利钠肽系统增强药物在心力衰竭治疗中的研究进展

索娅，鲍乾坤，李广平

(天津医科大学第二医院，天津 300211)

心力衰竭(HF)是因心室收缩或舒张结构功能受损所致的一种复杂的临床综合征，5年病死率高达50%。近年来由于老龄化人群心血管危险因素增多，HF的患病率呈逐年升高趋势[1]。肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)的持续性过度激活是HF的重要病理生理改变.RAAS阻滞剂是目前临床药物治疗HF的主要手段。但近年来发现，以血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素受体拮抗剂(ARB)为基础的药物治疗具有“上限效应”，即某些患者长期用药出现药物有效性减退甚至缺乏，而导致临床效果降低。HF时人体中RAAS的反向调控通路亦被激活。利钠肽(NPs)主要由心房利钠肽(ANP)、B型利尿钠肽(BNP)和C型利尿钠肽(CNP)等成员组成，由心脏、脉管系统、肾脏和中枢神经系统受到压力性牵张或其他刺激时产生，通过自分泌、旁分泌和内分泌的方式与颗粒状鸟苷酸环化酶(GC)受体结合，激活第二信使cGMP及其效应分子蛋白激酶G。NPs通过拮抗RAAS，发挥其促进利钠、利尿、血管舒张、抑制心肌肥大和心肌纤维化的作用。目前增强NPs的方法主要通过应用设计合成的NPs和抑制脑啡肽酶(NEP)。NEP是分解NPs的关键酶。现就利钠肽系统增强药物在心力衰竭治疗中的研究进展综述如下。

1 NPs系统

最近研究表明，虽然发生HF时血液中总免疫反应性NPs水平增高，但成熟的NPs水平下降，失去生物活性的NPs增加，从而导致HF患者NPs系统功能降低。HF患者如果出现NPs系统反应性降低或NPs系统抵抗则会进一步加重水钠潴留，导致外周血管阻力增加，对HF预后产生不利影响。NPs系统受到多种因素调控，NPs受体表达下调、cGMP降解增加、RAAS激活及NEP表达和活化增加均会导致NPs抵抗的发生[2]。目前增强NPs系统主要通过人工合成重组NPs、设计嵌合型NPs制剂、应用NEP抑制剂及其相关复合物等方法。

2 重组NPs

2.1 重组ANP 最初Desai等[3]发现，心脏能合成并释放一种既可增强肾脏利钠作用，又可降低血压的激素，随后这种激素被命名为ANP。ANP通过与组织中广泛表达的GC-A受体结合发挥作用，在肾上腺皮质中，ANP是一种有效的醛固酮抑制剂。日本已批准静脉给予重组ANP卡培立肽治疗HF，但尚无大型研究验证重组ANP对HF患者总体预后的影响。U型利尿钠肽(URO)是由肾脏产生的一种调节肾脏钠水平衡的ANP样蛋白。有研究评估URO应用于急性失代偿性充血性心力衰竭(ADHF)患者，在血流动力学、神经体液和症状方面均显示出有益影响，尽管出现轻度剂量依赖性低血压，但未损害肾功能。评估其在ADHF患者疗效和安全性的Ⅲ期临床试验(TRUE-AHF)正在进行[4]。

2.2 重组BNP 奈西立肽(nesiritide)是利用重组DNA技术从大肠杆菌中获得的合成型多肽，与内源性BNP具有相同的32个氨基酸组成序列且作用相似，降低收缩压及平均动脉压、利尿利钠、降低交感神经活性、抑制RAAS，无正性肌力和正性心率作用。发生HF时BNP导致GC-A受体激活，具有抗心肌肥厚、心肌重塑和抗凋亡作用。在针对轻度收缩性HF患者的试验中，通过皮下注射BNP 8周后患者HF症状得到改善，MRI证明左心室质量(LVM)降低[5]。权威性的VMAC临床试验[6]证明，nesiritide在短期无论是对临床症状还是血流动力学指标的改善均明显优于硝酸甘油组和安慰剂组，临床不良事件的发生率亦明显低于硝酸甘油组；应用nesiritide与应用硝酸甘油的两组患者在治疗6个月内病死率无统计学差异。基于该研究，美国食品和药物管理机构(FDA)批准nesiritide用于治疗ADHF。但后续的两项荟萃分析表明nesiritide可能与ADHF患者的短期死亡风险增加和肾功能恶化有关。因此又开展了ASCEND-HF试验，提示nesiritide可改善欧洲患者的症状，但美国患者并不显著，且与常规治疗相比并未降低ADHF患者的病死率[7]。产生中性结果的原因可能是nesiritide强效舒张血管导致血压过度降低，减弱了有益的肾脏作用。FUSION Ⅱ试验(慢性HF患者Ⅱ期试验)[8]亦得出中性结果,nesiritide组30天和180天病死率未增加，死亡相对危险和因心血管或肾脏原因的住院率与安慰剂组比较差异无统计学意义。由于重组BNP的安全性及对慢性失代偿HF远期预后的影响存在争议，近年来重组BNP的临床应用出现了下降趋势。

2.3 重组CNP CNP由内皮细胞和肾上皮细胞产生，通过激活GC-B受体及潜在的non-cGMP介导的利尿钠肽受体C(NPR-C)发挥作用。其主要作用是促进骨骼生长，但亦具有重要的心血管作用，在动物模型中，CNP抑制由血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)或内皮素-1(ET-1)引起的心肌肥厚[9]。在心脏成纤维细胞中，CNP可抑制AngⅡ诱导的间质纤维化。因CNP快速地被酶促降解并缺乏肾脏作用，其作为HF治疗剂受到了限制，但基于CNP设计的嵌合NPs已在进行HF临床试验。

2.4 重组树眼镜蛇属利钠肽(DNP) DNP最初由蛇毒提炼出来，随后发现其亦存在于人的血浆及心房肌细胞内，DNP与NPR-A有高亲和力及特异性，具有促进水钠排泄、诱导血管舒张和抑制血管平滑肌细胞增殖的功能。与其他利钠肽相比，DNP有较长的氨基端(C-末端)，对NEP有较强的抵抗力，故DNP在循环中被清除的速率低于其他NPs，血浆稳定性好[10]。

3 嵌合型NPs

像其他重组多肽/蛋白质药物一样，部分重组NPs存在稳定性差、体内半衰期短、溶解度低等问题，于是人工设计嵌合型NPs应运而生。嵌合型NPs是通过氨基酸修饰改造结构或通过遗传改变内源性NPs的形式生成新型嵌合NPs，使其药理学和有益的生物学作用优于内源性NPs，同时降低不良影响。

3.1 CD-NP CD-NP由人类成熟CNP与DNP的C-末端15个氨基酸嵌合组成，这种新型的37个氨基酸的杂交NP被命名为蛇毒肽(Cenderitide)，由Cardiorenal实验室于2008年首次报道。CD-NP作用于靶细胞的GC-A和GC-B型受体，保留了抗纤维化、抗增殖、抗肥厚及CNP的血管扩张剂作用，保留了DNP的C-末端，能更好地耐受蛋白酶降解[11]，并增加肾小球滤过率(GFR)减少低血压等不良反应的发生。CD-NP在人心脏成纤维细胞中与等摩尔浓度的BNP相比，更有效抑制心肌成纤维细胞增殖[12]。在由快速心室起搏诱发的HF实验中显著减轻心脏负荷、增加GFR和肾灌注、利尿钠排泄、减少血浆肾素，并且适度降低平均心房压力。在健康的人类受试者中，输注CD-NP可增加尿和血浆cGMP水平、抑制血浆醛固酮诱导的利尿钠反应，减少平均心房压力。CD-NP与其他利尿剂相比效果更明显、持久，且不良反应少，安全性高。因此cenderitide获得FDA快速通道认定，获准开展Ⅱ期临床试验，研究表明CD-NP不仅可明显改善急性HF患者的症状及血液动力学异常，还能减少肾脏等靶器官的损伤，且可降低血压、肾功能不全等不良反应发生风险[13]。

3.2 CU-NP及ANX-042 正在研发的CU-NP由CNP和UNP连接设计而成。静脉输注CU-NP能激活HF犬的cGMP，发挥减轻心脏负荷和抑制RAAS作用，且不会造成过度低血压。另外，在BNP基础上设计形成的新型肽ANX-042，在犬起搏HF模型中，虽然未能改变平均动脉压(MAP)但增加GFR，抑制血浆肾素和AngⅡ，同时利钠和利尿，已被批准为研究性新药开展临床试验。

4 NEP相关药物

NEP是NPs系统的关键组成部分，是降解NPs的主要途径，在人体内广泛表达，其中肾脏中表达最为丰富。HF患者NEP的表达和活化增加，增快 NPs的降解速度，进而降低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物质、缓激肽(BK)、ET-1、AngⅠ和AngⅡ。NEP还可以将AngⅠ转化至Ang 1～7，通过激活Mas受体介导产生血管扩张、抗增殖和利钠等作用[14]。

4.1 NEPi 坎沙曲(Candoxatril)是第一个有效的口服NEP抑制剂(NEPi)。严重HF犬模型中存在NPs高表达和RAAS激活，Candoxatril能利尿钠并抑制醛固酮[15]。Candoxatril介导了血浆ANP剂量依赖性增加、钠尿排泄增加和体内cGMP升高，同时循环中的AngⅡ亦增加。临床研究显示，Candoxatril虽可增加ANP、BNP水平，促进尿钠排泄，但全身性及肺血管阻力无变化，对高血压患者的血压无显著影响，原因可能是循环中升高的AngⅡ抵消了药物的降压作用。

虽然发生HF时通过抑制NEP增加NPs水平可对心血管和肾脏产生有益作用，但抑制NEP同时会伴有AngⅡ和ET-1等血管收缩剂的相应增加，促纤维化和促进细胞肥大，将抵消NPs的有利影响。提示在使用NEPi上调NPs增强其生物活性的同时，联合应用RAAS抑制剂患者获益更大。此为RAAS抑制剂联合NEPi 治疗HF提供了科学依据和技术基础。

4.2 双重ACE/NEP抑制剂 早期的双重ACE/NEP抑制剂如山帕曲拉(Sampatrilat)因口服生物利用度差已停用。迄今为止研究最广泛的ACE/NEP抑制剂是奥帕曲拉(Omapatrilat)。Omapatrilat对两种酶的抑制和亲和力具有相同的效力。在HF模型中，Omapatrilat能预防心脏功能障碍和心脏重塑并改善生存；此外，在不同的血压模型包括自发性高血压大鼠中，均产生显著的降压效应。

OCTAVE临床试验观察了25 302例未经治疗或未控制的高血压患者[16]，结果显示，与依那普利相比Omapatrilat降低收缩压，且使更多患者达到目标血压。然而，Omapatrilat具有增加血管性水肿的不良反应，患病率为2.2%(依那普利0.7%)。这种不良事件虽然罕见但可能危及患者生命，其机制可能是高危患者中BK累积所致。一项573例慢性收缩性HF的ⅡB期研究(IMPRESS)[17]共观察24周，Omapatrilat与赖诺普利相比减少死亡、HF入院或因HF恶化而终止研究的终点事件，且对于NYHA Ⅲ～-Ⅳ级患者的改善更明显；此外与赖诺普利相比，Omapatrilat似乎能更好地保护肾功能，总体不良事件减少。OVERTURE试验将5 770例NYHA Ⅱ～-Ⅳ级收缩性HF患者随机分入依那普利或Omapatrilat组，平均持续14.5个月，与依那普利相比主要终点(死亡或因HF需治疗住院)无统计学差异。每日2次给药Omapatrilat可能产生更平稳的药代动力学和药效学特征(每日1次大剂量Omapatrilat降低全身血压)。很遗憾,双重ACE/NEP抑制剂尽管有强大的理论支持和理想的早期试验结果，但由于其具有增加血管性水肿的不良反应，并未能作为更好的临床药物用于HF患者。

4.3 双重ECE/NEP抑制剂及三重ACE/NEP/ECE抑制剂 ET-1是一种多功能神经激素血管收缩剂，参与HF和其他多种心血管疾病的发展，是心血管疾病死亡率的强预测因子。但测试多种ET-1受体拮抗剂(ERA)治疗急性和慢性HF，多数未能改善临床结果。因而除了由于某些特殊类型的HF如肺动脉高压导致的HF以外，不推荐应用ERA治疗。

目前很少有学者探索通过ET转换酶(ECE)抑制剂抑制ET-1生物合成。在实验中ECE抑制剂(ECEi)可改善心肾功能并减少其他关键神经激素如Ang-Ⅱ、肾素和醛固酮。ECE亦可能作用于NPs，通过ECEi抑制ET-1水平的同时增加NPs。双重ECE/NEP抑制剂减少心肌梗死后HF模型中左室不良重塑和功能障碍[18]。用双重ECE/NEP抑制剂SLV-306治疗不同HF模型动物的多项研究观察到相似的结果，SLV-306具有利尿、利钠、减轻水肿，改善心脏功能和血流动力学，改善神经激素活性的作用。SLV-306可较快速降低HF时左室充盈压，且随时间推移可逆转升高的血浆ET-1水平，改善大鼠左室肥厚病理性心脏重塑[19]。最近实验表明，ECE/NEP抑制剂SLV-338可独立于降压作用，减少实验动物高血压诱导的心脏纤维化。

已设计出三重ACE/ECE/NEP抑制剂，可抑制AngⅡ和ET-1的生物合成，并增强BK、NPs等血管扩张剂和肾上腺髓质激素的作用。在心肌梗死后HF大鼠中，ACE/ECE/NEP抑制剂与单独抑制ACE或双重抑制ECE/NEP相比，能更好地改善左室结构和功能[20]。虽然动物实验结果很好，但目前未见到前瞻性临床试验评估，研究者可能处于对安全性的担忧已经放弃了对这类三联抑制剂的进一步开发。

4.4 双重ARB/NEP抑制剂 双重ARB/NEP抑制剂(ARNi)包含血管紧张素1型受体(AT1R)阻断和脑啡肽酶抑制双重作用。实验证实ARNi与omapatrilat具有相似的降压效果，但因ARB较少干预BK的新陈代谢，ARNi不会诱导气管血浆外渗(血管性水肿的替代实验)[21]。

沙库巴曲/缬沙坦(LCZ696)是缬沙坦和AHU-377(NEPi前体)以1∶1比例组合成的单分子化合物，人体摄入后，LCZ696被代谢成有活性的缬沙坦和非活性的AHU377，而AHU377体内很快在肝脏被羧酸酯酶(CES-1)分解成具有活性的LBQ657。LCZ696是目前临床最先进ARNi类药物。LCZ696能降低双转基因(肾素及AngⅡ过度表达)大鼠的血压，伴随血浆cGMP、肾素浓度和活性的增加及AngⅡ水平增加，此表明药物靶向作用于两个系统相应的受体，产生预期的药理作用[22]。von Lueder等[23]基于心肌梗死大鼠模型，观察LCZ696对心肌梗死后心室重构的影响，并用AngⅡ刺激心肌细胞及成纤维细胞进行了体外研究。在心脏成纤维细胞中，ARNi(缬沙坦+LBQ657)能更好地抑制AngⅡ诱导的肥大和成纤维细胞中的胶原累积，添加LBQ657显著增强缬沙坦的抑制作用。最高联合剂量ARNi(缬沙坦+ LBQ657)可完全消除AngⅡ的信号传导，抑制AngⅡ诱导的心肌肥大，甚至与未受刺激的阴性对照组无统计学差异。在大鼠实验性诱导心肌梗死1周后，给药4周，在实验终点时，应用ARNi可显著减轻心肌梗死大鼠的心脏肥大。

PARADIGM是一项大型的Ⅲ期临床研究，评估了LCZ696与依那普利在稳定慢性HF患者中的疗效和安全性，患者均为射血分数下降性HF(HFrEF)患者(左心室射血分数<40%)。与依那普利相比，LCZ696使患者心血管死亡风险降低20%，住院风险降低21%，全因死亡率降低16%，且具有较好的耐受性及安全性。由于在中期分析显示LCZ696较依那普利具有绝对优势，试验被提前终止[24]。PARADIGM-HF为LCZ696在HFrEF中的疗效和安全性提供了确切答案，欧洲心脏病学会(ESC)和美国心脏病学会(ACC) /美国心脏协会(AHA)均根据PARADIGM试验研究结果，将LCZ696作为治疗HFrEF的一级推荐。

PARAMOUNT是一个Ⅱ期多中心临床试验[25]，比较301例血浆NT-proBNP水平升高的HFpEF患者(左心室射血分数≥45%)应用LCZ696或缬沙坦的效果，共观察36周。在第12周时，与缬沙坦组相比，LCZ696组的NT-proBNP显著降低，与基线相比降低了23%，应用LCZ696患者NYHA功能分级改善更明显。治疗36周后，与缬沙坦组比较，应用LCZ696能更显著地降低左房内径，左房容积和容积指数。2018年ACC年会上Tor Biering-Sorensen博士报道了PARAMOUNT研究的一项新分析，评估了LCZ696对HFpEF患者左心室心肌形变能力的影响，结果显示在36周时LCZ696组患者心肌整体圆周应变较缬沙坦组明显改善，两组之间整体纵向应变差异无统计学意义。另外，PARAMOUNT试验中两个重要的风险群体，即糖尿病患者和极高血压患者应用LCZ696比应用缬沙坦血浆NT-proBNP降低更明显，虽然研究未检测到亚组差异。实验没有报告LCZ696增加血管性水肿或其他不良反应事件的风险。PARAMOUNT研究结果为治疗HFpEF带来了新希望，正在进行的PARAGON-HF研究，纳入4 300例HFpEF患者，比较LCZ696与缬沙坦以心血管疾病和死亡率的硬终点事件。除LCZ696之外，其他新型单分子ARNi亦在进行临床前评估。

综上所述，目前仍迫切需要开发能更好地控制和治疗HF的药物，通过抑制NPs分解或应用合成NPs从而增强NPs系统，成为心衰治疗研究中一个很有前景的领域。ARNi类药物有望成为HF治疗的一种新型具有突破性的药物。