【关键词】  肿瘤坏死因子

　　摘要  心力衰竭是常见的临床综合征，肿瘤坏死因子α（TNF-α）在心力衰竭中起重要作用。本文对近年心力衰竭时TNFα升高机制、TNFα在心力衰竭时发挥的作用及针对抗TNFα临床治疗心衰研究进行综述。

　　关键词  肿瘤坏死因子α；心力衰竭；临床治疗

　　自1975年Carswell等人发现肿瘤坏死因子（TNF）以来，有关TNF的研究不断深入；Levine  等[1]首先发现慢性心衰伴心源性恶液质的患者血清TNF水平明显增高以后，McMumy等学者又先后证实了这一现象，且血清TNF浓度与心衰的临床特点密切相关。本文综述近年来TNF-α与心衰的关系研究的进展，为TNF-α与心衰的进一步研究及新的抗心衰治疗提供理论依据和思路。

　　1  心衰病理生理机制的发展

　　心衰是大多数心血管疾病的最终归宿，也是最主要的死亡原因，一个世纪以来，心衰理论经历心肾学说、血流动力学学说、神经激素学说到现代的心室重塑学说。最新研究表明，心力衰竭是一个复杂的、连锁的、动态过程，神经激素和细胞因子在心衰的病理生理机制中起重要作用，这些分子能对心脏和循环产生直接的毒害作用，心肌损伤后细胞因子的连锁激动能对心脏血流动力学及后期的心室重塑产生重要影响[2].

　　2  TNF-α的基础研究

　　TNF-α又称恶液质素，是由激活的单核/巨噬细胞分泌的一种具有多种生物活性的细胞因子，与受体结合能产生多种生物效应，如免疫刺激、调节机体的抗菌作用、蛋白激酶C的激活和涉及多种炎症、细胞生长的基因表达的激活[3].TNF-α可分为跨膜型TNF-α和分泌型TNF-α，主要由激活的单核/巨噬细胞产生，活化的T细胞、NK细胞和肥大细胞也可产生、分泌TNF-α，心肌细胞等多种非免疫细胞在某些应激状态下（如心力衰竭）也具有产生TNF-α的能力[4]，目前认为心、肝、肺、肾是TNF－α生物合成的主要器官。跨膜型TNF-α的一级结构有233个氨基酸残基，-76～-1位为引导肽序列，该序列中-1～-70位连接段，-21～-46位是疏水区域，可形成跨膜段，其余部分为胞内段。在金属蛋白酶TACE作用下，跨膜型TNF-α胞外段1～157位可被水解，脱落为分泌型的TNF-α，分泌型TNF-α释放入血发挥作用[5].TNF-α的生物学功能是通过细胞表面的相应受体介导来实现的。TNF-α受体分两型，即TNFR1和TNFR2，他们同属于一个受体超家族，即TNF受体超家族。TNFR1和TNFR2的细胞外部分则由182个和235个氨基酸残基构成，两者都由具有高度序列同源性的半胱氨酸结构构成，但是在细胞内的结构域却未显示出序列的同源性，提示两种受体激活有着不同的细胞内径路。不同细胞每种受体作用还未明确，但大多数人认为TNF-α的大部分生物活性是由TNFR1所介导，包括细胞毒性、纤维细胞增殖、抗菌、前列腺素E的合成、抗病毒和超氧化物歧化酶的诱导，而TNFR2主要介导T细胞的增殖、皮肤坏死、胰岛素抵抗等[6].

　　3  心衰时TNF-α增高的机制研究

　　20世纪90年代以来， TNF-α与心力衰竭的发生、发展的密切关系引起医学界广泛关注。以前认为心衰病人TNF-α水平的增高是由免疫系统的激活引起，近年来学者发现心衰时心脏能产生TNF-α，使这种认识受到挑战。心衰时TNF-α等细胞因子的来源存在几种假说：（1）免疫系统的激活产生细胞因子；（2）心衰时心脏本身产生TNF，向外周血扩散的TNF可引起免疫系统的二次激活[7]；（3）心脏输出量的降低使全身组织低灌注也可产生TNF.心衰时多种细胞因子增多，包括TNF-α、IL-1、IL-2、IL-6、IL-10、IFN-γ，由此学者们推测TNF-α等细胞因子的激活可能是参与充血性心力衰竭的重要病理生理机制之一，TNF-α与左室功能不全、心肌病、肺水肿有关，其中TNF-α、IL-1、IL-6被认为与胶原蛋白增加及组织重建有关[2] ，心肌中TNF-α的持续过度表达能引起心室重构和左室功能进一步障碍。实验研究表明：心衰病人心脏中检测出TNF-α的mRNA和蛋白[4，8-10].这些结果说明心衰时心肌为TNF-α重要产生来源并且播散到外周血液循环中。心衰时心肌细胞产生TNF-α的机制有：（1）心肌组织缺血、缺氧是心力衰竭时的一种普遍现象，研究发现在心肌发生缺血梗死时，心肌中TNF-α表达明显增加，且这种表达持续存在，这说明心肌组织缺血、缺氧激活了心肌细胞和心肌局部单核/巨噬细胞，导致TNF-α的表达增加[11]；（2）室壁张力增高是心力衰竭时血液动力学改变的一个普遍结果。Kapadia等研究发现压力负荷刺激作用心脏时，心肌细胞表达TNF-α明显增加[12]；（3）也有研究表明心衰时交感-肾上腺系统及肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活也对心肌TNF-α的表达起着关键作用，这提示神经内分泌因子的激活可能直接影响细胞因子的表达。心衰时心肌以外组织的TNF-α产生来源有：（1）心输出量的减少导致组织灌流量降低，因而组织产生TNF-α；（2）心衰时肠道静脉通透性的增加导致细菌穿透和内毒素的释放入血，刺激TNF-α的产生等[13].

　　4  TNF-α在心衰时的作用

　　研究表明，心肌梗死、血流动力学负荷过重、心肌炎症是心衰的始动因素。心功能下降导致血液动力学障碍，诱发神经内分泌激活，细胞因子释放为其续动因素。心衰患者血清或血浆中TNF水平增高，并随着心功能不全的加重而逐渐升高。临床已证明尤其晚期心力衰竭患者血清中的TNF的水平明显升高。研究发现，血清TNF水平与心衰临床功能分级呈正相关。 TNF-α等细胞因子在心力衰竭中的作用可能有以下几点：

　　4.1  抑制心肌收缩力  动物实验研究发现，TNF-α、IL-1β和IL-6呈浓度依赖性抑制左心室乳头肌的收缩性，有人认为心肌收缩功能的减退系TNF直接损伤心肌纤维、细胞间质分裂、重新分布和毛细血管液体渗出造成心肌水肿的结果。亦有学者认为可能与免疫因素有关。近年来的研究结果认为TNF-α可能通过一氧化氮（NO）依赖和非NO依赖途径影响心脏收缩功能。TNF-α可通过调节NO的代谢间接减弱心肌收缩力[14].NO必须由一氧化氮合成酶（NOS）催化L-精氨酸生成。NOS有两种类型，原生型酶和诱生型酶。原生型酶细胞效应松驰平滑肌，抑制血小板粘附聚集；诱生型酶细胞效应为造成组织坏死与细胞死亡。TNF可以减少内皮细胞原生型NOS的mRNA，增加进行性心衰患者的巨噬细胞、血管内皮细胞和心肌细胞中诱生型NOS的mRNA表达。局部或全部心肌的诱生型NOS诱发后，肌细胞、微血管和心内膜的内皮细胞与含有大量NOS引物的浸润类细胞结合，增加这些细胞诱生型NOS表达，使心肌内NO产物增多； NO通过调节以下机制抑制心肌收缩力：（1） NO刺激产生鸟苷酸环化酶的可溶型异源二聚体，导致心肌细胞内cGMP水平增加，NO诱导激活鸟苷酸环化酶可能产生的效应：一是cGMP阻断心肌细胞内Ca2+内流[15]；二是cGMP升高使磷酸二酯酶激活，降低细胞内cAMP水平；三是cGPM激活蛋白激酶，使心肌的收缩蛋白磷酸化，导致肌丝对Ca2+的敏感性降低。（2） NO能抑制β-肾上腺素能刺激作用，降低细胞内cAMP水平，造成心肌损伤[16].

　　4.2  介导左心室重塑  Bozkurt等[17]人研究发现TNF-α可以引起心室重构，主要是左心室重构。他们发现给予TNF-α的小鼠，左室舒张末期直径较对照组显著扩大，左室舒张末期容积明显增加，心肌细胞数和胶原纤维网均明显少于对照组，说明TNF-α作用下的心肌细胞本身与细胞外基质均发生显著变化，并由此引起心室重构。在最近细胞因子对转基因鼠左心室重塑的研究中，Bozkurt等[17]用TNF-α持续灌注大鼠腹腔15天，结果发现TNF-α导致时间依赖性减低左心室短轴缩短率，增加左心室舒张末期内径和左心室腔体积，过度表达TNF-α的转基因鼠最终出现左心室重塑。 Pagani等[18]人的动物实验也证明灌注TNF-α可以产生明显的左室扩大，表现为左室舒张末压力-容积曲线右移、左室舒张末压力-应变曲线右移，表明TNF-α改变了心室舒张弹性的特性，导致左室腔容积增加，并严重损坏了左室腔的顺应性。最近有研究显示，不同亚型转TNF-α基因型鼠表达野生分泌型TNF-α者出现心脏胶原含量的减少，心室扩张；而表达突变跨膜型 TNF-α者心脏胶原含量增多，左室向心性肥厚。表明TNF-α的翻译后处理影响其对心脏重构的作用[19].

　　4.3  诱导心肌细胞凋亡  Krown等[20] 研究表明，TNF-α可使培养鼠的心肌细胞发生凋亡，且凋亡细胞数量与TNF-α浓度成正比。TNF-α可能通过NO途径促发心肌细胞凋亡，也可通过减少抑制细胞凋亡的原癌基因Bcl4的表达，从而诱导心肌细胞凋亡。

　　4.4  TNF-α对血液动力学的影响  一系列实验研究显示，直接注射TNF-α可产生低血压、代谢性酸中毒、血液浓缩及死亡，非常类似于败血症的心脏和血液动力学反应；而注射TNF-α抗体则减轻败血症及休克的循环衰竭。TNF-α也与其它心脏疾病的发生有关，如急性病毒性心肌炎、心脏移植的排斥反应。在临床实验中，注射内毒素导致TNF-α升高可明显抑制左室射血功能及降低平均动脉压[21].

　　5  抗TNF-α药物与心衰的临床治疗

　　心室重塑是导致心衰不断进展的病理生理基础。临床上表现为室壁增厚、心室扩大等。治疗心衰的目的，不仅在于减轻症状，更重要的是希望改善心室重塑。TNF-α在此机制中发挥着十分重要的作用，在心力衰竭患者寻找减少TNF产生并拮抗其作用或将其清除的方法，将是今后治疗心力衰竭的方向。因此针对抗TNF-α的心衰治疗措施已经成为治疗心衰领域的又一研究热点。

　　5.1  TNF-α拮抗剂  TNF-α拮抗剂可以分成TNF-α单克隆抗体和sTNFR.Fc二聚体两类，而sTNFR.Fc二聚体应用更广泛。TNF抗体抑制心肌损害的机制可能包括：（1）TNF被中和后心肌缺血区血管内皮细胞损伤减轻，从而改善缺血区的血管舒缩功能，改善微循环。（2）减缓中性粒细胞激活，改善微循环，减轻心肌细胞损伤，减少脂质过氧化。（3）减少TNF对左室的直接损伤。（4）能够有效逆转心衰时由于TNF-α增高所造成的负性变力效应，并且在相当程度上逆转心室重构[22].目前已实验性的应用于临床，并初步取得较好疗效。

　　5.2  血管紧张素转化酶抑制剂（ACEI）  ACEI是目前公认的能逆转心室肥厚、防止心室腔扩大、延缓心衰的发展、降低病死率的药物。ACEI可提高氧分压，防止左室扩张，减少左室体积和提高收缩功能，减少心室重构[23].

　　5.3  磷酸二酯酶抑制剂  如氨力农、米力农。动物实验及体外实验表明，磷酸二酯酶抑制剂能降低多种细胞因子的产生，虽然在一项研究中它似乎可以降低死亡率，但在另一个较大规模的实验中却可导致死亡率增加[24]，临床应用还存在争议。

　　5.4  腺苷类  研究证明腺苷能减弱单核细胞表达TNF-α的能力，同时能明显延缓充血性心力衰竭晚期综合征的发生。腺苷在心肌缺血中有心肌保护作用，研究发现腺苷能抑制成年小鼠心室单核细胞及乳头产生TNF-α[25]，研究结果表明腺苷明显减少心肌中TNF-α的水平。

　　5.5  胺碘酮类  研究表明乙胺碘呋酮可以减少或延缓缺血性心肌病患者最终发展为心衰及心脏死亡。研究发现，奎尼丁、丙吡胺、利多卡因使TNF-α产生增加，而胺碘酮却减少TNF-α的产生，从而推测胺碘酮是通过调节炎性介质的产生而对心衰产生有效效应的[26].心衰患者使用乙胺碘呋酮治疗，左室射血分数提高，临床心衰指标改善。

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