絕經(jīng)早晚期雌激素替代療法對動脈粥樣硬化的療效評價>

許天澤，蔡晶，趙曉棋，喬彤>

(南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院 血管外科，江蘇 南京 210009)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis, AS)是多種心血管疾病(cardiovascular disease, CVD)的基礎(chǔ)病變，嚴(yán)重威脅到人類，特別是50歲以上中老年人的健康[1]。流行病學(xué)研究顯示，女性絕經(jīng)前AS患病率較同齡男性顯著偏低，而絕經(jīng)后發(fā)病率逐漸升高，并在5～10年內(nèi)達到與男性相當(dāng)?shù)乃絒2]。因此，有大量研究[3]關(guān)注雌激素是否具有心血管保護作用，并推薦采用雌激素替代療法(hormone replacement therapy, HRT)以預(yù)防絕經(jīng)后女性的CVD。然而，以婦女健康倡議協(xié)會(Women’s Health Initiative, WHI)為主導(dǎo)的系列相關(guān)臨床跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)HRT存在“窗口期”，即在絕經(jīng)早期(絕經(jīng)后5年內(nèi))外源性雌激素可以對心血管系統(tǒng)起保護作用，但在絕經(jīng)晚期(絕經(jīng)后10年及以上)這種保護作用將消失，甚至反而會增加心血管疾病風(fēng)險[4- 5]。“窗口期”理論的提出是近10年來HRT相關(guān)臨床研究最重要的進展之一。本文作者綜述了雌激素、雌激素受體(estrogen receptors, ERs)及它們與CVD風(fēng)險和其中潛在的影響因素的相關(guān)性研究，并討論和展望HRT的使用前景。

1 雌激素與雌激素受體

1.1 雌激素

雌激素在生殖系統(tǒng)的發(fā)育和功能維持方面起著關(guān)鍵的作用，此外，它在心血管、骨骼肌肉、免疫和神經(jīng)系統(tǒng)中也介導(dǎo)了廣泛的生物學(xué)效應(yīng)[6]。生理條件下，人體內(nèi)產(chǎn)生的效能最強的雌激素是17β- 雌二醇(17β- estradiol, E2)，絕經(jīng)前女性90%的E2由其前體雄烯二酮(androstenedione)于卵巢卵泡細(xì)胞代謝形成雌酮(estrone)，而后轉(zhuǎn)化成E2并分泌。在性腺以外，E2經(jīng)芳香化酶(aromatase)產(chǎn)生雌酮和雌三醇(estriol, E3)兩種代謝產(chǎn)物。與E2相比，這兩種產(chǎn)物具有高配體親和力[7]，然而當(dāng)作為ERs的激動劑時，它們表現(xiàn)為較低的生物活性。因此，臨床上常用的雌激素是E2，并通過脂化作用以延長其半衰期。最近有證據(jù)表明，雌酮和E3的作用很可能具有組織特異性，這為雌激素相關(guān)疾病中激素的選擇提供了理論依據(jù)[8]。

1.2 ERs

雌激素主要通過與ERα(由Esr1基因編輯)或ERβ(由Esr2基因編輯)結(jié)合以實現(xiàn)分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，兩者均屬于轉(zhuǎn)錄因子核受體(nuclear recepter, NR)家族。與NR家族的許多其他成員一樣，ERs包含進化上保守的結(jié)構(gòu)和不同的功能域。DNA結(jié)合功能域(DNA- binding domain, DBD)是DNA識別和結(jié)合的核心和最保守的結(jié)構(gòu)域；配體結(jié)合則發(fā)生在C- 端多功能配體結(jié)合域(Legand- binding domain, LBD)；而N- 端的結(jié)構(gòu)域在長度和結(jié)構(gòu)上都呈高度不保守。ERs的轉(zhuǎn)錄激活功能通過兩個不同的激活功能域(activating functions, AF)實現(xiàn)，其中AF- 1位于受體的N- 端處，而AF- 2位于C- 端的LBD中[9]。兩種ERs具有高度的序列同源性，僅在N- 端存在差異，并結(jié)合相同的DNA反應(yīng)元件，然而編碼它們的基因分別位于不同的染色體上[10- 11]。

除ERα和ERβ外，雌激素尚能通過G蛋白耦連雌激素受體1(GPER1)實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。GPER1主要介導(dǎo)非基因組雌激素信號通路[12]。雌激素與GPER1結(jié)合后，一方面通過Gs蛋白促進cAMP產(chǎn)生，另一方面通過一種百日咳毒素敏感的G蛋白觸發(fā)膜系肝素結(jié)合表皮生長因子的裂解，從而轉(zhuǎn)錄激活表皮生長因子受體，動員胞內(nèi)Ca2+或激活ERK1/2和Src信號通路[13- 14]。

1.3 雌激素- ERs信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

雌激素通過ERs實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)大致可以分為3種途徑[15]：(1) 經(jīng)典途徑，ERs在胞質(zhì)中以單體的形式與分子伴侶熱休克蛋白結(jié)合，當(dāng)雌激素進入細(xì)胞并結(jié)合ERs單體后，單體與分子伴侶解離并形成同源或異源E2- ERs二聚體，這種二聚體隨后進入細(xì)胞核，與雌激素反應(yīng)原件(estrogen response element, ERE)結(jié)合從而調(diào)節(jié)基因表達；(2) 連接途徑，雌激素- ERs與其他蛋白或轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合以間接調(diào)節(jié)基因表達，如Fos/Jun(AP- 1反應(yīng)元件)[16]或SP- 1 (富含GC的SP- 1 基序)[17]；(3) 快速非基因組途徑，雌激素與位于細(xì)胞膜或細(xì)胞質(zhì)的ERs結(jié)合，通過第2信使啟動信號級聯(lián)，影響離子通道或細(xì)胞質(zhì)中NO的水平以介導(dǎo)快速生理反應(yīng)[18- 19]。

2 雌激素- ERs與CVD

2.1 雌激素的心血管保護作用

流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，CVD的發(fā)生率存在性別差異，相較于絕經(jīng)前女性，男性和絕經(jīng)后女性似乎更易患病[20- 21]。雌激素水平較低的年輕女性(18～40歲)[22]及絕經(jīng)期提前的女性(早于40歲)[23]同樣具有更高的CVD風(fēng)險。絕經(jīng)期每推遲1年，CVD發(fā)生率將下降3%[24]。這些研究都指向一個結(jié)論，即雌激素可以起到心血管保護作用。

雌激素- ERs對心血管功能的影響可以總結(jié)為幾個方面，下文將重點闡述其對線粒體功能、血管內(nèi)皮細(xì)胞功能以及炎癥等方面的影響。

2.2 ERs與CVD

自身免疫甲狀腺炎導(dǎo)致的甲減很常見，需要限制碘攝入；甲狀腺全部切除或完全破壞所致甲減，患者需要服用甲狀腺激素（替代治療），此時攝入碘既沒有生理作用，也沒有風(fēng)險，食用加碘食鹽或未加碘食鹽對甲狀腺無明顯影響。如果是甲狀腺腺葉切除或甲狀腺組織尚有殘留，可以正常碘飲食，包括食用加碘食鹽。

從生理學(xué)角度分析，ERs與心血管功能的相關(guān)性是顯然的。兩種ERs均廣泛地表達于心血管系統(tǒng)中[25- 26]，如血管內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞。動物實驗表明，小鼠心血管的ERs具有抗凋亡、抗炎、抗AS、促血管生成及舒張血管等多種生物學(xué)功能[27- 28]。

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關(guān)于ERβ的研究結(jié)論存在一定爭議。有研究[42]認(rèn)為ERβ可能沒有參與雌激素的血管保護作用，因為與對照組相比，血管損傷模型的Esr2基因敲除(BERKO)小鼠血管組織沒有表現(xiàn)出形態(tài)學(xué)差異。然而，也有研究[43]認(rèn)為Erβ參與并起到心血管保護作用。隨著年齡增長，BERKO小鼠出現(xiàn)了持續(xù)舒張性和收縮性高血壓。還有研究[44]觀察到，在雌鼠中ERβ參與了急性局部缺血后抗凋亡信號通路(PI3K- PKB)的激活，從而增強了心肌功能。甚至也有研究[45]表明，ERβ對心血管功能起負(fù)面作用，如ERβ敲除小鼠的脂肪組織會出現(xiàn)PPARγ信號通路增強，使其免于飲食導(dǎo)致的胰島素抵抗和葡萄糖不耐受。相較于對照組，BERKO小鼠中沒有觀察到雌激素的舒張血管作用[43]。絕經(jīng)后女性血管壁及斑塊處ERβ表達量與AS嚴(yán)重程度呈正相關(guān)[46]。

此外，兩種ERs的分布也存在一定差異。在血管壁平滑肌細(xì)胞，兩種ERs的分布未觀察到明顯差異；在心肌細(xì)胞中，兩種ERs均表達于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，但ERβ并不表達于細(xì)胞膜， ERα在細(xì)胞膜的表達量則顯著高于細(xì)胞質(zhì)[47]。值得注意的是，兩種ERs均表達于線粒體膜上[48]。兩種ERs的分布差異可能也是其對心血管功能不一致的原因。

本研究顯示，單純慢阻肺與ACO錯失早期診斷時間都是3年，兩者無明顯差異。既往研究顯示，ACO患者較單純慢阻肺患者癥狀多且重，肺功能更差，急性加重及住院次數(shù)增加［19-22］。本研究提示，ACO病人與單純慢阻肺相比，其錯失早期診斷時間并未減少，這似與ACO病人具有更多的癥狀相矛盾。因為癥狀多就醫(yī)機會增加，根據(jù)病史，醫(yī)生判斷慢阻肺可能性增加。實際上ACO病人可能因為癥狀反復(fù)，更易耐受，更不易引起病人足夠重視，誤認(rèn)為是機體衰老的表現(xiàn)，其確切原因尚不清楚。

然而，ERα和ERβ并非總表現(xiàn)為一致的功能。ERα在心肌和血管組織中均主要介導(dǎo)雌激素的保護作用。有報道稱，Esr1基因敲除(ERKO)的小鼠喪失了心血管保護能力[29- 32]；在Esr1基因存在突變的人類及小鼠中都觀察到肥胖和胰島素抵抗的現(xiàn)象[33- 35]。對心肌組織ERα的研究表明，在生理條件下ERKO小鼠不表現(xiàn)心功能障礙，但若對其實施某種打擊，如缺血再灌注處理，其心臟就會出現(xiàn)大量心肌細(xì)胞死亡、線粒體損傷、心肌延展性下降、冠脈流速下降和冠脈水腫[30, 36]；此外，ERKO小鼠還表現(xiàn)出對心肌酶底物的偏好轉(zhuǎn)移，即葡萄糖攝取率的下降[37]；特異性敲除心肌細(xì)胞Esr1基因的小鼠中可以觀察到與代謝、細(xì)胞生長、分化和肌肉構(gòu)型相關(guān)的基因均出現(xiàn)轉(zhuǎn)錄水平和表觀修飾水平的變化[38]；心肌細(xì)胞特異性過表達ERα的小鼠則能通過促進心功能以預(yù)防心肌梗死，這一現(xiàn)象僅在雌鼠中被發(fā)現(xiàn)[39]。對血管組織ERα的研究表明，在一種主動脈損傷的小鼠模型中，ERKO小鼠可以觀察到蛋白多糖的沉積(表明血管損傷程度更深)和平滑肌細(xì)胞的增殖[40]；在人體，尤其是絕經(jīng)前女性，ERα水平的下降與AS斑塊的增生相關(guān)[41]。

2.3 雌激素- ERs對心血管功能的影響

《“十三五”時期京津冀教育協(xié)同發(fā)展專項工作計劃》列出了京津冀教育協(xié)同發(fā)展中需要重點落實的合作項目，其中，高等教育資源共享和教育人才師資隊伍建設(shè)是重要組成部分。以此專項工作計劃為指導(dǎo)，從京津冀高校師資培訓(xùn)體系所承擔(dān)的教師培訓(xùn)工作入手，探討建立京津冀高校師資培訓(xùn)系統(tǒng)的協(xié)同機制，改變京津冀高校人才師資隊伍培訓(xùn)、教師發(fā)展等工作各自為戰(zhàn)的格局，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)相同工作的資源共享、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，相似工作的優(yōu)勢互補、互聯(lián)互通，促進京津冀高校教師培訓(xùn)工作的一體化，為進一步推動京津冀教育一體化進程提供實踐支持和重要參考。

兩種ERs的相對表達量也引起了部分研究者的關(guān)注。在接受HRT預(yù)防CVD的2型糖尿病患者中，其血管平滑肌ERα和ERβ表達量較健康對照組存在差異(ERα/ERβ偏低)，HRT反而會提高血管的氧化應(yīng)激和炎癥水平，同時減少NO生成，最終對心血管系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響[49]。此外，絕經(jīng)早晚期女性特別是在AS患者中，血管特別是斑塊部位ERα/ERβ的值出現(xiàn)降低的趨勢[50]。與之相對，皮下脂肪組織的ERα/ERβ值升高與雌激素治療對皮下脂肪胰島素抵抗的治療效果呈正相關(guān)[51]；而在前列腺癌和乳腺癌組織中ERα/ERβ值上升時，雌激素會降低抗氧化酶活性，加重細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷水平[52- 54]。以上結(jié)果表明，雌激素在不同組織和細(xì)胞類型中發(fā)揮作用與ERα/ERβ值相關(guān)。

雌激素在血管內(nèi)皮的維持和修復(fù)中也起到重要作用。非核內(nèi)的ERα可以通過其251～260氨基酸段與G蛋白Gαi和Gβγ相互作用，激活內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)促進內(nèi)皮細(xì)胞增殖與遷移，從而修復(fù)血管內(nèi)皮[63]。值得注意的是，這個過程中17α- 雌二醇、E2的一種低生物活性的同分異構(gòu)體似乎起到了相當(dāng)?shù)淖饔肹64]。

ERα和ERβ均可表達于線粒體膜上，其中ERα主要起到調(diào)控線粒體功能的作用[47, 55]，而ERβ似乎更多起到調(diào)控線粒體DNA轉(zhuǎn)錄的作用[56- 57]。此外，雌激素還能對活性氧(reactive oxygen species，ROS)的產(chǎn)生起到一些間接影響。高水平的ROS是CVD發(fā)生的重要促進因素，動物實驗中雌性動物細(xì)胞內(nèi)的線粒體產(chǎn)生ROS較雄性少[58- 61]，而ATP水平卻有所升高[62]。

雌激素主要通過ERα發(fā)揮抗炎作用[65- 66]。雌激素可以靶向循環(huán)系統(tǒng)中的單核細(xì)胞系，并通過ERα下調(diào)促炎信號分子如TNF、IFNα和IL- 12的水平[67]。此外，ERα還能阻止NF- κB的定植和激活，從而抑制促炎因子的轉(zhuǎn)錄。ERα還能激活PI3K通路以減輕炎癥反應(yīng)，而PI3K通路阻滯劑可以使該現(xiàn)象消失[68]。

3 影響HRT的因素

HRT的核心是應(yīng)用外源性雌激素以發(fā)揮其心血管保護作用，而HRT的“窗口期”理論提示絕經(jīng)后女性不僅存在雌激素的缺失，其下游靶標(biāo)水平的變化或許是解決該問題的關(guān)鍵所在。那么，哪些因素會影響雌激素- ERs通路，尤其是ERs的表達水平呢？

2.3 超聲綜合評分法對宮腔粘連程度分級的診斷效果 以病理結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，評價超聲綜合評分法對宮腔粘連程度分級的診斷效果。超聲綜合評分法對輕度宮腔粘連的敏感性和準(zhǔn)確性較高，對重度宮腔粘連的特異性較高，但對不同程度分級對比分析發(fā)現(xiàn)，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

對于絕經(jīng)前、絕經(jīng)早晚期的女性而言，研究發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)晚期(絕經(jīng)10年以上)女性血管處ERα的表達量與絕經(jīng)早期(絕經(jīng)5年內(nèi))女性相比沒有顯著性差異，但ERβ的表達量顯著高于絕經(jīng)早期的女性[50]；和年輕女性(平均24歲)相比，絕經(jīng)后女性(平均57歲)血管內(nèi)皮細(xì)胞處ERα的表達量減少了33%[69]。與上述現(xiàn)象相似的是，在小鼠實驗中，老齡組(12月齡)小鼠巨噬細(xì)胞與血管平滑肌細(xì)胞ERα表達量低于年輕組(10周齡)小鼠，而ERβ水平則保持不變[28]。除年齡因素外，機體氧化應(yīng)激水平的增加也是不容忽視的因素。體外實驗表明，氧化應(yīng)激處理可以下調(diào)ERα的表達并上調(diào)ERβ的表達[70]。若不考慮年齡而僅從分子生物學(xué)角度考慮，雌激素可以上調(diào)內(nèi)皮細(xì)胞ERα的表達，而ERβ的水平則有顯著下降[71]。另有研究[72]表明，對ER陽性的乳腺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)染HER2會導(dǎo)致其對激素療法的抵抗。也有報道[73]稱包括HER2在內(nèi)的受體酪氨酸激酶，如表皮生長因子受體、胰島素和胰島素樣生長因子1受體可以通過PI3K/Akt/mTOR通路直接使ERs磷酸化并活化。表觀遺傳學(xué)研究顯示，多酚類有機物，如蘿卜硫素、茶多酚等可以調(diào)節(jié)組氨酸乙酰化，從而上調(diào)乳腺癌細(xì)胞中的ERs表達[73- 74]。

4 結(jié) 論

對雌激素- ERs的研究較為共性地認(rèn)為，雌激素具有心血管保護作用，雌激素的主要靶點為ERs，其中ERα更傾向于實現(xiàn)保護作用，而ERβ的具體生理作用仍存在爭議；HRT在絕經(jīng)早晚期的療效存在差異，這種差異極有可能是ERα或ERβ或ERα/ERβ表達量的變化引起的，而影響ERs表達水平的相關(guān)研究仍不甚全面，除年齡外，氧化應(yīng)激水平和一些受體酪氨酸激酶類物質(zhì)被認(rèn)為與ERs的表達相關(guān)。若能在HRT中適當(dāng)輔以調(diào)控ERs表達的途徑，或許對降低當(dāng)下伴隨人口老齡化而日益增加的AS發(fā)病率是一項長遠而有益的幫助。