改善心肌肌質網鈣泵防治慢性心力衰竭的中醫藥研究進展

李惠玲 賈美君 劉永明

[摘要] 慢性心力衰竭（CHF）是多種心血管疾病發展的終末階段，發病率及病死率高，治療費用昂貴。心肌細胞肌質網鈣泵（SERCA2a）表達及活性異常是CHF發生、發展的重要病理機制。AAV1/SERCA2a轉基因治療CHF臨床試驗結果不盡如人意，研究者重新提出“應充分重視提高內源性心肌SERCA2a水平及活性的藥物篩選及研發”。中醫藥治療CHF歷史悠久，效果顯著。CHF在中醫學中可歸屬于“心悸”“喘證”“水腫”等范疇。大量研究表明中藥復方、單味中藥、中藥單體能有效改善內源性心肌SERCA2a表達水平及活性從而起到防治CHF的作用。

[關鍵詞] 慢性心力衰竭;肌質網鈣泵;蛋白表達;基因表達;活性

[中圖分類號] R541? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-7210（2019）02（a）-0055-04

[Abstract] Chronic heart failure （CHF ） is the end stage of a variety of cardiovascular diseases， with high incidence， high mortality and expensive treatment. The abnormal expression and activity of cardiac myocyte sarcoplasmic reticulum calcium ATPase 2a （SERCA2a） are the key pathological mechanism for the occurrence and development of CHF. The results of the clinical trial that AAV1/SERCA2a genetically treats CHF were not satisfactory， and the researchers restated that full attention should be paid to drug screening， research and development to improve the endogenous myocardial SERCA2a expression level and activity. Traditional Chinese medicine has a long history in treating CHF with remarkable therapeutic effects. In traditional Chinese medicine， CHF can be classified to the cotogories of "palpitation"， "asthma syndrome" and "edema". A lot of researches indicate that Chinese medicine compound， single Chinese herb and Chinese medicine monomer can prevent and treat CHF through improving endogenous myocardial SERCA2a expression and activity.

[Key words] Chronic heart failure; Sarcoplasmic reticulum calcium ATPase 2a; Protein expression; Gene expression; Activity

慢性心力衰竭（CHF）是多種心血管疾病發展的終末期，主要表現為心肌舒張、收縮功能異常和各種心律失常等[1]，是死亡率很高的一種心血管疾病。Ca2+動力學異常是CHF的重要標志，也是CHF發生、發展的病理生理學基礎[2]。心肌細胞肌質網鈣泵（sarcoplasmic reticulum calcium ATPase 2a，SERCA2a）是最關鍵的鈣調控蛋白之一，其表達和活性降低是CHF發生時Ca2+動力學異常的重要原因，改善SERCA2a的表達及活性對防治CHF有極其重要的臨床意義。中藥復方或有效部位/組分/成分能有效提高內源性心肌SERCA2a表達水平和/或活性從而有效防治CHF，現將中醫藥改善心肌SERCA2a表達及活性，防治CHF的研究進展綜述如下：

1 SERCA2a表達及活性異常是CHF發生、發展的重要病理機制

鈣調控蛋白表達及活性異常導致心肌細胞Ca2+動力學失調是CHF的關鍵病理機制，其中SERCA2a是最重要的鈣調控蛋白之一。大量研究表明，無論是CHF患者，還是CHF動物模型，其衰竭心肌組織SERCA2a表達水平和活性均明顯降低，導致心肌細胞舒張期肌質網（sarcoplasmic reticulum，SR）Ca2+再攝取減少，SR Ca2+負荷降低，胞漿內Ca2+濃度增高，以及收縮期SR Ca2+釋放減少，從而造成心臟舒張和收縮功能受損，是衰竭心肌細胞的特征之一，也提示預后不良[1，5-7]。在衰竭心臟中，相繼于SERCA2a的沉默，鈉鈣交換體1（sodium-caldium exchanger 1，NCX1）表達水平上調，從而將細胞內過多的Ca2+轉移到細胞外，保持細胞內Ca2+濃度的相對穩定，然而這又導致細胞內Na+濃度的增高，造成CHF時心肌細胞延遲后去極化以及心律失常的發生[3]。

2 AAV1/SERCA2a轉基因治療CHF的研究現狀

大量的實驗研究證實了以腺病毒為載體的SERCA2a轉基因治療CHF具有良好的效果[8-9]。2008年美國西奈山醫學院Roger Hajjar醫學博士聯合美國Celladon生物制藥公司開展了冠脈內注射AAV1/SERCA2a的轉基因臨床治療實驗（calcium upregulation by percutaneous administration of gene therapy in cardiac disease-this first-in-human，CUPID），這是迄今為止最大規模的轉基因治療CHF的臨床研究。CUPID1期的研究結果顯示77.8%的重度心衰患者（EF<30%，且心功能Ⅲ～Ⅳ級，共9例），在心衰癥狀、心功能以及生物標志物方面都有不同程度的改善[8]。然而，2016年Lancet公布的CUPID2期研究結果顯示AAV1/SERCA2a轉基因治療CHF既不能減少心衰的急性加重，也不能降低病死率，這一結果引發學術界廣泛的思考，目前認為AAV1/SERCA2a轉基因治療的載體及輸送方式等影響了AAV1/SERCA2a轉基因治療CHF的效果[10]。鑒于此，研究者重新提出“應充分重視以提高內源性心肌SERCA2a水平及活性為治療靶標的藥物篩選及研發”。

3 CHF的中醫病因病機

CHF的病名在中醫古籍中并未記載，但根據其癥狀呼吸困難、水腫等，可歸屬于中醫學的“心悸”“喘證”“水腫”等范疇。對心衰癥狀的描述，最早見于《黃帝內經》，如“心脹者，煩心短氣，臥不安”，“水病下為跗腫大腹，上為喘呼，不得臥者，標本俱病”，“心痹者，脈不通，煩則心下鼓，暴上氣而喘，噫干善噫，厥氣上則恐”。

心悸包括驚悸和怔忡。驚悸始見于《金匱要略·驚悸吐衄下血胸滿瘀血病》，“寸口脈動而弱，動則為驚，弱則為悸”。《濟生方》提出，“夫怔忡者，此心血不足也”，并對其病因病機做了闡釋“真血虛耗，心帝失輔，漸成怔忡”。其后，《醫學正傳·驚悸怔忡健忘證》云“怔忡者，心中惕惕然動搖而不得安靜，無時而作者是也;驚悸者，驀然而跳躍驚動，而有欲厥之狀，有時而作者是也”，對驚悸和怔忡做了區別。心悸的病機是氣血陰陽虧虛，心失所養，痰、飲、火、瘀血之邪擾亂心神。

喘證以呼吸困難為主證，甚則張口抬肩，鼻翼煽動。《靈樞·五閱五使》云，“故肺病者，喘息鼻張”;《靈樞·本臟》篇云，“肺高則上氣，肩息咳”;《金匱要略·肺痿肺癰咳嗽上氣病》云，“咳逆上氣，時時吐唾，但坐不得眠”，對喘證的癥狀進行了描述。病因有外感和內傷兩方面，外感為六淫之邪氣入侵，內傷為飲食、情志、勞欲等。病理變化包括虛實兩方面，實為外邪、痰飲、肝郁氣滯，壅遏肺氣，肺失宣降;虛在于肺、腎兩臟，以氣虛為主，肺失宣降，腎失納氣。嚴重者，可禍及心氣、心陽。

《靈樞·水脹》描述水腫“水始起也，目窠上微腫，如新臥起之狀，其頸脈動，時咳，陰股間寒，足脛腫，腹乃大，其水已成矣”。《金匱要略·水氣病》中對水腫按表里上下部位分類，分為風水、皮水、正水、石水、黃汗;由按五臟分類，分為心水、肝水、肺水、脾水、腎水。水腫以眼瞼、頭面、胸腹、四肢腫脹為特征。《素問·水熱穴論》載“故其本在腎，其末在肺”，《素問·至真要大論》中云“諸濕腫滿，皆屬于脾”。水腫的病位在肺、脾、腎。肺通調水道、脾主運化、腎主水液功能受限，則發水腫。

4 改善SERCA2a表達和活性防治CHF的中醫藥研究

4.1 中藥復方

CHF的基本病機是本虛標實，心腎陽氣不足，瘀血、水飲內停。CHF病位在心，與腎、肺、脾、肝四臟均有關。治療以補虛為本，兼顧活血化瘀，利水逐飲。穩心顆粒具益氣養陰、活血化瘀之功，連志明等[11]以穩心顆粒干預腹主動脈縮窄聯合主動脈瓣反流慢性心衰兔，結果發現穩心顆粒能顯著提高左室射血分數（LVEF），縮小左室收縮末期內徑（LVESD）、左室舒張末期內徑（LVEDD），提示穩心顆粒能改善心臟收縮功能，進一步的機制研究表明穩心顆粒能促進衰竭心肌細胞的SERCA2a mRNA和蛋白表達。郭志華等[12]以益氣活血、利水消腫中藥益心泰干預心肌梗死致心衰大鼠，研究結果顯示益心泰能明顯降低心衰大鼠左、右心室重量指數，表明益心泰能抑制心肌重構，機制研究提示益心泰能促進SERCA2a蛋白的表達，降低細胞內Ca2+濃度。吳錦波等[13]利用心康方干預阿奇霉素致心力衰竭大鼠模型，研究結果顯示心康方能顯著改善心衰大鼠的LVEF，降低血漿腦鈉肽（BNP）水平，提示心康方能改善心衰大鼠的心臟功能，進一步機制研究提示心康方能顯著提高SERCA2a蛋白表達和SERCA2a活性。Yu等[14]以改良益氣湯干預心肌缺血再灌注損傷大鼠，研究結果顯示改良益氣湯能夠有效改善心肌梗死后缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）損傷動物的心臟功能和血壓，縮小心肌梗死面積，機制研究提示可能和其促進SERCA2a表達進而逆轉心肌細胞內的鈣超載有關。青楚杭[15]研究證實芪藶強心膠囊能顯著改善心肌細胞SERCA2a蛋白表達，降低Ca2+濃度，進而促進心肌細胞功能。苗夢露等[16]以抗心衰顆粒干預舒張性心力衰竭大鼠，研究發現抗心衰顆粒能改善心衰大鼠的心肌細胞線粒體、肌質網終池的形態及結構，保護心肌，這一作用是通過增強心肌細胞內SERCA2a活性，降低胞質Ca2+濃度實現的。

4.2 單味中藥

利用單味中藥研究改善SERCA2a表達防治CHF方面的內容比較少，只有極少例的文獻報道了相關內容。張萍等[17]以延胡索干預急性心肌梗死大鼠模型，結果顯示心肌梗死面積減小，機制研究提示延胡索能提高SERCA2a蛋白表達水平，從而改善細胞內鈣超載。

4.3 中藥單體

Dong等[18]以黃芪甲苷Ⅳ干預壓力超載誘導的心力衰竭大鼠，研究結果顯示黃芪甲苷Ⅳ能顯著改善心衰大鼠的LVEF、LVESD和LVEDD、心臟體重比，提示黃芪甲苷Ⅳ能改善心衰大鼠的心臟收縮功能以及抑制心臟重構，進一步機制研究證實黃芪甲苷Ⅳ能促進心肌SERCA2a表達，改善細胞內鈣超載。Bai等[19]以白藜蘆醇干預心衰小鼠，結果顯示，白藜蘆醇能改善心臟收縮功能，機制研究提示白藜蘆醇能改善SERCA2a的蛋白表達和活性，增強Ca2+攝取。戴紅良等[20]以黃芪多糖干預異丙腎上腺素處理的大鼠心肌細胞，發現黃芪多糖能提高心肌細胞SERCA2a mRNA和蛋白表達水平以及增強SERCA2a活性。王俊東等[21]以人參皂苷Rh3干預I/R損傷大鼠，研究發現，心肌細胞和細胞核形態良好，血漿肌酸激酶（CK）和乳酸脫氫酶（LDH）水平降低，心肌梗死面積減小，提示人參皂苷Rh3能改善心功能，其機制是人參皂苷Rh3能上調心肌組織SERCA2a mRNA和蛋白水平。王金桂等[22]以前胡丙素干預I/R損傷大鼠，再灌注15 min時冠狀動脈流出量（CF）升高，LDH降低，提示前胡丙素能改善心臟功能，抑制心肌梗死，研究提示其機制是前胡丙素增強SERCA2a蛋白表達水平及活性，提高SERCA2a的Ca2+攝取率，維持心肌細胞內鈣穩態。

受磷蛋白（PLB）以非磷酸化形式存在時，對SERCA2a具有抑制作用，磷酸化修飾后對SERCA2a的抑制作用解除。Wu等[23]以木犀草素干預I/R大鼠的心肌細胞，實驗結果顯示木犀草素能降低心肌細胞壞死率及心肌細胞LDH的釋放水平，增大心肌細胞收縮幅度，增加心率（HR）和左心室收縮壓（LVSP），提示木犀草素能減小I/R心肌梗死面積，改善心肌功能。其機制研究提示，木犀草素不僅能直接促進SERCA2a的表達，還能促進PLB的磷酸化從而間接增強SERCA2a的活性。SUMO1能促進SERCA2a的表達，并且與SERCA2a上的賴氨酸殘基結合，對其進行泛素化修飾，增強SERCA2a的活性。此外，Du等[24]通過實驗證實，木犀草素能通過促進SUMO1的表達而增強SERCA2a的表達和活性，進而改善心功能。

5 小結

CHF發病率高，病死率高，治療費用昂貴。以SERCA2a為治療靶標的臨床及實驗研究是防治CHF研究的熱點之一。AAV1/SERCA2a轉基因治療CHF臨床試驗結果不盡如人意，引發學術界廣泛的思考，研究者重新提出“應充分重視以提高內源性心肌SERCA2a水平及活性為治療靶標的藥物篩選及研發”。

中醫藥治療CHF效果顯著，歷史悠久。近年來大量研究表明中醫藥能通過改善衰竭心臟的心肌細胞鈣動力學從而有效防治CHF，除SERCA2a外，中醫藥還作用于PLB、SUMO1等鈣調節蛋白而防治CHF。積極展開中醫藥改善鈣調節蛋白的相關研究具有良好的前景，為防治CHF提供了新的研究和治療方向。

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（收稿日期：2018-03-21? 本文編輯：羅喬荔）