脑啡肽酶及其抑制剂在心力衰竭治疗中的研究概述

赵玲，马丹，刘凤歧

(哈尔滨医科大学附属第一医院内科危重症病房，哈尔滨 150001)

心力衰竭(heart failure,HF)是各种心脏疾病的终末阶段。目前显示>65岁老年人心力衰竭发病率可达6%～10%，显著高于年轻人[1]。目前抑制神经内分泌系统的过度激活是治疗HF的重要措施，而近年来发现，以血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin converting enzyme inhibitors, ACEI)和血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin Ⅱ receptor blocker, ARB)为基础的传统药物治疗具有“上限效应”，即某些长期用药患者出现药物有效性减退甚至缺乏，而导致临床效果降低[2]。HF仍是心血管研究领域的重点及难点课题之一。

脑啡肽酶(neprilysin, NEP) 是一种肽酶M13家族的成员，属于锌依赖性Ⅱ型整合膜金属肽酶，在人体中广泛分布，如肾脏、大脑、心脏及中性粒细胞膜表面等。NEP可以水解体内多种血管活性物质，如利钠肽、缓激肽、血管紧张素I(angiotensin Ⅰ, Ang Ⅰ)、血管紧张素II(angiotensin Ⅱ, Ang Ⅱ)、肾上腺髓质素、神经降压素、白细胞介素1β及内皮素等，参与HF的发生及发展[3]。NEP还可以水解体内多种非血管活性物质[3，4]，如β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ蛋白)、胃泌素及胰高血糖素等。正因为NEP作用的广泛性，也引发了人们对脑啡肽酶抑制剂使用安全性方面的高度关注。

1 NEP在HF临床研究中的意义

研究发现人体内的NEP可分为可溶性NEP(soluble NEP, sNEP)与膜结合NEP。sNEP被认为是由膜结合细胞外结构域脱落或外泌体分泌产生的，在血液、尿液和滑液中均可发现具有催化活性的sNEP。曾有研究人员采用改良的夹心免疫分析法测定HF患者循环sNEP水平，结果显示sNEP水平与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)的主要终点显著相关[5]。另有关于sNEP水平与HF患者生存率及最终无事件发生率的研究结果显示：sNEP水平与HF患者复发以及死亡存在相关性[6]。还有研究显示血液样本中sNEP含量及活性呈正相关(R2=0.7 017)，且sNEP在人血样本中较稳定，在4 ℃环境中可以保存24 h，在-20 ℃中可以保存28 d，且与-80 ℃中保存的样本含量比较，差异无统计学意义(P>0.05)[7]。以上研究均表明血液样本中sNEP水平有望成为HF诊断和预后评估的生物学标记。

2 NEP在HF发生发展中的调节机制

2.1 NEP与利钠肽系统

利钠肽系统(natriuretic peptide system, NPs)主要由A型利钠肽、B型利钠肽 和C型利钠肽等成员组成，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。NPs通过拮抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统(renin-angiotensin-aldosterone system, 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及延缓HF进展等作用[8]。

NEP是NPs关键组成部分，是降解利钠肽的关键酶。研究显示，HF时患者体内NEP的表达和活化增加[9]，会加速有活性的NPs降解速度，降低NPs 生物活性。有研究证实HF 患者血液中总免疫反应性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]。由此可见，HF时NEP会降低NPs的有益作用，进一步加重水钠潴留，导致外周血管阻力增加，对HF产生不利影响。

2.2 NEP与交感神经过度激活

目前研究表明，持续的交感神经激活可加剧HF患者心肌细胞损伤、心脏纤维化和左心室功能障碍的进展[10]。目前NEP与神经系统疾病的研究中发现[11]，NEP是一种突触前膜相关的酶，缺氧会对神经元中的NEP表达产生影响。Polhemus等[10]利用肾交感神经射频消融术(radiofrequency renal nerve denervation, RF-RDN)处理的心力衰竭大鼠模型发现：与假射频组大鼠(sham-RDN)相比，在12周研究结束时，伴随着循环NP的显著升高，经肾射频消融术处理的大鼠左室纤维化程度显著降低，心室功能及血管功能均得到改善。该研究进一步证实了在HF时NEP活性及表达增多，可能是交感神经过度激活的产物，从而加快了NP的水解，加重了HF的进展。

2.3 NEP与RAAS

NEP作为一种多血管活性物质水解酶，可直接水解Ang Ⅰ和Ang Ⅱ，从而起到抑制RAAS系统的过度激活，减少水钠潴留，改善HF症状等作用。研究显示在替代RAAS轴中，NEP是将Ang Ⅰ代谢为Ang-(1-7)的主要酶，Ang-(1-7)是Ang Ⅱ的内源性反调节因子，可以激活G蛋白偶联受体 MAS1，促进NO释放和Akt磷酸化，发挥降压、抗炎及抗纤维化作用并对抗AT1受体的作用[12]。因此可以看出NEP参与Ang-(1-7)和Ang Ⅱ之间的不平衡的调节，而这种不平衡会加速心血管疾病和肾脏疾病的进展。由此可见NEP参与HF时RAAS系统的调控。

2.4 NEP与激肽-激肽释放酶系统

激肽-激肽释放酶系统(kinin-kallikrein system, KKS)是一个复杂的内源性多酶系统，调控心血管、神经系统及肾脏等的生理功能。缓激肽与其受体结合可以发挥降低血压、改善心肌缺血及延缓HF等多种保护效应。目前研究显示NEP与缓激肽的水解有关，从而减少缓激肽的心脏保护效应。曾有研究学者利用敲除小鼠NEP基因观察到小鼠基础血管通透性增加，血压降低，以及心脏重量/体质量比降低，通过施用重组NEP，可以逆转血管通透性。通过向野生型小鼠施用NEP抑制剂thiorphan和磷酰胺，可以再现出小鼠基础血管通透性增加。这些研究表明NEP在控制缓激肽介导的小鼠血管通透性和血压调节中起重要作用[13]。

3 NEP抑制剂在HF的临床研究进展

2006年，首个血管紧张素受体脑啡肽酶抑制剂(angiotensin receptor neprilysin inhibitor, ARNI)——沙库巴曲缬沙坦问世。目前大量的临床试验也证实了，ARNI在治疗射血分数减低的心力衰竭(heart failure with reduced ejection fraction, HFrEF)、新发HF和急性失代偿HF等治疗及改善预后方面同样具有良好收益[14]。2019欧洲心力衰竭协会(Heart Failure Association,HFA)/欧洲心脏病学会(European Society of Cardiology,ESC)专家共识指出，对于已使用ACEI、β受体阻滞剂和盐皮质激素受体拮抗剂(mineralocorticoid receptor antagonist,MRA)进行了优化治疗，但对于仍然存在症状的门诊HFrEF患者，建议使用ARNI替代 ACEI/ARB，以降低患者住院及死亡风险；对于因新发HF或失代偿性慢性HF住院的患者，可考虑起始使用ARNI而不是ACEI或ARB，以减少不良事件的短期发生风险并简化治疗流程[15]。

截至目前，ARNI在射血分数保留心力衰竭(heart failure with preserved ejection fraction, HFpEF)患者中的应用尚未写入指南，但有试验数据和临床数据表明ARNI可能使HFpEF患者获得极大的受益。2019年发表的PARAGON-HF研究显示[16]，与缬沙坦组相比，ARNI组主要终点事件发生率降低了13%，但差异无统计学意义(P=0.059)；且总体证据显示其对临床上异质性很高的慢性HFpEF患者类型仍然有很多临床获益，尤其对于LVEF<57%和女性慢性HFpEF患者。由目前研究来看，仍需大型试验及研究来确定ARNI在HFpEF中的作用。

此外，目前研究显示ARNI还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]。目前有研究认为ARNI可作为一种潜在的抗心律失常药物，通过减少心肌纤维化和心室壁伸长，从而降低室性心律失常的发生率，减少心力衰竭患者猝死的风险。de Diego等[16]研究发现，与常规治疗组相比，经过ARNI治疗的患者室性期前收缩减少，非持续性室速发生率降低，除颤器放电减少。(2)肾脏保护作用。Damman等[17]评估了ARNI对8 339例射血分数减少的HF患者肾脏影响，ARNI治疗组的心力衰竭患者肾小球滤过率降低率要低于依那普利相。 获益可能与抑制NEP后 NPs 浓度升高对RASS的对抗作用增加有关。(3)降糖作用。通过对PARADIGM-HF事后分析发现[18],与依那普利组相比，ARNI治疗组HbA1c长期降低作用更为明显，新增胰岛素注射率及新增口服降糖药的发生率也较低，表明ARNI可能增强HFrEF和糖尿病患者的血糖控制。推测获益可能与 ARNI抑制NEP后导致的NEP作用底物胰岛素B或者胰高血糖素样肽1浓度增加有关。

基于以上研究，以ARNI为基石的“新三角”或将为HF的治疗带来新希望。

4 NEP作为药物靶点引发的争议

NEP还可以降解多种非血管活性肽类如Aβ蛋白、神经肽、胃泌素及胰高血糖素等，参与机体疼痛、炎症反应、细胞有丝分裂、血管生成及消化系统等调节作用[3]。因此有学者将NEP作为一个实际的药物靶点的作用提出了质疑。如当心脏病学家对他们的工具箱里新药ARNI感到兴奋时，一些神经学家却在质疑ARNI是否会增加抗氧化药物的含量，长期的使用是否会增加阿尔兹海默症(Alzheimer′s disease, AD)的风险。目前研究已经证实NEP是降解Aβ蛋白最有效的蛋白酶[19]。Aβ蛋白是一种被证实与AD相关的蛋白。在神经元细胞中，NEP的表达是通过抑制因子组蛋白去乙酰酶或转录激活因子AICD与其启动子竞争性结合来调控。AICD是在淀粉样前体蛋白裂解的过程中与Aβ蛋白一起产生，提供了一个生理反馈机制控制Aβ蛋白水平。理论上ARNI可导致Aβ蛋白升高，并带来一些治疗风险。一些动物研究表明，抑制NEP对认知功能存在潜在不利影响[3]。然而目前依旧没有明确的证据表明ARNI会对人类的记忆和学习产生不利影响。Perlman等[20]对2015年7月至2017年3月提交给食品药品监督管理局不良事件报告系统的不良事件病例进行分析，结果显示ARNI与不良反应中短期痴呆没有相关性。De Vecchis等[21]对51例接受ARNI治疗的CHF患者和51例接受常规药物治疗的对照组进行了回顾性队列研究，结果表明，使用ARNI治疗的CHF患者和对照组之间认知影响差异无统计学意义。对于这些临床研究的阴性结果，认为一方面跟研究均属于短期研究、而认知功能的改变本就是一个慢性的过程有关;另一方面结果可能跟ARNI药理设计有关，其代谢产物LBQ657穿过血脑屏障的程度有限(脑脊液中浓度为血药浓度的0.28%)[22]。然而部分专家认为预测LBQ657穿过血脑屏障的通透性是困难的，尤其是在AD患者中，AD高危患者可能存在血脑屏障功能障碍，导致LBQ657能够通过血脑屏障，引起AD损伤或者其他脑淀粉样病变[20]。目前由于HF治疗方法的进步，HF患者的生存年限延长，ARNI长期使用是否会引起认知功能障碍值得人们关注。此外研究还显示NEP参与细胞的有丝分裂，可能与肿瘤的抑制或者增殖有关[23]，这提示我们在研究ARNI中需要将肿瘤纳入长期监测范围中。

5 结论与展望

目前大量的研究表明，在缺氧等HF情况下，人体内的NEP表达及活性可以增加， sNEP有望成为HF诊断、治疗效果及预后评价新生物学的检测指标。而且随着ARNI在HF治疗中广泛使用，研究已证实其可以改善心脏结构和功能、降低HF标志物、延缓心室重构、降低患者的死亡及住院风险、提高生活质量。但是对于老年患者、单纯高血压患者、急性冠状动脉综合征、射血分数保留及射血分数中间值的患者，仍需要进行大量的研究，以期获得更大的适应症。同时因NEP分布及水解作用的广泛性，ARNI长期使用的安全性受到了人们的质疑，需要更多的临床试验去证实。