血管緊張素(1-12)/糜酶軸有望成為心力衰竭治療的新靶點

腎素-血管緊張素系統(RAS)激活可導致心力衰竭(心衰)惡化，抑制血管緊張素 (Ang)Ⅱ活性能延緩心衰的進展，然而近年大量臨床證據表明，作用于RAS的藥物對心衰的改善程度有限。隨著對血管活性肽家族研究的深入，心衰的治療理念正在發生轉變。

1 近期發現的血管緊張素活性肽

血管緊張素原在腎素作用下生成Ang Ⅰ，Ang Ⅰ在血管緊張素轉換酶(ACE)的作用下生成Ang Ⅱ。Ang Ⅱ在酶的作用下衍生出一系列血管活性肽，如Ang-(1-7)、Ang A、Ang-(1-9)、Ang Ⅲ(2-8)、Ang Ⅳ(3-8)[1]。另外，血管緊張素原還生成一些目前為止未發現明確生物學活性的血管活性肽，如Ang-(1-4)、Ang-(1-5)[1]。血管緊張素原除了在腎素作用下生成Ang Ⅰ外，還可被其他酶剪切生成Ang-(1-12)。羧基肽酶A、組織蛋白酶A可將Ang Ⅰ剪切成Ang-(1-9)，隨后在ACE的作用下轉化為Ang-(1-7)，Ang-(1-7)又可被相應的酶剪切成Ang-(1-5)、Ang-(1-4)等[1]。Ang成員具有不同的生物學活性，其中對Ang-(1-12)生物學作用的研究最為廣泛，研究證實其參與非經典途徑Ang Ⅱ的合成。

2 RAS及Ang-(1-12)生物學作用概述

RAS主要指腎素、ACE以及血管緊張素原組成的自我調節系統，Ang Ⅱ是該系統中縮血管作用最強的血管活性肽。Nagata等[2]于2006年首次報道Ang-(1-12)，此后的研究證實Ang-(1-12)由血管緊張素原經ACE剪切而成，其縮血管活性較弱。Ang-(1-12)分布于全身多個器官。在體循環系統中，ACE能夠將Ang-(1-12)代謝成Ang Ⅰ和Ang Ⅱ；在腎臟皮質部分，腦啡肽酶能將Ang-(1-12)轉化成Ang-(1-7)；在人類心肌組織中，糜酶(Chymase)可將Ang-(1-12)轉化成Ang Ⅱ[3]。與經典RAS不同，組織中Ang-(1-12)的代謝對Chymase高度依賴，Chymase途徑為心臟非ACE途徑Ang Ⅱ的主要來源。目前的證據表明，血管緊張素原經Ang-(1-12)途徑生成的Ang Ⅱ對心血管系統產生顯著的病理作用。組織中Chymase依賴的Ang Ⅱ通過改變細胞膜鉀離子通道活性導致心律失常和高血壓[4]。Ang-(1-12) 經由Chymase代謝，產生的Ang Ⅱ可導致心肌肥厚、高血壓以及心房顫動。將Ang-(1-12)注入大鼠體內會導致大鼠心率加快，血壓升高。細胞內的Ang-(1-12)還可以通過激活蛋白激酶C減少鉀電流，引起動作電位時程延長，該變化是折返性心律失常的重要原因。另有少數研究表明，Ang-(1-12)對心血管系統有益。Ang-(1-12)可降低轉基因高血壓大鼠的血壓水平[5]，能通過Chymase途徑增加正常及心衰大鼠左室心肌細胞收縮力[6]。

3 Ang非經典分泌方式與Ang Ⅱ逃逸

現已證實經典途徑來源的Ang Ⅱ遠少于非經典途徑。組織源性Ang通過旁分泌方式作用于臨近細胞或通過自分泌方式作用于自身，被稱為Ang的非經典分泌方式。非經典分泌的Ang發揮生物活性的途徑有兩種：一種是與細胞外受體結合，通過信號轉導的方式作用于細胞；另一種是在細胞內直接合成Ang并作用于自身。研究表明，機體內Ang Ⅱ 的活性不能被血管緊張素1受體(AT1受體)阻滯劑抑制。氯沙坦不能抑制離體倉鼠心臟細胞內Ang Ⅱ的效應[7]。長期應用氯沙坦、依那普利雖然可抑制體循環系統的RAS活性，使血壓顯著下降，但并不能降低心臟組織中Ang Ⅱ的水平[8]。以上研究均提示體內可能存在一個獨立于體循環系統的Ang Ⅱ合成途徑。表達人類血管緊張素原的轉基因大鼠的血壓水平較正常大鼠顯著升高，心臟結構及收縮功能異常，然而大鼠的腎素不具備剪切人類血管緊張素原生成Ang Ⅱ的能力，該研究證實了非腎素依賴性Ang Ⅱ合成途徑的存在[9]。非腎素依賴的Ang Ⅱ由組織中肥大細胞蛋白酶剪切Ang-(1-12)而成[10]。這種Ang Ⅱ合成不能被RAS抑制劑阻斷的現象稱為Ang Ⅱ逃逸[10]，研究證實肥大細胞中參與合成Ang Ⅱ的酶為Chymase。綜上所述，Chymase途徑合成的Ang Ⅱ不能被常規RAS抑制劑阻斷是造成Ang Ⅱ逃逸的主要原因。

4 經典的RAS抑制劑治療心血管疾病的局限性

雖然基礎研究顯示RAS抑制劑能夠延緩心血管疾病進展，但臨床上的實際療效并非如此。臨床試驗表明，血管緊張素轉換酶抑制劑(ACEI)和血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑(ARB)并不能顯著的降低心衰患者的死亡率[11]。HOPE研究[12]顯示，心血管疾病高風險患者應用雷米普利后，心血管相關事件的發生率為14%，而安慰劑組心血管相關事件的發生率為17.8%。SOLVD研究[13]表明，接受依那普利的患者死亡率為35.2%，而安慰劑組死亡率為39.7%。CHARM-Alternative研究[11]對不耐受ACEI的心衰患者隨機給予坎地沙坦或安慰劑治療，經過33.7個月的隨訪后發現，坎地沙坦組再住院及死亡率為33%，安慰劑組為40.6%。慢性心衰患者接受ACEI或ARB治療后，心源性死亡相關風險僅比安慰劑組降低5%～18%。研究還發現高血壓人群應用ACEI和ARB，療效并不優于其他治療方案，提示RAS抑制劑僅使患者在降壓方面獲益，并未阻斷Ang Ⅱ引起的靶器官損害[14]。推測可能的原因是藥物不能到達體內Ang Ⅱ的合成部位[10]，隨后的研究證實RAS抑制劑不能阻斷組織源性Ang Ⅱ的合成[11,15]。其主要原因為：(1)逃逸現象。Ang Ⅱ的合成有多種方式，抑制ACE途徑的Ang Ⅱ合成會活化Ang Ⅱ合成的替代路徑。盡管在ACEI治療的起始階段，血漿中Ang Ⅱ的水平顯著下降，但隨著治療時間的延長，Ang Ⅱ的水平又恢復正常[16]。(2)細胞分泌的獨立性。Ang-(1-12)可以在細胞水平經Chymase生成Ang Ⅱ，而ACEI及ARB不能進入組織及細胞內。人類心臟中ACE途徑生成的AngⅡ只占11%左右，而經Chymase途徑生成的AngⅡ卻占約80%左右。因此，傳統藥物無法進入細胞內抑制Ang Ⅱ的作用，調控Chymase活性以達到抑制組織中Ang Ⅱ的合成有望成為未來治療心血管疾病、改善心血管疾病預后的方向。

5 Chymase參與心血管疾病發生發展的機制

RAS的分泌方式非常復雜，除了經典的分泌及調控途徑以外，還存在旁分泌和自分泌途徑[17-18]。已有研究證實，人類的左室以及左右心房細胞均表達Ang-(1-12)，心房擴大繼發的細胞牽張是細胞Ang-(1-12)表達的主要原因，在擴大的心房組織中Chymase mRNA的表達也相應增加，提示Chymase途徑生成的Ang Ⅱ是病理狀態下心肌組織源性Ang Ⅱ的主要來源。除此之外，肥大細胞、腎小球系膜細胞、腎臟血管平滑肌細胞、內皮細胞以及間充質細胞內均發現有Chymase存在，但肥大細胞是心肌病理狀態下Ang Ⅱ的主要來源。采用反相高效液相色譜法研究Chymase抑制劑(chymostatin)、ACEI(賴諾普利)、Ang Ⅱ抑制劑(MLN-4760)以及腦啡肽酶抑制劑(SHC39370)對Ang的作用時發現，將Chymase抑制劑從抑制劑混合物中去除后，Ang Ⅱ的合成顯著減少；腦啡肽酶、ACE、ACE2僅能水解少量Ang-(1-12)。該研究證實，雖然Ang Ⅱ的來源途徑多樣，但Chymase是心臟組織源性Ang Ⅱ的主要合成酶。長期應用ACEI能夠顯著增加緩激肽介導的左室間質Chymase的活性上調，因此應用ACEI雖然能夠抑制RAS，但Chymase的活性上調仍會導致Ang Ⅱ顯著增加，這解釋了RAS抑制劑在心衰治療方面的局限性[19]。

Chymase還存在于肥大細胞顆粒中，在肥大細胞缺乏的大鼠中長期應用ACEI未能觀察到Chymase的活性增加，提示肥大細胞分泌的Chymase參與Ang Ⅱ逃逸；而在正常大鼠中，Chymase抑制劑能夠顯著降低大鼠左室間質Ang Ⅱ的水平，說明Chymase是組織源性Ang Ⅱ的關鍵酶。病理狀態下肥大細胞的細胞顆粒釋放增加，缺血再灌注后犬的心肌間質以及細胞內Chymase的活性均上調，并且該變化能夠被口服Chymase抑制劑所抑制，提示Chymase是促進心肌病理進展的關鍵環節[20]。肥大細胞并非是心臟組織Chymase的唯一來源，Chymase合成和代謝的詳細機制目前尚不清楚[20-21]。除Ang-(1-12)外，其他Chymase依賴性調節肽也參與炎性反應和組織重構[19]。

動物研究顯示，切除卵巢會導致肥大細胞數量、Ang Ⅱ水平以及Chymase活性增加；而長期雌激素治療可減輕上述改變，提示雌激素對心臟的保護作用可能是通過減少局部組織Chymase依賴的Ang Ⅱ發揮作用[22]。Chymase途徑生成的Ang Ⅱ獨立于體循環系統，且是病理狀態下心衰進展的主要原因[23-24]，研究組織源性Ang Ⅱ抑制劑是預防心衰進展的重要方向。

6 Chymase抑制劑與心血管疾病

肥大細胞通過釋放趨化因子、細胞因子、過氧化物酶參與機體的過敏反應。研究表明，肥大細胞通過釋放Chymase，加速心臟功能惡化。動物和人體實驗均證實，心衰患者心肌組織中肥大細胞數量增加。Chymase能夠加速心血管疾病惡化，病理狀態下心肌 Chymase的活性明顯高于ACE[25]，抑制組織源性Chymase較常規抑制RAS能使患者獲益更大。抗過敏藥物中肥大細胞穩定劑曲尼司特最早用于心血管疾病的實驗性治療，其能穩定肥大細胞，減少Chymase的病理性合成，在動物實驗中顯示出抗動脈硬化作用，人體試驗療效有待驗證。此外，已證實Chymase抑制劑如SUN-C8257、BCEAB、Suc-Val-Pro-PheP(OPh)2、TY-51469、NK3201、TEI-E548等均對心血管疾病有治療作用。動物試驗表明，SUN-C8257可以預防心肌纖維化，改善舒張性心衰和快速心律失常所致的心衰。NK3201能夠選擇性抑制Chymase的活性而不改變ACE活性，顯著降低心肌梗死后倉鼠心肌組織中Chymase的活性。BCEAB、NK3201和TEI-E548能改善心肌梗死、心肌病以及心律失常所致的心衰。以上研究表明，與減少Chymase來源的治療思路相比，Chymase抑制劑顯示出了良好的治療效果。

7 Ang-(1-12)/Chymase軸在心血管疾病治療中的展望

細胞內Ang-(1-12)/Chymase軸具備獨立的分泌及作用途徑，心肌組織及肥大細胞中發現的Chymase具備將Ang-(1-12)合成為Ang Ⅱ的能力，是傳統心衰治療藥物具有局限性的主要原因，也是新藥開發的關鍵。部分患者在接受RAS抑制劑治療后病情持續進展，研發作用于細胞內Ang-(1-12)/Chymase軸的藥物，是將來心血管疾病治療的重要方向。隨著對RAS研究的深入，基于調控Chymase活性的治療方案可能會成為心衰治療的新方法。