中性内肽酶及抑制剂在心血管疾病中的应用

郭亚男 杨海波 赵荫涛 张晋东 胡霞

中性内肽酶及抑制剂在心血管疾病中的应用

郭亚男 杨海波 赵荫涛 张晋东 胡霞

作者单位：450052 河南省郑州市，郑州大学第一附属医院心血管内科

中性内肽酶抑制剂； 心血管疾病； 心力衰竭； 高血压

Neprilysin； Cardiovascular disease； Heart failure； Hypertension

随着人口老龄化的加剧，心血管疾病已成为最主要的死因。目前认为神经激素系统的持续激活诱导和参与了慢性心血管疾病的进展。其中肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）、交感神经系统（SNS）及内皮素系统是最主要的反应系统。它们不仅可以通过水钠潴留及收缩血管使血压升高，而且可以造成不可逆的心血管重塑，因而这些系统的阻滞代表了一种重要的治疗策略。另一方面，人体有强大的调节系统，包括利钠肽系统（NPs）。但NPs可以被中性内肽酶（NEP）分解，因此中性内肽酶抑制剂（NEPi）可以阻断Nps的分解，升高体内NPs水平，尤其是心钠肽（ANP）的血清浓度。然而NEPi同样可以阻断多种缩血管肽类物质的分解，这意味着单纯的NEPi难以发挥理想的效果，所以联合其他药物就成为另一种选择。本文将对NEP相关代谢及其抑制剂在心血管领域的应用作一综述。

1 NEP及其代谢

NEP（EC 3.4.24.11）又称中性内肽酶、CD10、脑啡肽酶、急性淋巴母细胞白血病抗原（CALLA），位于细胞膜表面，包括1个短的N-末端胞内结构域、1个简单的跨膜螺旋和一个大的C-末端胞外催化结构域，其胞外结构域含有1个与催化有关的锌离子结合序列（H ExxH）[1]。NEP在肾脏最为丰富，但也广泛存在于心血管系统及其他组织，主要裂解分子量小于5 KD的寡肽，如NPs、血管活性肽（内皮素、缓激肽、AngⅠ）、神经肽（脑啡肽、P物质）和β淀粉样蛋白等[2]。

1.1 利钠肽（NPs） 利钠肽系统主要由三种物质组成，分别是 ANP、BNP、CNP，其中 ANP 和 BNP 主要来自心肌细胞。ANP以活性ANP1-28的形式从细胞分泌，而BNP则在心室血容量增加和压力超载刺激下使BNP mRNA表达增加，并翻译形成具有134个氨基酸的BNP原前体（pro-proBNP）。BNP以108个氨基酸组成的前体（proBNP1-108）从心肌细胞分泌，其先在71位氨基酸处去糖基化，然后经丝氨酸蛋白酶裂解为具有生物活性的BNP1-32及无活性的NT proBNP1-76[2]。与前两者不同，CNP以proCNP1-103形式主要由内皮细胞及肾细胞分泌，随后被裂解为具有活性的CNP1-22及CNP1-53。CNP对肾功能的作用最小，但抗纤维化作用是三者中最强的[3]。ANP及BNP主要通过结合鸟氨酸环化酶A（GC-A）升高胞内cGMP来发挥利钠、扩张血管、抑制RAAS系统及抗纤维化等作用；而CNP则主要通过GC-B发挥作用。研究证明，ANP基因rs5086变异引起ANP及BNP的降低与高血压及肥胖相关[4]。奈西利肽是一种同时激动GC-A及GC-B的新型嵌合肽，目前已经被日本及美国等批准治疗急性心衰。但ASCEND研究[5]证明，奈西利肽并没有减少30天死亡率及心衰再入院率。

NPs可以通过NPR-C受体从体内消除，此外还可以被NEP及二肽基肽酶-4（DPP-IV）降解。其中ANP及CNP可被NEP在多个部位分解，但最初主要是在Cys7和Phe8之间被裂解[6]。NEP对BNP的作用比前两者稍弱，首先在Met4和Val5之间被裂解，然后失活。NPs代谢的机制极为复杂，NEP也可能参与去糖基化的过程或与影响丝氨酸蛋白酶有关。NT-proBNP主要由肾脏消除，但其他机制也可能参与其消除[7]。

1.2 RAAS RAAS是人体最为重要的神经激素系统之一，主要由肾素、血管紧张素、醛固酮构成。RAAS系统的长期过度激活可引起血管收缩、后负荷增加及结构重塑。基于以上认识，RAAS已成为治疗心血管疾病的重要靶向目标。临床上，ACEI可以影响RAAS及BK代谢，已经在高血压、心衰、心梗后的心功能不全等疾病的治疗方面证明有效。但ACEI可以引起干咳、血管性水肿等不良反应，AngⅡ受体阻断剂（ARB）、肾素阻滞剂（DRi）、醛固酮受体拮抗剂（MRAs）可成为替代选择。此外，由于AngⅡ生成旁路途径的发现，糜酶介导的AngⅡ参与到心血管疾病的发生和发展中[8]，因此糜酶抑制剂将在临床实践中应用于ACEI无效的情况下，如醛固酮逃逸、AngⅡ反跳等。

NEP可以水解AngⅠ为Ang 1-7，而 Ang 1-7与收缩血管的AngⅡ的作用相反[9]。并且NEPi可能会升高血中AngⅡ的浓度，这就为NEPi联合ARB提供了合理的依据。

1.3 内皮素（endothelins，ET） 内皮素是由212个氨基酸组成的内皮素前体，经由蛋白酶分解成38个氨基酸的大内皮素，再由内皮素转化酶（ECE）裂解为21个氨基酸的活性内皮素。体内共有ET-1、ET-2、ET-3、ET-U 四种同分异构体[10]。ECE 是内皮素合成的关键限速酶，控制着整个内皮素的产生。其他酶类如糜酶、基质金属蛋白酶Ⅱ等也参与内皮素的形成。另外，NEP通过水解ET-1（1-31）使其变为有活性的ET-1（1-21）。内皮素的半衰期很短，为2～15分钟，主要由肺、肾、肝灭活。体内有多种物质可能参与ET-1的降解，其中最有可能是NEP。因此，NEP不仅参与活性ET-1的生成，还参与其分解[11]。

1.4 缓激肽（bradykinin，BK） 缓激肽是一种有效的血管内皮依赖的血管扩张肽，主要在炎症及凝血发生的部位生成。BK可以与β1、β2受体结合引发前列腺素、一氧化氮等分泌而使血管扩张，此外还可以刺激内皮细胞产生释放组织型纤溶酶原激活物。由于β2受体密度较高，对BK及赖氨酸缓激肽敏感，所以BK主要通过β2受体发挥生物学效应。

激肽形成后可迅速被组织或血浆中的一组激肽酶分解，主要有三种特异性的金属蛋白酶参与BK的降解，分别为激肽酶Ⅱ（ACE）、氨基肽酶P（APP）及 NEP，作用强度 ACE＞APP＞NEP）[12]。另外，DPP-Ⅳ和激肽酶Ⅰ等也参与缓激肽的分解代谢。ACE是分解缓激肽及其代谢产物最主要的酶，ACEI改善心力衰竭患者的发病率与死亡率已得到广泛的认可，这可能与其阻滞缓激肽的代谢并且增加人体对缓激肽的敏感性有关[13]。NEP可以水解BK为BK1-7而使之失活。所以当ACE被阻滞时，如果APP、NEP、DPP-IV的功能受损，均可进一步增加缓激肽的血清浓度，引发血管性水肿。

1.5 β淀粉样蛋白 （Aβ） 阿尔茨海默病（Alzheimer′disease，AD）是一种起病隐匿的以记忆障碍为核心的慢性、进行性发展的老年疾病。Aβ在脑内的沉积是阿尔茨海默病的发病机制，最具特征性的病理改变是由Aβ沉积形成的老年斑，造成细胞内神经原纤维缠结和神经元丢失[14]。

在脑内有多种物质共同参与Aβ的分解，如ACE、ECE-1、胰岛素降解酶（IDE）及 NEP，NEP 是降解Aβ最强的酶。多个研究证明，NEP在AD发病机制中起重要作用，且AD患者NEP的表达是低下的[15]。

2 NEP抑制剂在心血管疾病中的应用

心血管疾病在世界范围内已成为人类最主要的死因，并给各国带来沉重的医疗负担。目前的药物治疗没有有效的延缓疾病的进展，最主要的原因是缺乏对此类疾病病理机制的了解。高血压和心衰是心血管领域最重要的两种疾病，发病机制主要为体内的神经体液失衡。阻滞RAAS成为目前治疗高血压及心力衰竭最为有效的方案，成为治疗心衰药物的基石。

NEP能分解多种肽类物质，其抑制剂最重要的功能是增加体内NPs水平，发挥排钠及排水的作用。亚洲人群的摄盐量比西方人高，考虑到近些年亚洲人群的高肥胖率，实际摄盐量会更高，所以NEPi可能更适合亚洲人群[16]。因此，NEPi可作为治疗高血压及心力衰竭的一个新的选择。

2.1 NEPi的单独使用 NEP可以被candoxatrilat、thiorphan及其前体sinorphan、phosphoramidon所阻滞。但由于NEP存在广泛的作用底物，NEPi不仅升高血循环中的NPs及BK水平，同样可以升高血中的AngⅡ和ET-1水平，因此单独使用NEPi治疗高血压效果欠佳[17]。一些研究甚至证明，单独使用NEPi会出现比舒张血管更强的收缩血管效应[18]。对心衰患者尽管增加了肾排钠排水，但依然没有改善患者的心衰症状。

2.2 NEPi联合ACEI（VPi） 鉴于NEPi会导致血中AngⅡ等多种缩血管物质升高，联合使用ACEI降低血中AngⅡ，不仅可以降低血管阻力，而且可以发挥NPs的利钠利水作用，这就为高血压、心力衰竭及肾脏疾病的治疗提供了一种新的策略。

OCTAVE研究[19]是一个大型的、多中心的对照试验，采纳25 302例高血压患者，通过比较依那普利与Omapatrilat在治疗高血压24周后的效果，发现Omapatrilat比依那普利更易达到目标值血压，但也更容易出现血管性水肿（2.17%比0.68%）。

IMPRESS研究[20]采纳573例患者，以赖诺普利与Omapatrilat进行比较，发现Omapatrilat在减少死亡、再入院等方面表现良好，并且在心功能改善方面比赖诺普利更具优势。IMPRESS的后续研究证明患者血中C-ANP而不是BNP升高[21]。OVERTURE研究[22]采纳5770例心衰患者，比较Omapatrilat与依那普利，发现Omapatrilat在联合死亡率及再入院方面没有更具优势，且可能存在相当严重的不良反应（AE），所以最终FDA没有批准这种药物[23]。

2.3 NEPi联合ARB（ARNi） LCZ696是这类药物中第一个用于研究的药物，它由ARB类药物缬沙坦及NEPi前体AHU377以1∶1的比例合成。其中AHU377被代谢成活性前体LBQ657[24]。

PARAMOUNT研究[25]采纳301例射血分数保留的心衰（HFpEF）患者，比较LCZ696与缬沙坦12周的治疗效果，发现LCZ696组的NT-proBNP明显下降，且心衰症状明显改善。由于NT-proBNP不是NEP的作用底物，它仍可以作为评价心衰程度的依据。

PARADIGM-HF试验[26]以射血分数减少的心衰（HFrEF）患者为试验对象，以随机双盲的方式随机分配4187例患者到LCZ696组，4212例患者进入依那普利组。27个月后的中期随访结果显示，因血管疾病死亡或者因心衰再住院的患者，LCZ696组为 914例（21.8%），依那普利组为 1117例（26.5%），其中LCZ696组共有558例因心血管疾病死亡（13.3%），依那普利组有 693例死亡（16.5%）。另外LCZ696组有537例患者（12.8%）因心衰再次入院，依那普利组有658例（15.6%）。在改善肾功能方面，LCZ696组和依那普利组分别有8例及16例患者进入肾病晚期阶段。LCZ696可以明显改善患者的肾功能，既往研究也支持这一结论[27]。在试验阶段，LCZ696不良反应事件（咳嗽、血清肌酐升高、高钾血症等）发生率比依那普利组低。此外，该研究中未出现严重的AE。与依那普利组相比LCZ696组更容易出现低血压，但是这些患者很少需要停药。由于LCZ696在减少心血管因素死亡及再入院率方面的明显优势，成为欧盟监管历史上首个获得加速评估资格的心血管药物[28]。

2.4 NEPi联合其他药物 相关研究[29]证明，在肱动脉内灌注NEPi 90分钟后，出现血管收缩，且发现血中ET-1浓度明显升高，而AngⅡ未见明显变化。ECE是内皮素生成的关键酶，同NEP一样，也水解NPs和缓激肽，所以NEPi联合ECEi，或NEPi联合ECEi及ARB的三联疗法治疗心血管疾病是可行的[30]。

3 NEPi治疗的不良反应

血管性水肿[31]（angio-oedema，AE）是Omapatrilat治疗的一个并发症，主要是由于阻滞了影响缓激肽分解的酶（ACE、NEP）。其中ACEI引起的AE约占30%，从开始服用到发生AE的时间一般为10.2个月，但部分患者可于1天内或者8年后才发病。AE在非洲裔及吸烟者中发生率较高，原因可能分别与遗传和DPP-Ⅳ有关。由于ARB不像ACEi那样对BK造成严重影响，联合使用NEPi及ARBi可以有效减少AE的发生。

由于NEP在Aβ的代谢中起重要作用，因此NEP成为治疗心血管疾病及AD的靶向酶。但对于同时患有CHD及AD的患者，两种疾病的治疗策略是完全矛盾的[28]，尤其是AHU377及其活性代谢物LBQ657的大小都在400 KDa以下[32]，这使得上述药物的溶解状态易通过血脑屏障。然而相关研究指出，上述两种成分都含有极性基团和两个疏水苯甲基环，所以很难判断其是否会通过血脑屏障。其次，既往研究显示心血管疾病如高血压是AD进程中的危险因素，且无论是口服ACEI或者ARB已经显示对AD的治疗有益[33]。最后，严重心力衰竭患者大部分是老年患者，5年生存率较低，但是AD的发病过程较为缓慢，可能会超过患者生存时间。PARADIGM-HF试验未涉及上述疑问，因此，后续研究还需进一步完善。

4 结论

NEP是一种具有广泛作用底物的带锌离子金属蛋白酶。NEPi可以升高血中NPs水平，增加肾脏的排钠排水作用。但它同时可升高血中AngⅡ及ET-1水平，因此联合ACEI、ARB或ECEi等成为治疗高血压、心力衰竭的新的选择。鉴于LCZ696在PARADIGM-HF试验中的优异表现，相信会出现更多新的治疗方案，改善心血管疾病及CKD患者的愈后。但不可否认，有关NEP代谢的许多机制并未完全揭示，相关研究还需进一步完善，为心血管疾病的治疗带来更多希望。

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杨海波，E-mail：yanghaibo1975@126.com

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