何奔 袁安彩 上海交通大学医学院仁济医院
　　心肌缺血再灌注损伤（Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury，MIRI）是临床心脏病学的重要问题。对于急性心肌梗死患者，利用溶栓或早期用经皮冠状动脉介入治疗（ PCI） 进行有效的心肌再灌注是缩小心肌梗死面积，改善临床转归的有效方法，但缺血心肌在恢复血液灌流后出现比血管闭塞时更严重的急性损伤和功能障碍，临床上会导致严重的心律失常，心肌坏死面积扩大，心脏破裂，甚至死亡。因此，探讨引起心肌再灌注损伤的机制，寻找有效的药物减轻这一损伤过程，对临床急性心肌梗死的救治有十分重要的意义。
　　MIRI的病理生理机制迄今虽未完全阐明，已被大家所公认的有能量代谢障碍、氧自由基生成、钙超载、炎症反应、血管内皮功能障碍以及细胞凋亡等因素，此外还有血小板介导的损伤，肾素-血管紧张素系统和自身免疫的激活等等其他因素牵涉其中。本文重点阐述近年来心血管研究者为改善MIRI，增强心肌缺血耐受性而提出的新疗法和新靶点。
　　一、缺血预适应与缺血后适应。
　　自从20世纪80年代Murry 等发现缺血预适应（ischemic preconditioning，IPC）现象以来，缺血预适应是迄今为止发现最强大的内源性保护作用，目前普遍认为其机制是通过一系列信号转导通路发挥作用。涉及触发物质（腺苷、缓激肽等内源性活性物质），中介物质（蛋白激酶）和效应物质（离子通道和保护蛋白）。虽然缺血预处理是一个很强大的保护缺血心肌细胞方法，但它并不容易转化为临床应用。主要原因是无法准确预测何时心脏会出现长时间缺血。于是，另一种缺血预适应受到人们的重视，即远程缺血预适应（ remote ischemic preconditioning，RIPC）。试验证明，许多远隔器官（肾脏、肠系膜、骨骼肌等）的缺血也对心肌起保护作用。Hoole等证实，在介入手术前，人体四肢的短暂缺血（袖套充气至200 mm Hg，压迫上臂，持续5 min 后，放气使血液再灌注5 min，连续这样充气放气3 次）不仅可降低胸痛和心电图异常的发生率，还可减少术后常见并发症。这种简单有效且无创的方法在临床上逐渐被普遍应用。2003年，Zhao 等首次报道缺血心肌保护的另外一种方式：缺血后适应（ischemic postconditioning， IPOC）。结果表明，在冠状动脉长时间缺血后再灌注早期，多次反复的短暂缺血再灌注，与对照组相比，心肌梗死面积显著减小。这一报道引起人们广泛的关注，许多国家的研究者从基础科研到临床实践，对后适应对心肌保护的机制和保护强度进行大量的研究，并出现不少后适应在其他脏器保护作用的报道，如肺、肝、脑、肾和骨骼肌等，成为当今转化医学的典范之一。目前认为IPC与IPOC在机制上有许多相似之处，总体上都是通过产生可逆性损伤去诱导机体内源性保护，但前者需要在缺血之前进行，后者则是于再灌注早期进行以减轻组织再灌注损伤，干预措施在缺血发生之后，因此更加可行。
　　二、改善代谢。
　　缺血时，能量代谢从脂肪酸代谢转变为糖酵解，以维持细胞活力。这种转变受HIF转录因子的直接调控，而HIF又受氧敏感的PHD酶的调节。PHD酶有三种亚型：PHD1～PHD3。有研究者将PHD的药理阻断剂应用于缺血再灌注研究，可产生类似心肌缺血预适应的心肌保护效应。有研究发现人类可很好地耐受PHD阻断剂，这意味着可能很快应用于更大规模的临床试验。
　　HIF的一个主要目的基因是EPO，编码促红细胞生成素－红细胞形成的主要调节因子，其产生和分泌受组织氧水平的调节。除其刺激红细胞产生的作用，一些动物试验显示促红细胞生成素通过代谢适应、抑制凋亡或刺激血管发生等途径发挥心肌组织保护作用。但在去年结束的大型前瞻性随机双盲对照临床试验（REVEAL）中，静脉注射促红细胞生成素并未在急性ST段抬高性心肌梗死的患者中显示出保护效应，相反用药组却发生更高概率的不良心血管事件。
　　有研究显示，乙醛脱氢酶2（ALDH2）的激活可对大鼠MIRI起到确切的保护作用，提示其药理增效剂的预防性应用可增强心肌缺血耐受力。这一消息为存在ALDH2基因缺陷的人们（亚洲人口中占近40%）带来希望，但至今尚未进入临床试验阶段。另外一些学者专注于AMPK，认为AMPK总体调控能量产生与消耗通路，其激活可对MIRI发挥保护效应，是为内源性保护机制。促炎因子MIF（Macrophage migration inhibitory factor，巨噬细胞游走抑制因子）可在缺血时被激活，进而通过激活AMPK增加葡萄糖摄取及发挥心肌保护效应。已知人成纤维细胞含有较低的MIF基因多态性，从而在缺氧环境下MIF释放及AMPK的激活水平较低，恰与上述研究结果一致。
　　三、气体疗法。
　　NO、H2S和CO均为内源性酶控途径产生。NO是在内皮细胞由NO合成酶（eNOS）合成，调节基础血管张力和内皮功能，并通过缺氧性肺血管收缩维持血液氧合作用。已有许多研究表明无论内源性还是外源性的NO都可减轻MIRI。有文献报道H2S也对MIRI具有药理性保护效应。H2S可在啮齿类动物中诱导可逆的“低体温”和“假死”状态，H2S处理可在血压不变的情况下可逆性降低心血管功能。此外，CO有抗炎和细胞保护作用，其机制和HIF依赖的转录应答有关。
　　四、腺苷的作用。
　　核苷酸，特别是以 ATP的形式，已被证实在缺血再灌注过程中有促进组织炎性反应的作用。缺血再灌注过程中细胞内产生的ATP相对胞外浓度高（5～8 mM）时就会释放出胞外。这种情况可发生在坏死、凋亡或被活化的炎性细胞。ATP在胞外细胞间隔逐渐积聚增多，进而吸引巨噬细胞、激活NLRP3炎症复合体并促进炎性细胞的趋化反应。ATP导致的各种核苷酸受体（如P2Y6，P2X7）激活，可促进血管炎症。利用药理学方法阻断ATP释放或ATP受体途径，极有可能减轻缺血再灌注过程的无菌炎症反应。在细胞间隙，ATP被酶解为核苷腺苷（nucleoside adenosine）。在动物缺血再灌注模型，如果应用药理手段（如三磷酸腺苷双磷酸酶）将ATP水解为ADP或AMP，再用核苷酸酶把AMP水解为腺苷，就可有效地减轻组织损伤和炎症。而腺苷受体Adora2b被其特异性激动剂BAY 60-6583激活后，可对小鼠MIRI模型产生保护性效应，这一结果说明腺苷本身对缺血再灌注损伤亦有明显的保护作用，而不仅仅是减弱ATP的不良作用。
　　五、核受体与MIRI。
　　近十年来，有关核受体在心血管领域的研究始终热度不减，出现大量文献报道，揭示核受体超家族成员与心血管疾病的联系。在MIRI方面，先后证实过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator- activated receptor，PPAR）的两个亚型，PPARα和PPARγ，对MIRI具有确切的保护效应，机制与改善能量代谢，增加内皮一氧化氮合成酶的表达及抑制炎症反应等有关。也有学者认为，PPARγ能够抑制TNF-α介导的炎症反应，这一生理功能的发挥依赖于另一核受体--维甲酸相关孤核受体（retinoid acid recep tor related orphan receptorα，RORα）的活性。炎症过程中，血浆内PPARγ的配体15-脱氧-Δ12， 14 -前列腺素J2（15d-PGJ2）含量增多，可诱导RORα 表达， 共同发挥抗炎作用。RORα还可下调NF-κB信号通路中p65表达，同时增强NF-κB信号通路的负调节因子I-κB基因表达，两者协同抑制炎性反应。而已经由众多研究证实的阿托伐他汀、替米沙坦等药物对心脏的保护效应，很可能是通过PPAR的表达增加来实现的。另一种孤核受体Nur77，被发现在缺血再灌注过程中表达增加，并且发生从心肌细胞核向线粒体的移位，既而激发细胞色素C的释放，导致细胞凋亡。我们最近的研究中发现，核受体FXR（farnesoid-X-receptor，FXR）在正常野生型小鼠心室肌有低水平表达，而在缺血再灌注部位心肌FXR表达显著增加，这一变化促进MIRI的发生。同时FXR基因敲除小鼠在缺血再灌注过程的心肌凋亡明显减少，再灌注24小时后的心肌梗死面积及LVEF也有明显改善。以上结果证实核受体在MIRI过程中的重要角色，并为进一步的研究提供新思路。
　　六、新的药物靶点：MicroRNAs。
　　自1993 年Lee 和2000 年Reinhart 等发现了小分子RNA（microRNA）Lin-4 和Lin-7 以来，有关microRNA 的研究迅速成为生命科学领域的热点。目前在人类已发现1000 多个microRNA，推测人类基因组中约30% 基因受microRNA调节。因此，microRNA当之无愧地被誉为“基因调控的新星”。心血管系统具有特异的microRNA 表达谱，如：miR-1 和miR-133参与心肌形成、心脏发育和心肌肥厚的发生。miR-208a 和miR-208b与调节心肌增殖和心脏的生理功能有关，而miR-499 与人类胚胎干细胞向心肌细胞分化密切相关。Alessandra在急性心肌梗死的临床研究及缺血再灌注小鼠模型的研究中，检测到miR-1、-133a、-133b和 -499-5p血浆水平的升高，而miR-122和-375水平则有明显的降低，同时显示出各自的峰值时间规律。此后一系列的研究提示，血液循环中的microRNAs，极可能成为急性心肌梗死新的高敏感性的生物学标志。针对microRNAs的药物研制也存在广阔的空间。但目前看来不同学者的研究结果尚存争论，有待后来的研究互相印证并逐渐丰富我们对于这一崭新领域的认识。
　　七、其他药物与MIRI。
　　脂联素是近年来发现的一种由脂肪组织分泌的细胞因子，具有调节糖脂代谢、抗炎、抗动脉粥样硬化等作用。有研究发现急性心肌梗死患者中，脂联素在循环中的浓度显著降低，而脂联素基因敲除小鼠的MIRI明显增加，提示脂联素是心血管系统的保护因子。目前认为脂联素在心血管系统主要活化AMPK、PKA等信号通路，然而对其上下游分子认识仍不全面，目前公认脂联素主要通过抗炎和抗氧化应激减轻缺血心肌的损伤。PPARγ 的激动剂TZD 正是脂联素的调节物，TZD 可能通过作用于脂联素的基因促进其产生、延缓其排泄而升高血浆脂联素的水平，从而改善胰岛素抵抗、炎症反应及氧化应激，最终减轻MIRI。另外目前大家公认他汀类药物对MIRI具有确切的预防和保护作用，主要机制是上调eNOS 的表达，提高NO 的生成，增加NO 的生物利用度。
　　综上所述，目前已知大部分应用于研究MIRI的药物，其作用途径与缺血预适应及后适应所涉及的途径均有重合，因此可以理解为用药物模拟缺血适应的心肌保护方法。实际上，在各个MIRI的研究成果之间，尚存在难以避免的不足，结论也常常颇具争议。但无论如何，各种药物处理潜在的机制和优缺点，正不断被阐明。在不久的将来，基础医学的研究成果必将转化为临床应用，但在此之前，我们需要进一步夯实分子机制研究的基础，巩固并深化对MIRI的认识，以期早日进行大型多中心随机对照临床研究，验证上述多种药理及缺血适应的方法是否能改善急性心肌梗死患者的临床转归。