蒽環類藥物相關心臟毒性早期評價指標研究進展

孔亞茹，王麗紅

（承德醫學院附屬醫院，河北 承德）

0 引言

蒽環類藥物（Anthracycline）是臨床用于治療血液系統及各種實體惡性腫瘤的細胞毒性化學治療劑，而其化療期間導致的心臟毒性也是臨床上公認的。近年來，很多證據均表明蒽環類藥物化療后心臟事件的風險遠遠高于腫瘤復發。并且蒽環類藥物相關心臟毒性（Anthracycline-induced cardiotoxicity，ACT）被認為是從亞臨床心肌損傷開始，到早期無臨床癥狀的左室射血分數（LVEF）的下降，從而發展成癥狀性心力衰竭的過程[1]。另外，使用蒽環類藥物并沒有絕對的安全閾值，首次使用便可能損傷心肌。因此，在蒽環類藥物化療過程中通過有效、特異的評估方法早期發現ACT發生的的高?；颊撸允欠乐笰CT產生嚴重不良后果的關鍵。

1 生物標志物

1.1 心肌肌鈣蛋白（cTn）

cTn是涉及心肌收縮的三種調節蛋白的復合體[2]。據報道，血清cTn水平可以檢測不可逆的心肌細胞壞死，因此cTn對急性心肌梗死及心絞痛的具有診斷及評估預后的價值。2012年ESMO心血管毒性臨床實踐指南建議在基線、癌癥治療期間和之后進行cTn檢測（證據水平III，B級）[3]。多項研究[4-5]對cTn在化療相關心臟毒性中的診斷及預測作用進行了評估。Curigliano等[6]對204名接受高劑量化療藥物的患者進行的一項研究中，結果表明32%的患者在LVEF下降前觀察到cTnI升高。而一項探討cTnT和NT-proBNP作為乳腺癌化療早期心臟毒性預測因子的研究中表明在心臟毒性事件發生時cTnT和NT-proBNP升高卻非常罕見[7]。因此，cTn對評估早期ACT的價值仍存在爭議。

1.2 腦鈉肽（BNP）

BNP主要由心室負荷和室壁張力的改變刺激心肌細胞產生，合成后可進一步切割成無活動的N端腦鈉肽前體(NT-proBNP)，兩者對心衰的診斷與預后具有很大價值[5]。相對BNP而言，NT-proBNP清除較慢、半衰期長且穩定，受到的影響因素較少，在體內的水平隨著心肌受損程度而增高，是一種監測心臟功能較靈敏的指標[4]。Terse等[8]用大鼠制造了2-脫氧-D-葡萄糖誘導產生的心臟毒性的模型進行實驗，在研究的第7、14和45天時NT-proBNP的血漿濃度以劑量依賴性方式顯著增加，與隨后的尸檢病理結果相一致。這表明了NT-proBNP對心臟毒性監測的優越性。然而，在臨床化療過程的采血時間及BNP的診斷界值均無統一定論，仍需深入研究。

1.3 髓過氧化物酶（MPO）

MPO是由多形核白細胞、單核細胞和某些組織的巨噬細胞分泌的一種酶，具有促動脈粥樣硬化和促氧化作用，可進一步引起脂質過氧化、清除一氧化氮（NO）及抑制一氧化氮合酶（eNOS）[9]。近年來有研究也表明，MPO是應用蒽環類藥物人群發生心臟功能障礙的潛在標志物[10-11]。Ky等[12]在應用蒽環類藥物化療的乳腺癌患者中研究了包括MPO和cTnI在內的8種生物標志物，分別檢測了基線水平及化療過程中每3個月的生物標志物水平（共15個月），結果表明心臟毒性風險增加與cTnI（P=0.02）和MPO（P=0.048）間期變化相關。更重要的是MPO和cTnI的組合監測可以改善預測ACT的靈敏度和特異度。

1.4 精氨酸-NO 代謝產物

精氨酸在NOS的催化作用下產生的NO，是心血管穩態的關鍵調節因子。蒽環類藥物能與血管內皮細胞中表達最多的eNOS的還原結構域直接結合，生成半醌自由基團，半醌自由基團在O2存在下生成超氧陰離子及過氧化氫，[13]不僅增加了活性氧還形成，還使得NO生物利用度降低。NO生物利用度降低可導致DNA損傷、脂質過氧化、心肌細胞凋亡、內皮細胞功能障礙和心肌收縮力降低。另外，當精氨酸向NO的轉化受損時，會合成替代代謝產物不對稱二甲基精氨酸（ADMA）等物質，進一步抑制NOS[14-15]。有研究表明ADMA水平升高是冠心病、心肌梗死和心力衰竭患者心血管死亡率的預測因子[15]。精氨酸-NO代謝途徑涉及多種心血管疾病狀態，Finkelman等[14]在應用阿霉素治療乳腺癌患者的研究中顯示，在應用蒽環類藥物2個月時ADMA水平變化與ACT相關，風險比為2.70。因此，在蒽環類藥物化療過程中，精氨酸-NO代謝產物的早期變化可能具有識別ACT的潛能。

1.5 其他

高敏C反應蛋白（hsCRP）、白細胞介素-6、糖原磷酸化酶BB（GPBB）及NRG-1等指標已被評估其在預測心臟毒性方面的效用[4,11,16]，但仍存在包括生物標志物最佳測定時間、閾值等在內的許多問題。因此，需進一步驗證這些生物標志物與化療相關心臟毒性之間的相關性，并證明這些心臟毒性標志物的早期預測價值。

2 物理檢查方法

2.1 心電圖（ECG）

ECG是臨床上發現心臟疾患的一種較為經濟常的規檢測手段。ACT的常見ECG改變包括有ST-T改變、竇速、QT間期延長、室早和短暫性心房收縮[17]，該類表現一般出現較早。但是，ECG改變往往受多種因素的影響，且常為一過性表現，特異性較差。

2.2 心臟彩超

心臟彩超通常用于監測心臟結構域功能。當心功能受損時可表現為LVEF下降、心室收縮與舒張功能障礙等，在臨床實踐中被廣泛使用[17]。目前大多數研究中化療相關心臟毒性診斷的關鍵步驟為與基線相比LVEF的降低。然而由于心室壁的強大儲備功能及心臟的代償能力，在化療期間無法檢測LVEF得小變化（<10%），對早期亞臨床心功能受損的檢測敏感性不高[4,18]。

二維斑點追蹤技術（2D-STE）是近年來用于評價亞臨床心肌功能異常的一項新興超聲技術。2D-STE能夠通過從縱向、圓周和徑向計算左心室每一節段的應變，更早的檢測微小的心肌功能變化[18]。有研究表明，2D-STE測定的心臟整體縱向應變（GLS）是評價左室應變的常規指標，可以在LVEF下降之前檢測到心肌損傷[3,19]。Arciniegas等[20]在應用蒽環類聯合曲妥珠單抗治療的66名乳腺癌病例的研究中顯示，GLS測量結果的早期變化對化療后心臟毒性發生有預測作用(靈敏度100%，特異度73%，P＜0.001)。因此，相比普通心臟彩超，2D-STE可能對早期診斷ACT更有價值。

2.3 心臟磁共振成像（CMR）

CMR可以評估心室容量和功能變化，非侵入性識別心肌組織特征，發現早期心肌水腫、炎癥以、纖維化，因此在鑒定癌癥患者的早期和晚期心臟毒性中起重要作用[20]。一項應用動物造模的研究[1]中顯示，心肌T1圖像特別是細胞外心肌體積（ECV）與心肌纖維化程度強烈相關（r=0.979，P＜0.001），表明CMR作為檢測亞臨床心臟毒性的可行性。但因其較高的成本及患者自身因素，如安裝心臟起搏器、患有幽閉恐懼癥等限制了其廣泛使用[2,18]。

3 心肌活檢

心肌活檢是診斷ACT的金標準，可以在顯微鏡下直觀的觀察心肌線粒體的損傷、細胞質空泡化、肌原纖維的損失等[2]，但該檢查方法對技術操作的要求極高并且屬于一項有創檢查，因此臨床不易普及應用。

4 蒽環類藥物相關心臟毒性的遺傳易感性--基因多態性

在蒽環類藥物化療過程中，有些患者接受了極低劑量的蒽環類藥物就發生了心臟毒性并發癥[2,4,21]，而有些患者卻可以耐受高劑量的蒽環類藥物[21-23]?；颊邔飙h類藥物產生的這種個體差異可能與遺傳變異有關。近年來，通過對蒽環類藥物基因組學的研究使得個體間基因差異作為ACT的預測因子越來越成為可能。理論上，參與蒽環類藥物吸收、分布、代謝及排泄等過程的相關基因的多態性均可影響ACT的發生與發展。目前，通過候選基因研究已經發現了幾種遺傳多態性與ACT之間的關聯[24]。例如 RARG、CBR3、SLC28A3 、NCF4、RAC2、ABC、UGT1A6、CYBA等，其中45%的單核苷酸多態性（SNP）位于編碼轉運蛋白的基因中，這表明穿過細胞膜的蒽環類藥物轉運是通過幾種轉運蛋白完成的。另外，有27%位于氧化應激相關基因中，19%位于蒽環類藥物代謝酶中，9%位于參與DNA修復和復制的基因中[24]。但是，目前大多數研究都是在接受阿霉素或柔紅霉素的兒童中進行的，因此這些遺傳標記在成年人及其他蒽環類藥物中的可推廣性仍需進一步研究。

Visscher等[25]在156名應用蒽環類藥物治療的兒童中，對220個關鍵藥物生物轉化基因中的2977個單核苷酸多態性（SNP）進行了研究。該項研究表明，膜轉運蛋白SLC28A3基因中的同義編碼變體rs7853758(L461L)與ACT高度相關（P=0.0071）。同一研究小組隨后在加拿大的188名兒童中也驗證了該結果（P=0.0072）。但是遺憾的是該項研究并未證實ABCC2 rs8187694、CYBA rs4673、RAC2 rs13058338、NCF4 rs1883112及CBR3 rs1056892與ACT之間的關聯。這表明，對于成人與兒童患者，這些關聯可能存在差異。一項全基因組關聯研究[26]在RARG中發現了與兒童ACT的相關的非同義編碼變體（rs2229774，S427L）。該變體改變了RARG功能，使其不能像野生型RARG一樣有效地抑制導致ACT遺傳決定因子Top2b表達，從而增加了心臟毒性的發生。Aminkeng等[23]在減少ACT發生的基因檢測建議中也推薦對兒童期癌癥患者的SLC28A3（rs7853758，L461L）及RARG（rs2229774，S427L）變體進行藥物基因組學檢測，同時也強調了UGT1A6*4（rs17863783，V209V）與兒童患者ACT發生的強烈相關性。UGT1A6是葡糖醛酸化途徑的酶，可將蒽環類藥物轉化成具有水溶性、可排泄的代謝物。葡萄糖醛酸氧化是發生在肝臟中的一種II期解毒途徑，其中葡萄糖醛酸與毒素結合，有效地解毒了大多數常用藥物[23]。葡萄糖醛酸氧化可能導致有毒的蒽環類代謝物在體內積累，增加心臟毒性[27]。

另外一項研究[22]證實了CBR3的rs1056892與ACT的相關性。羰基還原酶（CBR）是一種單體胞質酶，催化阿霉素還原為毒性醇代謝物。這些代謝物在心肌細胞中形成儲存庫，并通過抑制Ca2+和Na+/K+泵的活性而損害心肌收縮力。CBR3的功能多態性調控著蒽環醇代謝產物的合成，其中CBR3 V244（G等位基因）催化阿霉素的合成速度是CBR3 M244（A等位基因）的2.6倍[28]，可產生更多的醇代謝物。在應用蒽環類藥物的兒童癌癥中發現rs1056892純合野生型G等位基因與ACT風險增加相關[23,28]。而之前報道過與ACT相關的RAC2、NCF4和SLC28A3在該項研究中并未得到證實[22,29]。

5 小結

醫療技術目前日新月異，早期發現并及時治療已經使癌癥轉變成一種可以“治愈”的慢性疾病。從長遠來看，化療相關心臟損傷的死亡風險超過了許多腫瘤本身的死亡風險?；熎陂g的心功能監測是早期發現ACT的重要步驟，由于缺乏在化療過程早期識別心臟毒性風險的檢查方法，心臟事件正在逐漸成為嚴重影響癌癥患者生存期及遠期生存質量的重要因素。因此，仍需積極的尋找早期、敏感及特異的ACT監測方法，為及時的診斷及個體化治療提供依據，從而改善癌癥患者的臨床結局。