利鈉肽系統增強藥物在心力衰竭治療中的研究進展

索婭，鮑乾坤，李廣平

(天津醫科大學第二醫院，天津 300211)

心力衰竭(HF)是因心室收縮或舒張結構功能受損所致的一種復雜的臨床綜合征，5年病死率高達50%。近年來由于老齡化人群心血管危險因素增多，HF的患病率呈逐年升高趨勢[1]。腎素-血管緊張素-醛固酮系統(RAAS)的持續性過度激活是HF的重要病理生理改變.RAAS阻滯劑是目前臨床藥物治療HF的主要手段。但近年來發現，以血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)和血管緊張素受體拮抗劑(ARB)為基礎的藥物治療具有“上限效應”，即某些患者長期用藥出現藥物有效性減退甚至缺乏，而導致臨床效果降低。HF時人體中RAAS的反向調控通路亦被激活。利鈉肽(NPs)主要由心房利鈉肽(ANP)、B型利尿鈉肽(BNP)和C型利尿鈉肽(CNP)等成員組成，由心臟、脈管系統、腎臟和中樞神經系統受到壓力性牽張或其他刺激時產生，通過自分泌、旁分泌和內分泌的方式與顆粒狀鳥苷酸環化酶(GC)受體結合，激活第二信使cGMP及其效應分子蛋白激酶G。NPs通過拮抗RAAS，發揮其促進利鈉、利尿、血管舒張、抑制心肌肥大和心肌纖維化的作用。目前增強NPs的方法主要通過應用設計合成的NPs和抑制腦啡肽酶(NEP)。NEP是分解NPs的關鍵酶。現就利鈉肽系統增強藥物在心力衰竭治療中的研究進展綜述如下。

1 NPs系統

最近研究表明，雖然發生HF時血液中總免疫反應性NPs水平增高，但成熟的NPs水平下降，失去生物活性的NPs增加，從而導致HF患者NPs系統功能降低。HF患者如果出現NPs系統反應性降低或NPs系統抵抗則會進一步加重水鈉潴留，導致外周血管阻力增加，對HF預后產生不利影響。NPs系統受到多種因素調控，NPs受體表達下調、cGMP降解增加、RAAS激活及NEP表達和活化增加均會導致NPs抵抗的發生[2]。目前增強NPs系統主要通過人工合成重組NPs、設計嵌合型NPs制劑、應用NEP抑制劑及其相關復合物等方法。

2 重組NPs

2.1 重組ANP 最初Desai等[3]發現，心臟能合成并釋放一種既可增強腎臟利鈉作用，又可降低血壓的激素，隨后這種激素被命名為ANP。ANP通過與組織中廣泛表達的GC-A受體結合發揮作用，在腎上腺皮質中，ANP是一種有效的醛固酮抑制劑。日本已批準靜脈給予重組ANP卡培立肽治療HF，但尚無大型研究驗證重組ANP對HF患者總體預后的影響。U型利尿鈉肽(URO)是由腎臟產生的一種調節腎臟鈉水平衡的ANP樣蛋白。有研究評估URO應用于急性失代償性充血性心力衰竭(ADHF)患者，在血流動力學、神經體液和癥狀方面均顯示出有益影響，盡管出現輕度劑量依賴性低血壓，但未損害腎功能。評估其在ADHF患者療效和安全性的Ⅲ期臨床試驗(TRUE-AHF)正在進行[4]。

2.2 重組BNP 奈西立肽(nesiritide)是利用重組DNA技術從大腸桿菌中獲得的合成型多肽，與內源性BNP具有相同的32個氨基酸組成序列且作用相似，降低收縮壓及平均動脈壓、利尿利鈉、降低交感神經活性、抑制RAAS，無正性肌力和正性心率作用。發生HF時BNP導致GC-A受體激活，具有抗心肌肥厚、心肌重塑和抗凋亡作用。在針對輕度收縮性HF患者的試驗中，通過皮下注射BNP 8周后患者HF癥狀得到改善，MRI證明左心室質量(LVM)降低[5]。權威性的VMAC臨床試驗[6]證明，nesiritide在短期無論是對臨床癥狀還是血流動力學指標的改善均明顯優于硝酸甘油組和安慰劑組，臨床不良事件的發生率亦明顯低于硝酸甘油組；應用nesiritide與應用硝酸甘油的兩組患者在治療6個月內病死率無統計學差異。基于該研究，美國食品和藥物管理機構(FDA)批準nesiritide用于治療ADHF。但后續的兩項薈萃分析表明nesiritide可能與ADHF患者的短期死亡風險增加和腎功能惡化有關。因此又開展了ASCEND-HF試驗，提示nesiritide可改善歐洲患者的癥狀，但美國患者并不顯著，且與常規治療相比并未降低ADHF患者的病死率[7]。產生中性結果的原因可能是nesiritide強效舒張血管導致血壓過度降低，減弱了有益的腎臟作用。FUSION Ⅱ試驗(慢性HF患者Ⅱ期試驗)[8]亦得出中性結果,nesiritide組30天和180天病死率未增加，死亡相對危險和因心血管或腎臟原因的住院率與安慰劑組比較差異無統計學意義。由于重組BNP的安全性及對慢性失代償HF遠期預后的影響存在爭議，近年來重組BNP的臨床應用出現了下降趨勢。

2.3 重組CNP CNP由內皮細胞和腎上皮細胞產生，通過激活GC-B受體及潛在的non-cGMP介導的利尿鈉肽受體C(NPR-C)發揮作用。其主要作用是促進骨骼生長，但亦具有重要的心血管作用，在動物模型中，CNP抑制由血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)或內皮素-1(ET-1)引起的心肌肥厚[9]。在心臟成纖維細胞中，CNP可抑制AngⅡ誘導的間質纖維化。因CNP快速地被酶促降解并缺乏腎臟作用，其作為HF治療劑受到了限制，但基于CNP設計的嵌合NPs已在進行HF臨床試驗。

2.4 重組樹眼鏡蛇屬利鈉肽(DNP) DNP最初由蛇毒提煉出來，隨后發現其亦存在于人的血漿及心房肌細胞內，DNP與NPR-A有高親和力及特異性，具有促進水鈉排泄、誘導血管舒張和抑制血管平滑肌細胞增殖的功能。與其他利鈉肽相比，DNP有較長的氨基端(C-末端)，對NEP有較強的抵抗力，故DNP在循環中被清除的速率低于其他NPs，血漿穩定性好[10]。

3 嵌合型NPs

像其他重組多肽/蛋白質藥物一樣，部分重組NPs存在穩定性差、體內半衰期短、溶解度低等問題，于是人工設計嵌合型NPs應運而生。嵌合型NPs是通過氨基酸修飾改造結構或通過遺傳改變內源性NPs的形式生成新型嵌合NPs，使其藥理學和有益的生物學作用優于內源性NPs，同時降低不良影響。

3.1 CD-NP CD-NP由人類成熟CNP與DNP的C-末端15個氨基酸嵌合組成，這種新型的37個氨基酸的雜交NP被命名為蛇毒肽(Cenderitide)，由Cardiorenal實驗室于2008年首次報道。CD-NP作用于靶細胞的GC-A和GC-B型受體，保留了抗纖維化、抗增殖、抗肥厚及CNP的血管擴張劑作用，保留了DNP的C-末端，能更好地耐受蛋白酶降解[11]，并增加腎小球濾過率(GFR)減少低血壓等不良反應的發生。CD-NP在人心臟成纖維細胞中與等摩爾濃度的BNP相比，更有效抑制心肌成纖維細胞增殖[12]。在由快速心室起搏誘發的HF實驗中顯著減輕心臟負荷、增加GFR和腎灌注、利尿鈉排泄、減少血漿腎素，并且適度降低平均心房壓力。在健康的人類受試者中，輸注CD-NP可增加尿和血漿cGMP水平、抑制血漿醛固酮誘導的利尿鈉反應，減少平均心房壓力。CD-NP與其他利尿劑相比效果更明顯、持久，且不良反應少，安全性高。因此cenderitide獲得FDA快速通道認定，獲準開展Ⅱ期臨床試驗，研究表明CD-NP不僅可明顯改善急性HF患者的癥狀及血液動力學異常，還能減少腎臟等靶器官的損傷，且可降低血壓、腎功能不全等不良反應發生風險[13]。

3.2 CU-NP及ANX-042 正在研發的CU-NP由CNP和UNP連接設計而成。靜脈輸注CU-NP能激活HF犬的cGMP，發揮減輕心臟負荷和抑制RAAS作用，且不會造成過度低血壓。另外，在BNP基礎上設計形成的新型肽ANX-042，在犬起搏HF模型中，雖然未能改變平均動脈壓(MAP)但增加GFR，抑制血漿腎素和AngⅡ，同時利鈉和利尿，已被批準為研究性新藥開展臨床試驗。

4 NEP相關藥物

NEP是NPs系統的關鍵組成部分，是降解NPs的主要途徑，在人體內廣泛表達，其中腎臟中表達最為豐富。HF患者NEP的表達和活化增加，增快 NPs的降解速度，進而降低NPs的生物活性水平。除了水解NPs，NEP也水解其他血管活性肽，包括P物質、緩激肽(BK)、ET-1、AngⅠ和AngⅡ。NEP還可以將AngⅠ轉化至Ang 1～7，通過激活Mas受體介導產生血管擴張、抗增殖和利鈉等作用[14]。

4.1 NEPi 坎沙曲(Candoxatril)是第一個有效的口服NEP抑制劑(NEPi)。嚴重HF犬模型中存在NPs高表達和RAAS激活，Candoxatril能利尿鈉并抑制醛固酮[15]。Candoxatril介導了血漿ANP劑量依賴性增加、鈉尿排泄增加和體內cGMP升高，同時循環中的AngⅡ亦增加。臨床研究顯示，Candoxatril雖可增加ANP、BNP水平，促進尿鈉排泄，但全身性及肺血管阻力無變化，對高血壓患者的血壓無顯著影響，原因可能是循環中升高的AngⅡ抵消了藥物的降壓作用。

雖然發生HF時通過抑制NEP增加NPs水平可對心血管和腎臟產生有益作用，但抑制NEP同時會伴有AngⅡ和ET-1等血管收縮劑的相應增加，促纖維化和促進細胞肥大，將抵消NPs的有利影響。提示在使用NEPi上調NPs增強其生物活性的同時，聯合應用RAAS抑制劑患者獲益更大。此為RAAS抑制劑聯合NEPi 治療HF提供了科學依據和技術基礎。

4.2 雙重ACE/NEP抑制劑 早期的雙重ACE/NEP抑制劑如山帕曲拉(Sampatrilat)因口服生物利用度差已停用。迄今為止研究最廣泛的ACE/NEP抑制劑是奧帕曲拉(Omapatrilat)。Omapatrilat對兩種酶的抑制和親和力具有相同的效力。在HF模型中，Omapatrilat能預防心臟功能障礙和心臟重塑并改善生存；此外，在不同的血壓模型包括自發性高血壓大鼠中，均產生顯著的降壓效應。

OCTAVE臨床試驗觀察了25 302例未經治療或未控制的高血壓患者[16]，結果顯示，與依那普利相比Omapatrilat降低收縮壓，且使更多患者達到目標血壓。然而，Omapatrilat具有增加血管性水腫的不良反應，患病率為2.2%(依那普利0.7%)。這種不良事件雖然罕見但可能危及患者生命，其機制可能是高危患者中BK累積所致。一項573例慢性收縮性HF的ⅡB期研究(IMPRESS)[17]共觀察24周，Omapatrilat與賴諾普利相比減少死亡、HF入院或因HF惡化而終止研究的終點事件，且對于NYHA Ⅲ～-Ⅳ級患者的改善更明顯；此外與賴諾普利相比，Omapatrilat似乎能更好地保護腎功能，總體不良事件減少。OVERTURE試驗將5 770例NYHA Ⅱ～-Ⅳ級收縮性HF患者隨機分入依那普利或Omapatrilat組，平均持續14.5個月，與依那普利相比主要終點(死亡或因HF需治療住院)無統計學差異。每日2次給藥Omapatrilat可能產生更平穩的藥代動力學和藥效學特征(每日1次大劑量Omapatrilat降低全身血壓)。很遺憾,雙重ACE/NEP抑制劑盡管有強大的理論支持和理想的早期試驗結果，但由于其具有增加血管性水腫的不良反應，并未能作為更好的臨床藥物用于HF患者。

4.3 雙重ECE/NEP抑制劑及三重ACE/NEP/ECE抑制劑 ET-1是一種多功能神經激素血管收縮劑，參與HF和其他多種心血管疾病的發展，是心血管疾病死亡率的強預測因子。但測試多種ET-1受體拮抗劑(ERA)治療急性和慢性HF，多數未能改善臨床結果。因而除了由于某些特殊類型的HF如肺動脈高壓導致的HF以外，不推薦應用ERA治療。

目前很少有學者探索通過ET轉換酶(ECE)抑制劑抑制ET-1生物合成。在實驗中ECE抑制劑(ECEi)可改善心腎功能并減少其他關鍵神經激素如Ang-Ⅱ、腎素和醛固酮。ECE亦可能作用于NPs，通過ECEi抑制ET-1水平的同時增加NPs。雙重ECE/NEP抑制劑減少心肌梗死后HF模型中左室不良重塑和功能障礙[18]。用雙重ECE/NEP抑制劑SLV-306治療不同HF模型動物的多項研究觀察到相似的結果，SLV-306具有利尿、利鈉、減輕水腫，改善心臟功能和血流動力學，改善神經激素活性的作用。SLV-306可較快速降低HF時左室充盈壓，且隨時間推移可逆轉升高的血漿ET-1水平，改善大鼠左室肥厚病理性心臟重塑[19]。最近實驗表明，ECE/NEP抑制劑SLV-338可獨立于降壓作用，減少實驗動物高血壓誘導的心臟纖維化。

已設計出三重ACE/ECE/NEP抑制劑，可抑制AngⅡ和ET-1的生物合成，并增強BK、NPs等血管擴張劑和腎上腺髓質激素的作用。在心肌梗死后HF大鼠中，ACE/ECE/NEP抑制劑與單獨抑制ACE或雙重抑制ECE/NEP相比，能更好地改善左室結構和功能[20]。雖然動物實驗結果很好，但目前未見到前瞻性臨床試驗評估，研究者可能處于對安全性的擔憂已經放棄了對這類三聯抑制劑的進一步開發。

4.4 雙重ARB/NEP抑制劑 雙重ARB/NEP抑制劑(ARNi)包含血管緊張素1型受體(AT1R)阻斷和腦啡肽酶抑制雙重作用。實驗證實ARNi與omapatrilat具有相似的降壓效果，但因ARB較少干預BK的新陳代謝，ARNi不會誘導氣管血漿外滲(血管性水腫的替代實驗)[21]。

沙庫巴曲/纈沙坦(LCZ696)是纈沙坦和AHU-377(NEPi前體)以1∶1比例組合成的單分子化合物，人體攝入后，LCZ696被代謝成有活性的纈沙坦和非活性的AHU377，而AHU377體內很快在肝臟被羧酸酯酶(CES-1)分解成具有活性的LBQ657。LCZ696是目前臨床最先進ARNi類藥物。LCZ696能降低雙轉基因(腎素及AngⅡ過度表達)大鼠的血壓，伴隨血漿cGMP、腎素濃度和活性的增加及AngⅡ水平增加，此表明藥物靶向作用于兩個系統相應的受體，產生預期的藥理作用[22]。von Lueder等[23]基于心肌梗死大鼠模型，觀察LCZ696對心肌梗死后心室重構的影響，并用AngⅡ刺激心肌細胞及成纖維細胞進行了體外研究。在心臟成纖維細胞中，ARNi(纈沙坦+LBQ657)能更好地抑制AngⅡ誘導的肥大和成纖維細胞中的膠原累積，添加LBQ657顯著增強纈沙坦的抑制作用。最高聯合劑量ARNi(纈沙坦+ LBQ657)可完全消除AngⅡ的信號傳導，抑制AngⅡ誘導的心肌肥大，甚至與未受刺激的陰性對照組無統計學差異。在大鼠實驗性誘導心肌梗死1周后，給藥4周，在實驗終點時，應用ARNi可顯著減輕心肌梗死大鼠的心臟肥大。

PARADIGM是一項大型的Ⅲ期臨床研究，評估了LCZ696與依那普利在穩定慢性HF患者中的療效和安全性，患者均為射血分數下降性HF(HFrEF)患者(左心室射血分數<40%)。與依那普利相比，LCZ696使患者心血管死亡風險降低20%，住院風險降低21%，全因死亡率降低16%，且具有較好的耐受性及安全性。由于在中期分析顯示LCZ696較依那普利具有絕對優勢，試驗被提前終止[24]。PARADIGM-HF為LCZ696在HFrEF中的療效和安全性提供了確切答案，歐洲心臟病學會(ESC)和美國心臟病學會(ACC) /美國心臟協會(AHA)均根據PARADIGM試驗研究結果，將LCZ696作為治療HFrEF的一級推薦。

PARAMOUNT是一個Ⅱ期多中心臨床試驗[25]，比較301例血漿NT-proBNP水平升高的HFpEF患者(左心室射血分數≥45%)應用LCZ696或纈沙坦的效果，共觀察36周。在第12周時，與纈沙坦組相比，LCZ696組的NT-proBNP顯著降低，與基線相比降低了23%，應用LCZ696患者NYHA功能分級改善更明顯。治療36周后，與纈沙坦組比較，應用LCZ696能更顯著地降低左房內徑，左房容積和容積指數。2018年ACC年會上Tor Biering-Sorensen博士報道了PARAMOUNT研究的一項新分析，評估了LCZ696對HFpEF患者左心室心肌形變能力的影響，結果顯示在36周時LCZ696組患者心肌整體圓周應變較纈沙坦組明顯改善，兩組之間整體縱向應變差異無統計學意義。另外，PARAMOUNT試驗中兩個重要的風險群體，即糖尿病患者和極高血壓患者應用LCZ696比應用纈沙坦血漿NT-proBNP降低更明顯，雖然研究未檢測到亞組差異。實驗沒有報告LCZ696增加血管性水腫或其他不良反應事件的風險。PARAMOUNT研究結果為治療HFpEF帶來了新希望，正在進行的PARAGON-HF研究，納入4 300例HFpEF患者，比較LCZ696與纈沙坦以心血管疾病和死亡率的硬終點事件。除LCZ696之外，其他新型單分子ARNi亦在進行臨床前評估。

綜上所述，目前仍迫切需要開發能更好地控制和治療HF的藥物，通過抑制NPs分解或應用合成NPs從而增強NPs系統，成為心衰治療研究中一個很有前景的領域。ARNi類藥物有望成為HF治療的一種新型具有突破性的藥物。