋放酶(tissue kallikrein，TK)缺失誘導MIRI小鼠梗死區面積顯著增加，提示TK水平可能是影響環孢素A預防MIRI的關鍵因素。

3 環孢素A對預防MIRI的臨床應用探討

MIRI的發生是多細胞因子、多信號傳導通路共同介導[16]，目前防治MIRI主要包括以下研究方向：抗炎癥治療、抗細胞凋亡治療、抗鈣超載治療、抗氧化應激治療。基礎研究已經表明，環孢素A對MIRI的預防是通過抑制氧化應激作用達成，而炎癥作用在AMI后細胞損傷過程中發揮關鍵的修復及對心臟的重塑作用。炎性細胞因子，如腫瘤壞死因子和白細胞介素1在AMI后明顯上調，通過趨化因子和黏附分子的表達來促進內皮細胞與白細胞黏附的相互作用[17]。

Piot等[18]在對臨床上高危前壁AMI患者行經皮冠狀動脈介入治療前給予環孢素靜脈給藥后發現實驗組肌酸激酶和肌鈣蛋白I的釋放并沒有顯著降低(P=0.15)，但是5 d后患者行MRI檢查示實驗組梗死面積降低40%，此項臨床試驗證實了環孢素A在AMI后的MIRI治療中是有效的。Cung等[19]選取前壁ST段抬高準備行經皮冠狀動脈介入治療的AMI患者(n=395)，靜脈注射環孢素A發現比對照組(n=396)未得到更好的臨床結果，且環孢素A不能在1年內預防不良的心室重構。Ghaffari等[20]發現AMI患者早期行溶栓時靜脈給藥環孢素A不能顯著提高溶栓的成功率。

可以看出，環孢素A類藥物臨床上的治療并不盡如人意，出現基礎研究與臨床試驗的差異的原因可能如下：(1)環孢素A藥物濃度在線粒體可能是在狹窄的治療劑量范圍內發揮保護心肌細胞的作用，藥物起效的最佳時間是缺血的2～5 min，因為這期間mPTP處于活躍期。(2)臨床患者“無復流”現象的出現也會對環孢素A治療效果產生較大影響。(3)局部藥物分布不足也可以導致臨床試驗和基礎實驗結果相反的情況。(4)藥物劑量過大導致的心臟毒性增加了急性AMI患者病死率，劑量不足又無法起到對AMI患者心肌細胞的保護作用；(5)藥物種類使用不同也可能是造成臨床試驗不一的原因，例如Hausenloy等[21]在對環孢素A的臨床研究發現，應用的環孢素類藥物不同對MIRI進行臨床試驗會得出不同的結果。

最近Ikeda等[22]進行了納米粒子介導的靶向性環孢素A治療，以期望增強傳統治療方法下的藥物富集度不足的情況，但是目前尚無相關臨床試驗證明其有效性。由于環孢素A可減輕MIRI，但對于AMI并沒有明顯的治療作用，可考慮作為PCI術后輔助用藥。

4 小 結

雖然環孢素A在臨床治療AMI的運用仍受到諸多因素限制，但是通過對其分子機制的研究，若能通過藥物聯合治療改善其治療指數(半數致死量/半數有效量)，降低其不良反應，環孢素A極有可能應用于臨床對AMI后MIRI的防治。由于mPTP在MIRI預防過程中的重要作用，越來越多的新型藥物被發現。例如Fancelli等[23]發現肉桂酰基苯胺作為新的mPTP抑制劑，作用機制不同于抑制親環素D，但有更少的不良反應和更好的療效。目前以環孢素A為對象的藥物研究也正成為一個熱點，相信隨著對環孢素A機制更深入的研究，會為預防AMI后MIRI提供更多新思路。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2017.14.043

國家自然科學基金資助項目(81170133，81470387)；湖北省科技支撐計劃項目(2015BKA340)。 作者簡介：黃緯凌(1991-)，住院醫師，碩士，主要從事冠心病基礎與臨床方面研究 。△

，E-mail：yangjun@ctgu.edu.cn。

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1671-8348(2017)14-1994-03

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