腦啡肽酶及其抑制劑在心力衰竭治療中的研究概述

趙玲，馬丹，劉鳳歧

(哈爾濱醫科大學附屬第一醫院內科危重癥病房，哈爾濱 150001)

心力衰竭(heart failure,HF)是各種心臟疾病的終末階段。目前顯示>65歲老年人心力衰竭發病率可達6%～10%，顯著高于年輕人[1]。目前抑制神經內分泌系統的過度激活是治療HF的重要措施，而近年來發現，以血管緊張素轉換酶抑制劑(angiotensin converting enzyme inhibitors, ACEI)和血管緊張素受體拮抗劑(angiotensin Ⅱ receptor blocker, ARB)為基礎的傳統藥物治療具有“上限效應”，即某些長期用藥患者出現藥物有效性減退甚至缺乏，而導致臨床效果降低[2]。HF仍是心血管研究領域的重點及難點課題之一。

腦啡肽酶(neprilysin, NEP) 是一種肽酶M13家族的成員，屬于鋅依賴性Ⅱ型整合膜金屬肽酶，在人體中廣泛分布，如腎臟、大腦、心臟及中性粒細胞膜表面等。NEP可以水解體內多種血管活性物質，如利鈉肽、緩激肽、血管緊張素I(angiotensin Ⅰ, Ang Ⅰ)、血管緊張素II(angiotensin Ⅱ, Ang Ⅱ)、腎上腺髓質素、神經降壓素、白細胞介素1β及內皮素等，參與HF的發生及發展[3]。NEP還可以水解體內多種非血管活性物質[3，4]，如β-淀粉樣蛋白(β-amyloid, Aβ蛋白)、胃泌素及胰高血糖素等。正因為NEP作用的廣泛性，也引發了人們對腦啡肽酶抑制劑使用安全性方面的高度關注。

1 NEP在HF臨床研究中的意義

研究發現人體內的NEP可分為可溶性NEP(soluble NEP, sNEP)與膜結合NEP。sNEP被認為是由膜結合細胞外結構域脫落或外泌體分泌產生的，在血液、尿液和滑液中均可發現具有催化活性的sNEP。曾有研究人員采用改良的夾心免疫分析法測定HF患者循環sNEP水平，結果顯示sNEP水平與心血管死亡或心力衰竭住院(HR=1.37)、心血管死亡(HR=1.60)和全因死亡(HR=1.27)的主要終點顯著相關[5]。另有關于sNEP水平與HF患者生存率及最終無事件發生率的研究結果顯示：sNEP水平與HF患者復發以及死亡存在相關性[6]。還有研究顯示血液樣本中sNEP含量及活性呈正相關(R2=0.7 017)，且sNEP在人血樣本中較穩定，在4 ℃環境中可以保存24 h，在-20 ℃中可以保存28 d，且與-80 ℃中保存的樣本含量比較，差異無統計學意義(P>0.05)[7]。以上研究均表明血液樣本中sNEP水平有望成為HF診斷和預后評估的生物學標記。

2 NEP在HF發生發展中的調節機制

2.1 NEP與利鈉肽系統

利鈉肽系統(natriuretic peptide system, NPs)主要由A型利鈉肽、B型利鈉肽 和C型利鈉肽等成員組成，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。NPs通過拮抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統(renin-angiotensin-aldosterone system, 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及延緩HF進展等作用[8]。

NEP是NPs關鍵組成部分，是降解利鈉肽的關鍵酶。研究顯示，HF時患者體內NEP的表達和活化增加[9]，會加速有活性的NPs降解速度，降低NPs 生物活性。有研究證實HF 患者血液中總免疫反應性NPs水平增高，但有活性的NPs水平下降，失去生物活性的NPs增多[8]。由此可見，HF時NEP會降低NPs的有益作用，進一步加重水鈉潴留，導致外周血管阻力增加，對HF產生不利影響。

2.2 NEP與交感神經過度激活

目前研究表明，持續的交感神經激活可加劇HF患者心肌細胞損傷、心臟纖維化和左心室功能障礙的進展[10]。目前NEP與神經系統疾病的研究中發現[11]，NEP是一種突觸前膜相關的酶，缺氧會對神經元中的NEP表達產生影響。Polhemus等[10]利用腎交感神經射頻消融術(radiofrequency renal nerve denervation, RF-RDN)處理的心力衰竭大鼠模型發現：與假射頻組大鼠(sham-RDN)相比，在12周研究結束時，伴隨著循環NP的顯著升高，經腎射頻消融術處理的大鼠左室纖維化程度顯著降低，心室功能及血管功能均得到改善。該研究進一步證實了在HF時NEP活性及表達增多，可能是交感神經過度激活的產物，從而加快了NP的水解，加重了HF的進展。

2.3 NEP與RAAS

NEP作為一種多血管活性物質水解酶，可直接水解Ang Ⅰ和Ang Ⅱ，從而起到抑制RAAS系統的過度激活，減少水鈉潴留，改善HF癥狀等作用。研究顯示在替代RAAS軸中，NEP是將Ang Ⅰ代謝為Ang-(1-7)的主要酶，Ang-(1-7)是Ang Ⅱ的內源性反調節因子，可以激活G蛋白偶聯受體 MAS1，促進NO釋放和Akt磷酸化，發揮降壓、抗炎及抗纖維化作用并對抗AT1受體的作用[12]。因此可以看出NEP參與Ang-(1-7)和Ang Ⅱ之間的不平衡的調節，而這種不平衡會加速心血管疾病和腎臟疾病的進展。由此可見NEP參與HF時RAAS系統的調控。

2.4 NEP與激肽-激肽釋放酶系統

激肽-激肽釋放酶系統(kinin-kallikrein system, KKS)是一個復雜的內源性多酶系統，調控心血管、神經系統及腎臟等的生理功能。緩激肽與其受體結合可以發揮降低血壓、改善心肌缺血及延緩HF等多種保護效應。目前研究顯示NEP與緩激肽的水解有關，從而減少緩激肽的心臟保護效應。曾有研究學者利用敲除小鼠NEP基因觀察到小鼠基礎血管通透性增加，血壓降低，以及心臟重量/體質量比降低，通過施用重組NEP，可以逆轉血管通透性。通過向野生型小鼠施用NEP抑制劑thiorphan和磷酰胺，可以再現出小鼠基礎血管通透性增加。這些研究表明NEP在控制緩激肽介導的小鼠血管通透性和血壓調節中起重要作用[13]。

3 NEP抑制劑在HF的臨床研究進展

2006年，首個血管緊張素受體腦啡肽酶抑制劑(angiotensin receptor neprilysin inhibitor, ARNI)——沙庫巴曲纈沙坦問世。目前大量的臨床試驗也證實了，ARNI在治療射血分數減低的心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF)、新發HF和急性失代償HF等治療及改善預后方面同樣具有良好收益[14]。2019歐洲心力衰竭協會(Heart Failure Association,HFA)/歐洲心臟病學會(European Society of Cardiology,ESC)專家共識指出，對于已使用ACEI、β受體阻滯劑和鹽皮質激素受體拮抗劑(mineralocorticoid receptor antagonist,MRA)進行了優化治療，但對于仍然存在癥狀的門診HFrEF患者，建議使用ARNI替代 ACEI/ARB，以降低患者住院及死亡風險；對于因新發HF或失代償性慢性HF住院的患者，可考慮起始使用ARNI而不是ACEI或ARB，以減少不良事件的短期發生風險并簡化治療流程[15]。

截至目前，ARNI在射血分數保留心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)患者中的應用尚未寫入指南，但有試驗數據和臨床數據表明ARNI可能使HFpEF患者獲得極大的受益。2019年發表的PARAGON-HF研究顯示[16]，與纈沙坦組相比，ARNI組主要終點事件發生率降低了13%，但差異無統計學意義(P=0.059)；且總體證據顯示其對臨床上異質性很高的慢性HFpEF患者類型仍然有很多臨床獲益，尤其對于LVEF<57%和女性慢性HFpEF患者。由目前研究來看，仍需大型試驗及研究來確定ARNI在HFpEF中的作用。

此外，目前研究顯示ARNI還存在改善心功能以外的其他作用：(1) 抗室性心律失常作用[17]。目前有研究認為ARNI可作為一種潛在的抗心律失常藥物，通過減少心肌纖維化和心室壁伸長，從而降低室性心律失常的發生率，減少心力衰竭患者猝死的風險。de Diego等[16]研究發現，與常規治療組相比，經過ARNI治療的患者室性期前收縮減少，非持續性室速發生率降低，除顫器放電減少。(2)腎臟保護作用。Damman等[17]評估了ARNI對8 339例射血分數減少的HF患者腎臟影響，ARNI治療組的心力衰竭患者腎小球濾過率降低率要低于依那普利相。 獲益可能與抑制NEP后 NPs 濃度升高對RASS的對抗作用增加有關。(3)降糖作用。通過對PARADIGM-HF事后分析發現[18],與依那普利組相比，ARNI治療組HbA1c長期降低作用更為明顯，新增胰島素注射率及新增口服降糖藥的發生率也較低，表明ARNI可能增強HFrEF和糖尿病患者的血糖控制。推測獲益可能與 ARNI抑制NEP后導致的NEP作用底物胰島素B或者胰高血糖素樣肽1濃度增加有關。

基于以上研究，以ARNI為基石的“新三角”或將為HF的治療帶來新希望。

4 NEP作為藥物靶點引發的爭議

NEP還可以降解多種非血管活性肽類如Aβ蛋白、神經肽、胃泌素及胰高血糖素等，參與機體疼痛、炎癥反應、細胞有絲分裂、血管生成及消化系統等調節作用[3]。因此有學者將NEP作為一個實際的藥物靶點的作用提出了質疑。如當心臟病學家對他們的工具箱里新藥ARNI感到興奮時，一些神經學家卻在質疑ARNI是否會增加抗氧化藥物的含量，長期的使用是否會增加阿爾茲海默癥(Alzheimer′s disease, AD)的風險。目前研究已經證實NEP是降解Aβ蛋白最有效的蛋白酶[19]。Aβ蛋白是一種被證實與AD相關的蛋白。在神經元細胞中，NEP的表達是通過抑制因子組蛋白去乙酰酶或轉錄激活因子AICD與其啟動子競爭性結合來調控。AICD是在淀粉樣前體蛋白裂解的過程中與Aβ蛋白一起產生，提供了一個生理反饋機制控制Aβ蛋白水平。理論上ARNI可導致Aβ蛋白升高，并帶來一些治療風險。一些動物研究表明，抑制NEP對認知功能存在潛在不利影響[3]。然而目前依舊沒有明確的證據表明ARNI會對人類的記憶和學習產生不利影響。Perlman等[20]對2015年7月至2017年3月提交給食品藥品監督管理局不良事件報告系統的不良事件病例進行分析，結果顯示ARNI與不良反應中短期癡呆沒有相關性。De Vecchis等[21]對51例接受ARNI治療的CHF患者和51例接受常規藥物治療的對照組進行了回顧性隊列研究，結果表明，使用ARNI治療的CHF患者和對照組之間認知影響差異無統計學意義。對于這些臨床研究的陰性結果，認為一方面跟研究均屬于短期研究、而認知功能的改變本就是一個慢性的過程有關;另一方面結果可能跟ARNI藥理設計有關，其代謝產物LBQ657穿過血腦屏障的程度有限(腦脊液中濃度為血藥濃度的0.28%)[22]。然而部分專家認為預測LBQ657穿過血腦屏障的通透性是困難的，尤其是在AD患者中，AD高?；颊呖赡艽嬖谘X屏障功能障礙，導致LBQ657能夠通過血腦屏障，引起AD損傷或者其他腦淀粉樣病變[20]。目前由于HF治療方法的進步，HF患者的生存年限延長，ARNI長期使用是否會引起認知功能障礙值得人們關注。此外研究還顯示NEP參與細胞的有絲分裂，可能與腫瘤的抑制或者增殖有關[23]，這提示我們在研究ARNI中需要將腫瘤納入長期監測范圍中。

5 結論與展望

目前大量的研究表明，在缺氧等HF情況下，人體內的NEP表達及活性可以增加， sNEP有望成為HF診斷、治療效果及預后評價新生物學的檢測指標。而且隨著ARNI在HF治療中廣泛使用，研究已證實其可以改善心臟結構和功能、降低HF標志物、延緩心室重構、降低患者的死亡及住院風險、提高生活質量。但是對于老年患者、單純高血壓患者、急性冠狀動脈綜合征、射血分數保留及射血分數中間值的患者，仍需要進行大量的研究，以期獲得更大的適應癥。同時因NEP分布及水解作用的廣泛性，ARNI長期使用的安全性受到了人們的質疑，需要更多的臨床試驗去證實。