【關(guān)鍵詞】  腫瘤壞死因子

　　摘要  心力衰竭是常見的臨床綜合征，腫瘤壞死因子α（TNF-α）在心力衰竭中起重要作用。本文對近年心力衰竭時TNFα升高機制、TNFα在心力衰竭時發(fā)揮的作用及針對抗TNFα臨床治療心衰研究進行綜述。

　　關(guān)鍵詞  腫瘤壞死因子α；心力衰竭；臨床治療

　　自1975年Carswell等人發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子（TNF）以來，有關(guān)TNF的研究不斷深入；Levine  等[1]首先發(fā)現(xiàn)慢性心衰伴心源性惡液質(zhì)的患者血清TNF水平明顯增高以后，McMumy等學(xué)者又先后證實了這一現(xiàn)象，且血清TNF濃度與心衰的臨床特點密切相關(guān)。本文綜述近年來TNF-α與心衰的關(guān)系研究的進展，為TNF-α與心衰的進一步研究及新的抗心衰治療提供理論依據(jù)和思路。

　　1  心衰病理生理機制的發(fā)展

　　心衰是大多數(shù)心血管疾病的最終歸宿，也是最主要的死亡原因，一個世紀以來，心衰理論經(jīng)歷心腎學(xué)說、血流動力學(xué)學(xué)說、神經(jīng)激素學(xué)說到現(xiàn)代的心室重塑學(xué)說。最新研究表明，心力衰竭是一個復(fù)雜的、連鎖的、動態(tài)過程，神經(jīng)激素和細胞因子在心衰的病理生理機制中起重要作用，這些分子能對心臟和循環(huán)產(chǎn)生直接的毒害作用，心肌損傷后細胞因子的連鎖激動能對心臟血流動力學(xué)及后期的心室重塑產(chǎn)生重要影響[2].

　　2  TNF-α的基礎(chǔ)研究

　　TNF-α又稱惡液質(zhì)素，是由激活的單核/巨噬細胞分泌的一種具有多種生物活性的細胞因子，與受體結(jié)合能產(chǎn)生多種生物效應(yīng)，如免疫刺激、調(diào)節(jié)機體的抗菌作用、蛋白激酶C的激活和涉及多種炎癥、細胞生長的基因表達的激活[3].TNF-α可分為跨膜型TNF-α和分泌型TNF-α，主要由激活的單核/巨噬細胞產(chǎn)生，活化的T細胞、NK細胞和肥大細胞也可產(chǎn)生、分泌TNF-α，心肌細胞等多種非免疫細胞在某些應(yīng)激狀態(tài)下（如心力衰竭）也具有產(chǎn)生TNF-α的能力[4]，目前認為心、肝、肺、腎是TNF－α生物合成的主要器官?？缒ば蚑NF-α的一級結(jié)構(gòu)有233個氨基酸殘基，-76～-1位為引導(dǎo)肽序列，該序列中-1～-70位連接段，-21～-46位是疏水區(qū)域，可形成跨膜段，其余部分為胞內(nèi)段。在金屬蛋白酶TACE作用下，跨膜型TNF-α胞外段1～157位可被水解，脫落為分泌型的TNF-α，分泌型TNF-α釋放入血發(fā)揮作用[5].TNF-α的生物學(xué)功能是通過細胞表面的相應(yīng)受體介導(dǎo)來實現(xiàn)的。TNF-α受體分兩型，即TNFR1和TNFR2，他們同屬于一個受體超家族，即TNF受體超家族。TNFR1和TNFR2的細胞外部分則由182個和235個氨基酸殘基構(gòu)成，兩者都由具有高度序列同源性的半胱氨酸結(jié)構(gòu)構(gòu)成，但是在細胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)域卻未顯示出序列的同源性，提示兩種受體激活有著不同的細胞內(nèi)徑路。不同細胞每種受體作用還未明確，但大多數(shù)人認為TNF-α的大部分生物活性是由TNFR1所介導(dǎo)，包括細胞毒性、纖維細胞增殖、抗菌、前列腺素E的合成、抗病毒和超氧化物歧化酶的誘導(dǎo)，而TNFR2主要介導(dǎo)T細胞的增殖、皮膚壞死、胰島素抵抗等[6].

　　3  心衰時TNF-α增高的機制研究

　　20世紀90年代以來， TNF-α與心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展的密切關(guān)系引起醫(yī)學(xué)界廣泛關(guān)注。以前認為心衰病人TNF-α水平的增高是由免疫系統(tǒng)的激活引起，近年來學(xué)者發(fā)現(xiàn)心衰時心臟能產(chǎn)生TNF-α，使這種認識受到挑戰(zhàn)。心衰時TNF-α等細胞因子的來源存在幾種假說：（1）免疫系統(tǒng)的激活產(chǎn)生細胞因子；（2）心衰時心臟本身產(chǎn)生TNF，向外周血擴散的TNF可引起免疫系統(tǒng)的二次激活[7]；（3）心臟輸出量的降低使全身組織低灌注也可產(chǎn)生TNF.心衰時多種細胞因子增多，包括TNF-α、IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ，由此學(xué)者們推測TNF-α等細胞因子的激活可能是參與充血性心力衰竭的重要病理生理機制之一，TNF-α與左室功能不全、心肌病、肺水腫有關(guān)，其中TNF-α、IL-1、IL-6被認為與膠原蛋白增加及組織重建有關(guān)[2] ，心肌中TNF-α的持續(xù)過度表達能引起心室重構(gòu)和左室功能進一步障礙。實驗研究表明：心衰病人心臟中檢測出TNF-α的mRNA和蛋白[4，8-10].這些結(jié)果說明心衰時心肌為TNF-α重要產(chǎn)生來源并且播散到外周血液循環(huán)中。心衰時心肌細胞產(chǎn)生TNF-α的機制有：（1）心肌組織缺血、缺氧是心力衰竭時的一種普遍現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)在心肌發(fā)生缺血梗死時，心肌中TNF-α表達明顯增加，且這種表達持續(xù)存在，這說明心肌組織缺血、缺氧激活了心肌細胞和心肌局部單核/巨噬細胞，導(dǎo)致TNF-α的表達增加[11]；（2）室壁張力增高是心力衰竭時血液動力學(xué)改變的一個普遍結(jié)果。Kapadia等研究發(fā)現(xiàn)壓力負荷刺激作用心臟時，心肌細胞表達TNF-α明顯增加[12]；（3）也有研究表明心衰時交感-腎上腺系統(tǒng)及腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的激活也對心肌TNF-α的表達起著關(guān)鍵作用，這提示神經(jīng)內(nèi)分泌因子的激活可能直接影響細胞因子的表達。心衰時心肌以外組織的TNF-α產(chǎn)生來源有：（1）心輸出量的減少導(dǎo)致組織灌流量降低，因而組織產(chǎn)生TNF-α；（2）心衰時腸道靜脈通透性的增加導(dǎo)致細菌穿透和內(nèi)毒素的釋放入血，刺激TNF-α的產(chǎn)生等[13].

　　4  TNF-α在心衰時的作用

　　研究表明，心肌梗死、血流動力學(xué)負荷過重、心肌炎癥是心衰的始動因素。心功能下降導(dǎo)致血液動力學(xué)障礙，誘發(fā)神經(jīng)內(nèi)分泌激活，細胞因子釋放為其續(xù)動因素。心衰患者血清或血漿中TNF水平增高，并隨著心功能不全的加重而逐漸升高。臨床已證明尤其晚期心力衰竭患者血清中的TNF的水平明顯升高。研究發(fā)現(xiàn)，血清TNF水平與心衰臨床功能分級呈正相關(guān)。 TNF-α等細胞因子在心力衰竭中的作用可能有以下幾點：

　　4.1  抑制心肌收縮力  動物實驗研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α、IL-1β和IL-6呈濃度依賴性抑制左心室乳頭肌的收縮性，有人認為心肌收縮功能的減退系TNF直接損傷心肌纖維、細胞間質(zhì)分裂、重新分布和毛細血管液體滲出造成心肌水腫的結(jié)果。亦有學(xué)者認為可能與免疫因素有關(guān)。近年來的研究結(jié)果認為TNF-α可能通過一氧化氮（NO）依賴和非NO依賴途徑影響心臟收縮功能。TNF-α可通過調(diào)節(jié)NO的代謝間接減弱心肌收縮力[14].NO必須由一氧化氮合成酶（NOS）催化L-精氨酸生成。NOS有兩種類型，原生型酶和誘生型酶。原生型酶細胞效應(yīng)松馳平滑肌，抑制血小板粘附聚集；誘生型酶細胞效應(yīng)為造成組織壞死與細胞死亡。TNF可以減少內(nèi)皮細胞原生型NOS的mRNA，增加進行性心衰患者的巨噬細胞、血管內(nèi)皮細胞和心肌細胞中誘生型NOS的mRNA表達。局部或全部心肌的誘生型NOS誘發(fā)后，肌細胞、微血管和心內(nèi)膜的內(nèi)皮細胞與含有大量NOS引物的浸潤類細胞結(jié)合，增加這些細胞誘生型NOS表達，使心肌內(nèi)NO產(chǎn)物增多； NO通過調(diào)節(jié)以下機制抑制心肌收縮力：（1） NO刺激產(chǎn)生鳥苷酸環(huán)化酶的可溶型異源二聚體，導(dǎo)致心肌細胞內(nèi)cGMP水平增加，NO誘導(dǎo)激活鳥苷酸環(huán)化酶可能產(chǎn)生的效應(yīng)：一是cGMP阻斷心肌細胞內(nèi)Ca2+內(nèi)流[15]；二是cGMP升高使磷酸二酯酶激活，降低細胞內(nèi)cAMP水平；三是cGPM激活蛋白激酶，使心肌的收縮蛋白磷酸化，導(dǎo)致肌絲對Ca2+的敏感性降低。（2） NO能抑制β-腎上腺素能刺激作用，降低細胞內(nèi)cAMP水平，造成心肌損傷[16].

　　4.2  介導(dǎo)左心室重塑  Bozkurt等[17]人研究發(fā)現(xiàn)TNF-α可以引起心室重構(gòu)，主要是左心室重構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)給予TNF-α的小鼠，左室舒張末期直徑較對照組顯著擴大，左室舒張末期容積明顯增加，心肌細胞數(shù)和膠原纖維網(wǎng)均明顯少于對照組，說明TNF-α作用下的心肌細胞本身與細胞外基質(zhì)均發(fā)生顯著變化，并由此引起心室重構(gòu)。在最近細胞因子對轉(zhuǎn)基因鼠左心室重塑的研究中，Bozkurt等[17]用TNF-α持續(xù)灌注大鼠腹腔15天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TNF-α導(dǎo)致時間依賴性減低左心室短軸縮短率，增加左心室舒張末期內(nèi)徑和左心室腔體積，過度表達TNF-α的轉(zhuǎn)基因鼠最終出現(xiàn)左心室重塑。 Pagani等[18]人的動物實驗也證明灌注TNF-α可以產(chǎn)生明顯的左室擴大，表現(xiàn)為左室舒張末壓力-容積曲線右移、左室舒張末壓力-應(yīng)變曲線右移，表明TNF-α改變了心室舒張彈性的特性，導(dǎo)致左室腔容積增加，并嚴重損壞了左室腔的順應(yīng)性。最近有研究顯示，不同亞型轉(zhuǎn)TNF-α基因型鼠表達野生分泌型TNF-α者出現(xiàn)心臟膠原含量的減少，心室擴張；而表達突變跨膜型 TNF-α者心臟膠原含量增多，左室向心性肥厚。表明TNF-α的翻譯后處理影響其對心臟重構(gòu)的作用[19].

　　4.3  誘導(dǎo)心肌細胞凋亡  Krown等[20] 研究表明，TNF-α可使培養(yǎng)鼠的心肌細胞發(fā)生凋亡，且凋亡細胞數(shù)量與TNF-α濃度成正比。TNF-α可能通過NO途徑促發(fā)心肌細胞凋亡，也可通過減少抑制細胞凋亡的原癌基因Bcl4的表達，從而誘導(dǎo)心肌細胞凋亡。

　　4.4  TNF-α對血液動力學(xué)的影響  一系列實驗研究顯示，直接注射TNF-α可產(chǎn)生低血壓、代謝性酸中毒、血液濃縮及死亡，非常類似于敗血癥的心臟和血液動力學(xué)反應(yīng)；而注射TNF-α抗體則減輕敗血癥及休克的循環(huán)衰竭。TNF-α也與其它心臟疾病的發(fā)生有關(guān)，如急性病毒性心肌炎、心臟移植的排斥反應(yīng)。在臨床實驗中，注射內(nèi)毒素導(dǎo)致TNF-α升高可明顯抑制左室射血功能及降低平均動脈壓[21].

　　5  抗TNF-α藥物與心衰的臨床治療

　　心室重塑是導(dǎo)致心衰不斷進展的病理生理基礎(chǔ)。臨床上表現(xiàn)為室壁增厚、心室擴大等。治療心衰的目的，不僅在于減輕癥狀，更重要的是希望改善心室重塑。TNF-α在此機制中發(fā)揮著十分重要的作用，在心力衰竭患者尋找減少TNF產(chǎn)生并拮抗其作用或?qū)⑵淝宄姆椒?，將是今后治療心力衰竭的方向。因此針對抗TNF-α的心衰治療措施已經(jīng)成為治療心衰領(lǐng)域的又一研究熱點。

　　5.1  TNF-α拮抗劑  TNF-α拮抗劑可以分成TNF-α單克隆抗體和sTNFR.Fc二聚體兩類，而sTNFR.Fc二聚體應(yīng)用更廣泛。TNF抗體抑制心肌損害的機制可能包括：（1）TNF被中和后心肌缺血區(qū)血管內(nèi)皮細胞損傷減輕，從而改善缺血區(qū)的血管舒縮功能，改善微循環(huán)。（2）減緩中性粒細胞激活，改善微循環(huán)，減輕心肌細胞損傷，減少脂質(zhì)過氧化。（3）減少TNF對左室的直接損傷。（4）能夠有效逆轉(zhuǎn)心衰時由于TNF-α增高所造成的負性變力效應(yīng)，并且在相當程度上逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)[22].目前已實驗性的應(yīng)用于臨床，并初步取得較好療效。

　　5.2  血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑（ACEI）  ACEI是目前公認的能逆轉(zhuǎn)心室肥厚、防止心室腔擴大、延緩心衰的發(fā)展、降低病死率的藥物。ACEI可提高氧分壓，防止左室擴張，減少左室體積和提高收縮功能，減少心室重構(gòu)[23].

　　5.3  磷酸二酯酶抑制劑  如氨力農(nóng)、米力農(nóng)。動物實驗及體外實驗表明，磷酸二酯酶抑制劑能降低多種細胞因子的產(chǎn)生，雖然在一項研究中它似乎可以降低死亡率，但在另一個較大規(guī)模的實驗中卻可導(dǎo)致死亡率增加[24]，臨床應(yīng)用還存在爭議。

　　5.4  腺苷類  研究證明腺苷能減弱單核細胞表達TNF-α的能力，同時能明顯延緩充血性心力衰竭晚期綜合征的發(fā)生。腺苷在心肌缺血中有心肌保護作用，研究發(fā)現(xiàn)腺苷能抑制成年小鼠心室單核細胞及乳頭產(chǎn)生TNF-α[25]，研究結(jié)果表明腺苷明顯減少心肌中TNF-α的水平。

　　5.5  胺碘酮類  研究表明乙胺碘呋酮可以減少或延緩缺血性心肌病患者最終發(fā)展為心衰及心臟死亡。研究發(fā)現(xiàn)，奎尼丁、丙吡胺、利多卡因使TNF-α產(chǎn)生增加，而胺碘酮卻減少TNF-α的產(chǎn)生，從而推測胺碘酮是通過調(diào)節(jié)炎性介質(zhì)的產(chǎn)生而對心衰產(chǎn)生有效效應(yīng)的[26].心衰患者使用乙胺碘呋酮治療，左室射血分數(shù)提高，臨床心衰指標改善。

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