武梓萌, 羅毅灃, 李 倩(綜述), 張劍鋒(審校)
腎素-血管緊張素系統(tǒng)(renin-angiotensin system,RAS)是人體的重要調(diào)節(jié)系統(tǒng),它的調(diào)節(jié)功能主要通過(guò)血管緊張素Ⅱ1型受體(angiotensin Ⅱ type-1 receptor,AT1R)來(lái)實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)期以來(lái),AT1R作為一個(gè)成功的臨床治療靶點(diǎn)使數(shù)以億計(jì)的患者受益。血管緊張素Ⅱ2型受體(angiotensin Ⅱ type-2 receptor,AT2R)是一個(gè)尚未完全被揭示的RAS受體。學(xué)者們一直在探索AT2R的組成、功能、細(xì)胞信號(hào)通路,但目前為止關(guān)于AT2R的一些功能仍充滿了爭(zhēng)議。隨著越來(lái)越多的研究揭開(kāi)AT2R的功能,其作為臨床治療靶點(diǎn)的潛力得到展現(xiàn),AT2R能否如同AT1R在臨床上發(fā)揮巨大的治療應(yīng)用價(jià)值,盡管目前AT2R距離臨床應(yīng)用還有許多問(wèn)題尚待解決,近期世界范圍內(nèi)暴發(fā)新型冠狀病毒肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)則讓學(xué)者將注意力集中到了AT2R,并推動(dòng)相關(guān)臨床試驗(yàn)。本文就關(guān)于AT2R的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展與臨床應(yīng)用作一綜述。
自從19世紀(jì)30年代研究者發(fā)現(xiàn)血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ,AngⅡ)以來(lái),學(xué)者們認(rèn)為RAS主要通過(guò)AngⅡ激活A(yù)T1R發(fā)揮各種作用,很長(zhǎng)一段時(shí)間沒(méi)有注意到AT2R的存在。于是學(xué)者們研發(fā)了一些抑制RAS的藥物,包括至今仍廣泛使用的抑制AngⅡ生成的藥物血管緊張素酶抑制劑,以及抑制AT1R效應(yīng)的血管緊張素受體拮抗劑。在研發(fā)血管緊張素酶抑制劑的過(guò)程中,由杜邦公司開(kāi)發(fā)的氯沙坦(DuP 753)應(yīng)運(yùn)而生,能與血管和其他組織中的AT1R特異結(jié)合。同時(shí)在研發(fā)的過(guò)程中,三家制藥公司諾華、杜邦和輝瑞分別發(fā)現(xiàn)他們各自開(kāi)發(fā)的CGP-42112A、EXP655、PD123177和PD123319能與子宮和腎上腺中的另一個(gè)血管緊張素受體結(jié)合并發(fā)揮效應(yīng),后來(lái)這個(gè)受體被證明是AT2R[1]。因?yàn)镽AS涉及高血壓等疾病,在臨床的醫(yī)療價(jià)值巨大,AT1R已經(jīng)被證明是一個(gè)成功的治療靶點(diǎn),AT2R或許是一個(gè)能與AT1R媲美的受體,可能也將造福許多患者。于是學(xué)者們對(duì)AT2R進(jìn)行更深入的研究,但收效甚微。最早在1993年,有研究[2-3]通過(guò)克隆AT2R的cDNA來(lái)證明該受體的存在。后有學(xué)者[4-5]通過(guò)對(duì)小鼠AT2R基因敲除實(shí)驗(yàn)并對(duì)其表型驗(yàn)證,從基因?qū)用嫔献C實(shí)了AT2R存在及其表型,以上研究說(shuō)明AT2R不是因藥物刺激后才出現(xiàn)的一種“現(xiàn)象”,而是確實(shí)存在的一個(gè)尚未被闡述的RAS受體。雖然AT2R的具體功能還需進(jìn)一步研究,關(guān)于AT2R的功能猜測(cè)、爭(zhēng)議、討論就接踵而來(lái)。在人體其他的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中不同的受體可能功能相近或相反,如多巴胺系統(tǒng)、腎上腺素系統(tǒng),這也讓該受體的期望出現(xiàn)兩極分化。
1995年,有研究發(fā)現(xiàn)過(guò)表達(dá)AT2R可使大鼠頸動(dòng)脈內(nèi)膜增生模型的頸動(dòng)脈內(nèi)膜細(xì)胞生成減少,該研究在體外將AT2R轉(zhuǎn)染入平滑肌細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)細(xì)胞增殖下降,并抑制細(xì)胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶的活性[6]。同年另一研究選擇性激動(dòng)AT2R后抑制了原發(fā)性高血壓大鼠微血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖[7]。這兩項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)了AT2R的第一個(gè)被明確的生物學(xué)功能——抗增殖。對(duì)AT2R的研究在神經(jīng)領(lǐng)域產(chǎn)生了一些出乎意料的結(jié)果:AT2R具有神經(jīng)保護(hù)和神經(jīng)分化作用,可調(diào)節(jié)交感神經(jīng)興奮性,可能改善認(rèn)知功能。有學(xué)者使用僅含有AT2R不含AT1R的未分化NG108-15細(xì)胞(小鼠神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞與大鼠膠質(zhì)瘤細(xì)胞之融合細(xì)胞),加入AngⅡ激動(dòng)AT2R后發(fā)現(xiàn)T型Ca2+通道電流降低,考慮到Ca2+超載是腦損傷的重要因素,可以認(rèn)為AT2R發(fā)揮著神經(jīng)保護(hù)作用[8],但又不僅限于此。有研究[9]使用了只含AT2R不含AT1R未分化狀態(tài)的大鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞,結(jié)果發(fā)現(xiàn)刺激AT2R誘導(dǎo)了腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞生長(zhǎng)停滯與促進(jìn)細(xì)胞分化。也有研究觀察到了AT2R突變后的小鼠表現(xiàn)出神經(jīng)行為缺失[10],并發(fā)現(xiàn)了激動(dòng)AT2R可抑制AngⅡ-AT1R介導(dǎo)的中樞興奮效應(yīng),如抑制抗利尿激素釋放,該學(xué)者認(rèn)為AT2R存在直接抗中樞興奮作用,并可抑制AT1R誘導(dǎo)的交感興奮作用[11]。綜合起來(lái),這些研究闡述了AT2R在神經(jīng)系統(tǒng)的作用,說(shuō)明了該受體的信號(hào)通路和效應(yīng)是有別于AT1R。AT2R誘導(dǎo)神經(jīng)分化和抑制神經(jīng)興奮的作用奠定了AT2R在神經(jīng)治療方面的基礎(chǔ)并被后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究支撐。隨著越來(lái)越多的AT2R功能及其在人體組織中的定位被發(fā)掘,對(duì)RAS的兩個(gè)受體(AT2R和AT1R)的區(qū)分越來(lái)越清楚。AT2R在胎兒組織中高表達(dá),而在成年人的多數(shù)正常組織中低表達(dá),該受體的表達(dá)在缺血性損傷、創(chuàng)傷性損傷、動(dòng)脈粥樣硬化病變中顯著上調(diào)[1,12-16]。AT2R和AT1R只有33%~34%的同源性,都可歸屬于有7次跨膜結(jié)構(gòu)受體的家族,通常能與G蛋白結(jié)合。它們的信號(hào)通路有很明顯的區(qū)別,AT2R參與一個(gè)與AT1R不同的復(fù)雜細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路網(wǎng)絡(luò),參與調(diào)節(jié)不同的生理功能如抗增殖[6]、抗炎[17]、細(xì)胞分化[18]、抗纖維化[19]、神經(jīng)保護(hù)、神經(jīng)分化[20]、鈉尿[21]、誘導(dǎo)凋亡[22]。以上不同的研究表明,AT2R的作用與AT1R不僅是在組織分布中有區(qū)別,它們的許多效應(yīng)是相反或獨(dú)有的,但它們共同組成了RAS的兩個(gè)方面,并處于生理性平衡狀態(tài)。
AT2R的表達(dá)受激動(dòng)劑濃度的調(diào)節(jié)[23],這使其成為臨床治療靶點(diǎn)的可能性增加。在AT2R激動(dòng)劑面世之前,學(xué)者采用抑制AT1R的辦法間接激動(dòng)AT2R,使沒(méi)有和AT1R結(jié)合的AngⅡ與AT2R結(jié)合產(chǎn)生激動(dòng)該受體的作用。這一研究模型在許多類似的研究中得到應(yīng)用,既在不同條件下阻斷AT1R后研究AT2R被AngⅡ激動(dòng)影響,并加入AT2R抑制劑后再次檢測(cè)。這些類似的研究在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下證實(shí)了AT2R的生理效應(yīng),例如厄貝沙坦阻斷AT1R后產(chǎn)生對(duì)梗死區(qū)域和神經(jīng)功能的保護(hù)作用,側(cè)腦室注射AT2R拮抗劑PD123177阻斷腦內(nèi)AT2R可消除該作用[15]。RAS興奮引起的高血壓,在使用拮抗AT1R的前提下,AngⅡ激動(dòng)AT2R可上調(diào)緩激肽-一氧化氮信號(hào)通路的表達(dá),形成類似血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(angiotensin-converting enzyme inhibitors,ACEI)使緩激肽表達(dá)增強(qiáng)的作用[24],故AT2R被認(rèn)為可以逆向調(diào)節(jié)AT1R表達(dá)上調(diào)誘導(dǎo)的血管收縮作用[25]。AT2R的功能無(wú)疑讓它擁有廣闊的臨床應(yīng)用前景,但這個(gè)模型忽略了AngⅡ可能激動(dòng)其他潛在的受體引起相關(guān)的生理效應(yīng),就如起初沒(méi)有發(fā)現(xiàn)AT2R一樣,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn),于是研究領(lǐng)域?qū)T2R特異性激動(dòng)劑的需求越來(lái)越高。隨后首個(gè)高度選擇性具有口服活性的AT2R激動(dòng)劑VP01(compound 21)的研發(fā)成功,不僅揭開(kāi)AT2R信號(hào)通路和功能未知的一面,并打破了AT2R從實(shí)驗(yàn)室走到臨床的壁壘,可應(yīng)用在特定情況。學(xué)者們首先將VP01應(yīng)用在高血壓治療方面,但相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,直接刺激AT2R后的抗高血壓作用很弱,很大程度依賴于前期血管的收縮程度[26]。學(xué)者們嘗試開(kāi)發(fā)和使用新的AT2R激動(dòng)劑,并探索它們潛在的臨床應(yīng)用指征和開(kāi)展相關(guān)臨床試驗(yàn),見(jiàn)表1。
研究表明中樞AT2R的激活可以影響心血管調(diào)節(jié)。選擇性激活腦AT2R可使正常動(dòng)物血壓適度降低,而在神經(jīng)源性高血壓的嚙齒動(dòng)物模型中,隨著壓力感受性反射功能的恢復(fù),其降壓效果更為明顯。研究表明,AT2R基因敲除小鼠對(duì)Ang Ⅱ的升壓反應(yīng)性增強(qiáng),增加了高血壓的易感性。隨后有學(xué)者將AT2R激動(dòng)劑VP01注入正常血壓大鼠的腦室,發(fā)現(xiàn)其可以引起血壓適度降低并抑制交感神經(jīng)活動(dòng)[27]。在疾病條件下,腦室注射VP01的心血管作用更為明顯,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在心力衰竭大鼠中,VP01通過(guò)改善的壓力反射敏感性來(lái)抑制交感神經(jīng)流出;在自發(fā)性高血壓大鼠中,VP01通過(guò)交感神經(jīng)抑制降低血壓,并通過(guò)一種非依賴性機(jī)制提高自發(fā)性壓力反射敏感性[28]。這些研究可以表明,當(dāng)被激活時(shí),心血管控制中心內(nèi)或附近的AT2R可以降低血壓。但到目前為止,尚未有臨床試驗(yàn)進(jìn)展報(bào)告。關(guān)于中樞AT2R和血壓控制的研究?jī)H僅停留在表面上,這些位點(diǎn)對(duì)潛在降壓機(jī)制的重要性還需進(jìn)一步深入的探索。近年來(lái),許多學(xué)者對(duì)AT2R激動(dòng)劑進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究以探索他們潛在臨床適應(yīng)證,其中包括了在臨床尚未有特異性治療方法的疾病[馬凡綜合征(Marfan syndrome,MFS)和特發(fā)性肺纖維化];另外還有備受矚目的適應(yīng)證——COVID-19。MFS是一種常染色體顯性遺傳性結(jié)締組織疾病,由纖維蛋白1的突變引起,該突變導(dǎo)致主動(dòng)脈壁的神經(jīng)功能障礙和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β的過(guò)度表達(dá)等。研究[29]表明,向按標(biāo)準(zhǔn)治療MFS患者中添加氯沙坦可降低主動(dòng)脈擴(kuò)張的速度,但不能阻斷其進(jìn)展。而有研究[30]表明,氯沙坦的這種保護(hù)作用需要激動(dòng)AT2R方才生效,這說(shuō)明AT2R信號(hào)通路的抗增殖作用可能在MFS相關(guān)心血管疾病中起保護(hù)作用,意味著AT2R激動(dòng)劑可以單獨(dú)或與氯沙坦聯(lián)用可能會(huì)進(jìn)一步減少或消除MFS中主動(dòng)脈根部擴(kuò)張的進(jìn)程。特發(fā)性肺纖維化是一種進(jìn)行性發(fā)展且致命的疾病,其特征是肺間質(zhì)纖維化。特發(fā)性肺纖維化患者的中位生存期僅為自診斷之日起大約3年,臨床上可用的療法對(duì)患者病死率沒(méi)有明確的影響[31]。AT2R激動(dòng)劑具有減輕各種器官急性和慢性組織纖維化的潛力,如表1中,抗纖維化是AT2R激動(dòng)劑的指征之一,在臨床試驗(yàn)中進(jìn)展較快。在動(dòng)物研究中[32],VP02可以抑制纖維化相關(guān)炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生,減少血管生成,抑制膠原蛋白在肺中的沉積,減少肺組織的病理變化以及減少氧化應(yīng)激和炎癥。在臨床上則顯示VP02可減輕與特發(fā)性肺纖維化相關(guān)的持續(xù)性干咳,這可以改善此類患者的生活質(zhì)量[32]。VP01自2009年進(jìn)入臨床前試驗(yàn)以來(lái),目前已經(jīng)進(jìn)入了Ⅱ期臨床試驗(yàn)并于2019年12月開(kāi)始招募全身性硬化癥相關(guān)肺纖維化患者進(jìn)行臨床試驗(yàn),該研究旨在觀察VP01能否緩解該類患者出現(xiàn)的血管收縮,并闡明AT2R在改善患病血管的血流動(dòng)力學(xué)中的作用,這種作用可能使該類患者以及肺纖維化患者受益。VP01在英國(guó)獲批直接針對(duì)COVID-19進(jìn)行Ⅱ期臨床研究[33-35]。結(jié)果顯示,SARS-CoV-2利用血管緊素轉(zhuǎn)換酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2)進(jìn)入細(xì)胞并使ACE2失活,可導(dǎo)致AngⅡ代謝降低并在局部濃度升高,AngⅡ濃度升高則誘導(dǎo)肺泡通透性增加并上調(diào)對(duì)下游分子如AT1R的激動(dòng)效應(yīng),產(chǎn)生炎癥。AT2R可由ACE2/血管緊張素(1-7)/MASR軸的活化誘導(dǎo)激活,并有研究表明,血管緊張素(1-7)可以激活A(yù)T2R拮抗AT1R介導(dǎo)的效應(yīng)[36],故SARS-CoV-2可導(dǎo)致AT2R表達(dá)下降,下調(diào)其抗炎效應(yīng),而AT1R卻在局部升高的AngⅡ激動(dòng)下表達(dá)升高并促進(jìn)炎癥因子的表達(dá),這些效應(yīng)將導(dǎo)致局部RAS的炎癥與抗炎效應(yīng)產(chǎn)生失衡,誘發(fā)急性肺損傷。VP01可繞開(kāi)病毒攻擊的ACE2直接激動(dòng)AT2R起抗炎效應(yīng),平衡RAS從而減輕急性炎癥。可能是由于SARS-CoV-2的廣泛影響和現(xiàn)實(shí)需求,VP01直接進(jìn)行了針對(duì)COVID-19的Ⅱ期臨床研究。極少有AT2R激動(dòng)劑MP-157的公開(kāi)信息,只在Mitsubishi Tanabe Pharma公司的官網(wǎng)中提到2014年處于Ⅰ期臨床試驗(yàn)。EMA401是比較早期使用的AT2R抑制劑,該抑制劑第一個(gè)Ⅱ期臨床試驗(yàn)在2014年就已經(jīng)發(fā)表[36],研究結(jié)果支持了EMA401在帶狀皰疹神經(jīng)痛患者中的療效和安全性。該研究是一項(xiàng)簡(jiǎn)單Ⅱa期研究,尚需要Ⅱb期和Ⅲ期驗(yàn)證性試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的論證,但在2015年諾華公司接手了該藥的研發(fā)后,至今為止尚無(wú)更多的信息透露出來(lái)。部分AT2R激動(dòng)劑及抑制劑的研發(fā)進(jìn)展見(jiàn)表1。
表1 部分AT2R激動(dòng)劑及抑制劑的研發(fā)進(jìn)展
目前,AT2R要成為臨床上應(yīng)用的藥物靶點(diǎn)還有許多問(wèn)題尚未解決,仍需進(jìn)一步研究。近期SARS-CoV-2的大流行以及COVID-19則讓學(xué)者看到AT2R另外方面的應(yīng)用價(jià)值,加速了它的臨床試驗(yàn)。AT2R和AT1R是RAS的兩個(gè)方面,它們?cè)诟髯蕴囟ǖ臈l件下發(fā)揮不同的效應(yīng),單純考慮一個(gè)受體的效應(yīng)可能會(huì)忽略RAS對(duì)另一個(gè)受體的作用。未來(lái)的治療目標(biāo)應(yīng)當(dāng)把AT2R和AT1R作為一個(gè)整體去思考它們的收益與風(fēng)險(xiǎn)。