王冉冉，方蓮花，杜冠華

(中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥物研究所，北京市藥物靶點(diǎn)研究與新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100050)

肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension，PAH)是一種進(jìn)行性疾病，主要表現(xiàn)為靜息狀態(tài)下平均肺動(dòng)脈壓≥25 mmHg。其特征是進(jìn)行性肺血管重構(gòu)，導(dǎo)致血管阻力增加，右心室肥厚，最終導(dǎo)致右心衰竭及死亡[1]。全球約有1%的人口受PAH影響，65歲以上人群發(fā)病率可達(dá)5%～10%[2]。目前臨床上治療藥物有限，主要為肺血管擴(kuò)張劑，但該類藥物只能改善癥狀，無(wú)法降低患者的死亡率，療效不佳。因此，尋找更有效、安全性更高的治療藥物是藥物研發(fā)的重點(diǎn)。本文將對(duì)目前用于PAH的治療藥物及其作用機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期為今后PAH的治療藥物研究和開發(fā)提供參考。

1 PAH的病理生理學(xué)機(jī)制

PAH是由已知或未知原因引起的肺動(dòng)脈內(nèi)壓力異常增高的慢性嚴(yán)重心肺功能障礙性疾病。其病理機(jī)制尚未明確，病因復(fù)雜。目前認(rèn)為，其發(fā)生發(fā)展過程與肺血管結(jié)構(gòu)和(或)功能異常(即肺血管重構(gòu))密切相關(guān)。肺血管病變主要影響小動(dòng)脈(直徑<500 mm)。肺血管床內(nèi)膜損傷、中膜肥厚、外膜增殖/纖維化，導(dǎo)致肺動(dòng)脈管腔進(jìn)行性狹窄、閉塞，肺血管阻力不斷升高，進(jìn)而導(dǎo)致右心功能衰竭甚至死亡。

遺傳性PAH占全部PAH的6%～10%[3]。編碼轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)受體的骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體2( bone morphogenetic protein receptor type 2，BMPR2)基因突變可導(dǎo)致約80%的家族性和約20%的散發(fā)性病例[4]。遺傳、表觀遺傳和環(huán)境因素導(dǎo)致生長(zhǎng)因子、離子通道、激素和細(xì)胞因子失調(diào)，進(jìn)而激活一系列復(fù)雜的信號(hào)通路，導(dǎo)致血管細(xì)胞(內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞)表型異常，包括增殖、分化/去分化和炎癥，引起肺動(dòng)脈高壓。在特發(fā)性和遺傳性PAH患者中，女性患者的遺傳率是男性患者的3倍[5]，性激素可能參與PAH的病理過程。

BMPR2在許多細(xì)胞表面表達(dá)，在肺血管內(nèi)皮細(xì)胞中高度表達(dá)，可以調(diào)節(jié)許多轉(zhuǎn)錄因子的活性。BMPR2功能異常，抑制內(nèi)皮細(xì)胞中的過氧化物酶增殖體活化受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma，PPARγ)、E2F1和β-catenin充分激活，從而抑制成熟內(nèi)皮細(xì)胞遷移，影響受損肺血管的修復(fù)[6]；還可促進(jìn)高遷移率族蛋白(high-mobility group protein 1，HMGA1)和Slug表達(dá)，從而導(dǎo)致內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化[7]。其他轉(zhuǎn)錄因子，如激活子蛋白1(activator protein 1，AP-1)、細(xì)胞叉頭框蛋白O1(forkhead box protein O1，F(xiàn)oxO1)、早期生長(zhǎng)反應(yīng)蛋白1(early growth response protein 1，Egr-1)、p53，也參與PAH的病理過程。

在平滑肌細(xì)胞中，激活的PPARγ通過與Smad3和Stat3發(fā)生相互作用，抑制TGF-β1下游的經(jīng)典Smad3/4和新的非經(jīng)典Stat3-FoxO1通路，是促增殖TGF-β1與抗增殖BMPR2信號(hào)的中間環(huán)節(jié)[8]。TGF-β1參與細(xì)胞的增殖、分化、遷移及凋亡等活動(dòng)，通過調(diào)控多種信號(hào)通路促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖、細(xì)胞外基質(zhì)沉積及內(nèi)皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化等過程，從而引起肺動(dòng)脈血管重構(gòu)，最終導(dǎo)致肺動(dòng)脈高壓[9]。

此外，內(nèi)皮細(xì)胞中BMPR2表達(dá)降低，可通過產(chǎn)生粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子來控制促炎細(xì)胞因子誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞募集，引起炎癥，參與PAH的發(fā)生發(fā)展。能量供應(yīng)障礙如糖酵解減少、脂肪酸氧化增加、谷氨酰胺分解增強(qiáng)與線粒體功能障礙，也會(huì)影響病理過程。另有研究發(fā)現(xiàn)，鉀離子通道的阻滯或功能障礙會(huì)增加細(xì)胞內(nèi)鉀的濃度，從而導(dǎo)致肺小血管的收縮。由KCNK3基因編碼的TWIK相關(guān)的酸敏感性鉀離子通道1(TASK-1)在調(diào)節(jié)平滑肌細(xì)胞增殖及血管收縮中發(fā)揮關(guān)鍵作用[10]。除了鉀離子通道外，目前還有研究在關(guān)注其他陽(yáng)離子通道以及氯離子通道。

2 臨床治療PAH藥物及其作用機(jī)制

目前PAH的治療策略大致可分為一般性治療、支持性治療和特異性治療。其中，特異性治療藥物主要靶向4條通路，即電壓門控L型鈣離子通道、一氧化氮/環(huán)鳥苷單磷酸(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)、內(nèi)皮素和前列環(huán)素。這些藥物無(wú)法直接改善肺血管重構(gòu)異常，療效有限且價(jià)格昂貴。

2.1 鈣離子通道阻滯劑PAH時(shí)血管平滑肌細(xì)胞具備更強(qiáng)的增殖、遷移和分泌細(xì)胞外基質(zhì)能力。鈣通道阻滯劑(calcium channel blockers，CCBs)主要通過抑制鈣離子進(jìn)入平滑肌細(xì)胞，抑制細(xì)胞增殖和肺血管收縮，降低肺血管的阻力，從而明顯降低靜息以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下肺動(dòng)脈的壓力和阻力，用于肺動(dòng)脈高壓的治療。5%～10%的患者使用CCBs有效，這些患者在急性肺血管舒張性檢測(cè)試驗(yàn)中，平均肺動(dòng)脈壓(mean pulmonary arterial pressure，mPAP)降低10～40 mmHg，而心輸出量不下降[11]。試驗(yàn)通常使用吸入型一氧化氮、靜脈注射依前列醇或靜脈注射腺苷。很少有患者對(duì)CCBs有足夠的長(zhǎng)期應(yīng)答，故接受CCBs治療的患者應(yīng)密切監(jiān)測(cè)其血管舒張性，如果病情進(jìn)展，應(yīng)調(diào)整為靶向治療。常用CCBs主要為長(zhǎng)效類CCBs，包括硝苯地平、氨氯地平等。維拉帕米可能產(chǎn)生負(fù)性肌力作用，應(yīng)避免使用。

2.2 靶向NO/cGMP通路激活劑一氧化氮與可溶性鳥苷環(huán)化酶(soluble guanylate cyclase，sGC)結(jié)合產(chǎn)生cGMP，從而導(dǎo)致小動(dòng)脈血管舒張，抑制細(xì)胞增殖，促進(jìn)血管重構(gòu)。磷酸二酯酶V抑制劑(phosphodiesterase 5 inhibitors，PDE5i)可以阻止cGMP的降解[12]。西地那非(sildenafil)是第一個(gè)上市的PDE5i，易快速失效，可改善血流動(dòng)力學(xué)，但無(wú)法延緩病情進(jìn)展。與西地那非不同，他達(dá)拉非(tadalafil)為一種劑量依賴性藥物，每日40 mg可安全有效治療PAH。烏地那非(udenafil)對(duì)既往使用過內(nèi)皮素受體拮抗劑(endothelin receptor antagonists，ERA)治療的患者療效更佳，且具有更高的安全性及耐受性。該類藥物的不良反應(yīng)主要包括頭痛、臉紅、消化不良和鼻出血。

利奧西呱通過激活sGC促進(jìn)血管重構(gòu)和肺血管擴(kuò)張，其作用不依賴于一氧化氮。由于存在低血壓等不良反應(yīng)，sGC激活劑應(yīng)避免與PDE5i合用[13]。但是，從PDE5i過渡到sGC激活劑可以改善對(duì)PDE5i反應(yīng)不足患者的運(yùn)動(dòng)能力和血流動(dòng)力學(xué)[14]。常見不良反應(yīng)包括頭痛、頭暈、低血壓、消化不良和胃食管反流。

2.3 靶向內(nèi)皮素通路藥物內(nèi)皮素-1(endothelin 1)與內(nèi)皮素受體A和B結(jié)合，內(nèi)皮素受體A(endothelin A，ETA)活化導(dǎo)致肺血管收縮和平滑肌細(xì)胞增殖，而內(nèi)皮素受體B(endothelin B)則清除ET1，介導(dǎo)內(nèi)皮血管舒張和一氧化氮及前列環(huán)素的釋放。ERA對(duì)PAH有明顯的治療作用。波生坦(bosentan)為非選擇性ERA，應(yīng)用時(shí)可能導(dǎo)致肝功能異常，另外可能導(dǎo)致貧血和外周性水腫。安貝生坦(ambrisentan)選擇性作用于ETA，但治療時(shí)仍有貧血、外周水腫、頭痛、肝功能異常等藥物不良反應(yīng)。與波生坦相比，馬西替坦(macitentan)組織滲透性更強(qiáng)，并產(chǎn)生更持久的受體阻滯作用，其不良反應(yīng)相對(duì)更少[15]。

2.4 靶向前列環(huán)素通路藥物前列環(huán)素由內(nèi)皮細(xì)胞釋放，促進(jìn)肺血管舒張，具有抗血栓形成和抗增殖作用。前列環(huán)素類藥物可以口服(曲前列環(huán)素或貝前列環(huán)素)、吸入(伊洛前列素)、皮下注射(曲前列環(huán)素)和靜脈注射(依前列醇或曲前列環(huán)素)，副作用較大。依前列醇(epoprostenol)作為第一個(gè)上市的前列環(huán)素類藥物,半衰期極短(<5 min)，室溫下不穩(wěn)定，可引發(fā)多種不良反應(yīng)，如頭痛、面部潮紅、腹痛等。曲前列環(huán)素(treprostinil)劑型多樣，吸入及靜脈注射可改善運(yùn)動(dòng)能力和血流動(dòng)力學(xué)，延緩疾病進(jìn)展,安全性及耐受性良好。貝前列環(huán)素(beraprost)療效不穩(wěn)定。伊洛前列素(iloprost)作為吸入制劑，可能是治療嚴(yán)重PAH患者的有效藥物。

賽樂西帕(selexipag)是非前列環(huán)素類藥物，靶向作用于前列環(huán)素受體，不易產(chǎn)生快速耐受現(xiàn)象，可延緩疾病進(jìn)展，但不能降低死亡率。常見不良反應(yīng)包括惡心、嘔吐、腹瀉、頭痛和下頜疼痛。

2.5 聯(lián)合治療PAH臨床治療結(jié)果顯示，單一藥物治療往往療效不佳，因此多采用聯(lián)合治療方式。聯(lián)合使用作用于不同靶點(diǎn)的藥物，共同促進(jìn)NO合成或直接舒張血管發(fā)揮抗PAH作用，較單藥治療可將臨床惡化率降低35%[16]。治療PAH藥物聯(lián)合應(yīng)用的隨機(jī)、對(duì)照多中心臨床試驗(yàn)結(jié)果匯總見Tab 1。靶向藥物聯(lián)合使用與靶向藥物單一使用或安慰劑比較能明顯改善PAH患者的運(yùn)動(dòng)能力，延長(zhǎng)6分鐘步行距離(six-minute walk distance，6MWD)，降低mPAP、肺血管阻力，延緩臨床進(jìn)展，但對(duì)病死率的影響尚不明確，同時(shí)也可能增加頭痛、潮紅等副作用的發(fā)生。

2.5.1靶向前列環(huán)素通路藥物與ERA和/或PDE5i合用 在STEP實(shí)驗(yàn)中[17]，吸入伊洛前列素與波生坦合用可延長(zhǎng)6MWD，改善肺部血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，延緩疾病進(jìn)展。COMBI[18]試驗(yàn)與STEP試驗(yàn)設(shè)計(jì)類似，但未觀察到任何益處，可能與伊洛前列素組中有3名患者出現(xiàn)嚴(yán)重臨床惡化有關(guān)。STEP試驗(yàn)與COMBI試驗(yàn)均隨訪12周且樣本量較小，伊洛前列素與波生坦聯(lián)用的有效性需要進(jìn)行更大樣本量和長(zhǎng)期隨訪的進(jìn)一步研究。吸入曲前列環(huán)素與波生坦或西地那非合用，可延長(zhǎng)6MWD和患者生存質(zhì)量，且安全性及耐受性良好[19]。但口服曲前列環(huán)素與ERA和/或PDE5i合用未顯示出對(duì)6MWD的延長(zhǎng)作用[20]，可能與試驗(yàn)研究時(shí)間較短有關(guān)。為了充分評(píng)估高劑量口服曲前列環(huán)素療法與ERA和/或PDE5i背景療法相結(jié)合的臨床益處，還需要進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的研究。賽樂西帕與ERA和/或PDE5i合用可延緩疾病進(jìn)展，減少并發(fā)癥的發(fā)生[21]。

2.5.2ERA與PDE5i或前列環(huán)素類藥物合用 ERA與PDE5i合用可延長(zhǎng)6MWD，延緩疾病進(jìn)展，但無(wú)法改善肺血管阻力。安貝生坦和他達(dá)拉非合用可延長(zhǎng)6MWD，延緩疾病進(jìn)展[22]。波生坦與西地那非合用不影響首次發(fā)病時(shí)間及死亡時(shí)間，但16周后可延長(zhǎng)6MWD[23]。對(duì)于尚未用藥和曾使用PDE5i或非注射前列環(huán)素類藥物的患者，使用馬西替坦10 mg可明顯降低發(fā)病率與死亡率，改善住院率[24]。

Tab 1 Randomized, controlled studies on combination therapy in patients with PAH

2.5.3PDE5i或sGC激活劑與前列環(huán)素類藥物或ERA合用 在PACES-2試驗(yàn)中，合用西地那非可延緩已使用注射依前列醇仍運(yùn)動(dòng)能力不佳患者的疾病進(jìn)展。合用也可延長(zhǎng)6MWD，改善肺部血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，降低死亡率[25]。利奧西呱與ERA或前列環(huán)素類藥物合用可明顯增加療效，延長(zhǎng)6MWD，延緩疾病進(jìn)展[26]。利奧西呱與西地那非合用療效無(wú)明顯增加，且可能產(chǎn)生不良反應(yīng)，故應(yīng)避免聯(lián)用[13]。

3 研發(fā)中的PAH新型藥物

隨著研究的逐漸深入，研究者發(fā)現(xiàn)PAH還與BMPR2突變、免疫性炎癥、線粒體代謝紊亂等有關(guān)。一些以其他適應(yīng)癥為主的上市藥物經(jīng)研究也表現(xiàn)出抗PAH作用。

3.1 Rho激酶抑制劑法舒地爾(fasudil)作為最常用的Rho激酶抑制劑，被批準(zhǔn)用于治療蛛網(wǎng)膜出血后的血管痙攣。多項(xiàng)研究表明，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中法舒地爾可以降低右心室收縮壓，改善右心室肥厚，抑制血管重構(gòu)，且能夠劑量依賴性地降低死亡率。臨床試驗(yàn)表明，靜脈注射法舒地爾可明顯降低17%嚴(yán)重PAH患者的肺動(dòng)脈阻力，并可改善PAP和心臟指數(shù)；吸入法舒地爾也可改善mPAP，但不降低血管阻力[27]。目前已有很多臨床研究確認(rèn)了法舒地爾的急性效應(yīng)，但其長(zhǎng)期療效和安全性仍有待進(jìn)一步評(píng)估。

3.2 受體酪氨酸激酶抑制劑伊馬替尼(imatinib)抑制酪氨酸激酶，阻斷細(xì)胞增殖，目前用于治療費(fèi)城染色體陽(yáng)性慢性粒細(xì)胞白血病。伊馬替尼通過阻止血小板衍生生長(zhǎng)因子受體激活，進(jìn)而抑制新生血管內(nèi)膜的形成與平滑肌細(xì)胞向內(nèi)皮層轉(zhuǎn)移，遏制PAH的發(fā)展。研究表明，在聯(lián)合使用至少2種藥物進(jìn)行PAH治療的晚期患者中，伊馬替尼可以改善心輸出量，適度降低患者的mPAP[28]。然而由于不良反應(yīng)嚴(yán)重，不鼓勵(lì)其超說明書用于PAH。盡管如此，靶向生長(zhǎng)因子仍是值得繼續(xù)研究的策略，更好地理解這種治療方法，從而在不產(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)的情況下阻斷增殖途徑，可能有利于未來新藥的研發(fā)。

3.3 神經(jīng)激素調(diào)節(jié)劑PAH的發(fā)生與神經(jīng)激素的激活有關(guān)，患者體內(nèi)可發(fā)現(xiàn)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS)上調(diào)。腎素和血管緊張素I和II水平升高的程度與預(yù)后不良呈正相關(guān)。此外，β-腎上腺素受體阻滯劑、血管緊張素轉(zhuǎn)化酶(angiotensin converting enzyme)2激活劑、血管緊張素II受體拮抗劑(angiotensin-II receptor blockers)、醛固酮抑制劑均在臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)出一定的療效[29]。目前，自主神經(jīng)系統(tǒng)參與PAH發(fā)病的確切作用尚未完全了解，仍需要進(jìn)一步的研究來確定自主神經(jīng)系統(tǒng)參與PAH的程度，并評(píng)估靶向自主神經(jīng)系統(tǒng)和RAAS治療PAH患者的有效性和安全性。

3.4 5-羥色胺受體拮抗劑色氨酸羥化酶-1(tryptophan hydroxylase-1，TPH-1)催化色氨酸合成血清素，引起肺動(dòng)脈血管收縮和肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞增殖。研究發(fā)現(xiàn)，PAH患者重構(gòu)的血管中過表達(dá)TPH-1基因，敲除TPH-1基因的小鼠患PAH幾率降低。抑制TPH-1基因表達(dá)是拮抗5-羥色胺(5-hydroxytryptamine，5-HT)的潛在靶點(diǎn)。此外，已有研究報(bào)道5-HT2B拮抗劑可以有效治療小鼠PAH[30]。關(guān)于5-HT受體用于PAH治療的證據(jù)越來越多，可能的治療靶標(biāo)有待更深入的研究與確證。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

近年來，臨床上血管舒張類藥物，包括內(nèi)皮素受體拮抗劑、前列環(huán)素類藥物、磷酸二酯酶V抑制劑、可溶性鳥苷環(huán)化酶激活劑對(duì)PAH的診斷及治療已取得一定進(jìn)展，但目前仍急需價(jià)格低廉、對(duì)因治療、不良反應(yīng)少的有效藥物，針對(duì)多靶點(diǎn)的聯(lián)合治療將是未來主要的治療方向。雖然基礎(chǔ)研究已經(jīng)明確了PAH的幾個(gè)關(guān)鍵作用途徑，包括抑制細(xì)胞增殖、抑制血管重塑、改善右心功能、調(diào)節(jié)激素水平、抗炎、調(diào)控基因表達(dá)等新機(jī)制，但尚無(wú)法將這些研究由實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化進(jìn)入臨床。盡管研發(fā)新型抗PAH藥物困難重重，但隨著研究的逐漸深入，我們堅(jiān)信PAH終將得到有效控制與治療。