【關(guān)鍵詞】  腫瘤壞死因子

　　摘要  心力衰竭是常見(jiàn)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(duì)近年心力衰竭時(shí)TNFα升高機(jī)制、TNFα在心力衰竭時(shí)發(fā)揮的作用及針對(duì)抗TNFα臨床治療心衰研究進(jìn)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(lái)，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(shí)了這一現(xiàn)象，且血清TNF濃度與心衰的臨床特點(diǎn)密切相關(guān)。本文綜述近年來(lái)TNF-α與心衰的關(guān)系研究的進(jìn)展，為T(mén)NF-α與心衰的進(jìn)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(jī)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(gè)世紀(jì)以來(lái)，心衰理論經(jīng)歷心腎學(xué)說(shuō)、血流動(dòng)力學(xué)學(xué)說(shuō)、神經(jīng)激素學(xué)說(shuō)到現(xiàn)代的心室重塑學(xué)說(shuō)。最新研究表明，心力衰竭是一個(gè)復(fù)雜的、連鎖的、動(dòng)態(tài)過(guò)程，神經(jīng)激素和細(xì)胞因子在心衰的病理生理機(jī)制中起重要作用，這些分子能對(duì)心臟和循環(huán)產(chǎn)生直接的毒害作用，心肌損傷后細(xì)胞因子的連鎖激動(dòng)能對(duì)心臟血流動(dòng)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(chēng)惡液質(zhì)素，是由激活的單核/巨噬細(xì)胞分泌的一種具有多種生物活性的細(xì)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(jī)體的抗菌作用、蛋白激酶C的激活和涉及多種炎癥、細(xì)胞生長(zhǎng)的基因表達(dá)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(xì)胞產(chǎn)生，活化的T細(xì)胞、NK細(xì)胞和肥大細(xì)胞也可產(chǎn)生、分泌TNF-α，心肌細(xì)胞等多種非免疫細(xì)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(rèn)為心、肝、肺、腎是TNF－α生物合成的主要器官。跨膜型TNF-α的一級(jí)結(jié)構(gòu)有233個(gè)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(guò)細(xì)胞表面的相應(yīng)受體介導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。TNF-α受體分兩型，即TNFR1和TNFR2，他們同屬于一個(gè)受體超家族，即TNF受體超家族。TNFR1和TNFR2的細(xì)胞外部分則由182個(gè)和235個(gè)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(xì)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(xì)胞內(nèi)徑路。不同細(xì)胞每種受體作用還未明確，但大多數(shù)人認(rèn)為T(mén)NF-α的大部分生物活性是由TNFR1所介導(dǎo)，包括細(xì)胞毒性、纖維細(xì)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(xì)胞的增殖、皮膚壞死、胰島素抵抗等[6].

　　3  心衰時(shí)TNF-α增高的機(jī)制研究

　　20世紀(jì)90年代以來(lái)， 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(rèn)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(lái)學(xué)者發(fā)現(xiàn)心衰時(shí)心臟能產(chǎn)生TNF-α，使這種認(rèn)識(shí)受到挑戰(zhàn)。心衰時(shí)TNF-α等細(xì)胞因子的來(lái)源存在幾種假說(shuō)：（1）免疫系統(tǒng)的激活產(chǎn)生細(xì)胞因子；（2）心衰時(shí)心臟本身產(chǎn)生TNF，向外周血擴(kuò)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(shí)多種細(xì)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(cè)TNF-α等細(xì)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(jī)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(rèn)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(guò)度表達(dá)能引起心室重構(gòu)和左室功能進(jìn)一步障礙。實(shí)驗(yàn)研究表明：心衰病人心臟中檢測(cè)出TNF-α的mRNA和蛋白[4，8-10].這些結(jié)果說(shuō)明心衰時(shí)心肌為T(mén)NF-α重要產(chǎn)生來(lái)源并且播散到外周血液循環(huán)中。心衰時(shí)心肌細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α的機(jī)制有：（1）心肌組織缺血、缺氧是心力衰竭時(shí)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(shí)，心肌中TNF-α表達(dá)明顯增加，且這種表達(dá)持續(xù)存在，這說(shuō)明心肌組織缺血、缺氧激活了心肌細(xì)胞和心肌局部單核/巨噬細(xì)胞，導(dǎo)致TNF-α的表達(dá)增加[11]；（2）室壁張力增高是心力衰竭時(shí)血液動(dòng)力學(xué)改變的一個(gè)普遍結(jié)果。Kapadia等研究發(fā)現(xiàn)壓力負(fù)荷刺激作用心臟時(shí)，心肌細(xì)胞表達(dá)TNF-α明顯增加[12]；（3）也有研究表明心衰時(shí)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(duì)心肌TNF-α的表達(dá)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(xì)胞因子的表達(dá)。心衰時(shí)心肌以外組織的TNF-α產(chǎn)生來(lái)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(shí)腸道靜脈通透性的增加導(dǎo)致細(xì)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(shí)的作用

　　研究表明，心肌梗死、血流動(dòng)力學(xué)負(fù)荷過(guò)重、心肌炎癥是心衰的始動(dòng)因素。心功能下降導(dǎo)致血液動(dòng)力學(xué)障礙，誘發(fā)神經(jīng)內(nèi)分泌激活，細(xì)胞因子釋放為其續(xù)動(dòng)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(jí)呈正相關(guān)。 TNF-α等細(xì)胞因子在心力衰竭中的作用可能有以下幾點(diǎn)：

　　4.1  抑制心肌收縮力  動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α、IL-1β和IL-6呈濃度依賴(lài)性抑制左心室乳頭肌的收縮性，有人認(rèn)為心肌收縮功能的減退系TNF直接損傷心肌纖維、細(xì)胞間質(zhì)分裂、重新分布和毛細(xì)血管液體滲出造成心肌水腫的結(jié)果。亦有學(xué)者認(rèn)為可能與免疫因素有關(guān)。近年來(lái)的研究結(jié)果認(rèn)為T(mén)NF-α可能通過(guò)一氧化氮（NO）依賴(lài)和非NO依賴(lài)途徑影響心臟收縮功能。TNF-α可通過(guò)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(lèi)型，原生型酶和誘生型酶。原生型酶細(xì)胞效應(yīng)松馳平滑肌，抑制血小板粘附聚集；誘生型酶細(xì)胞效應(yīng)為造成組織壞死與細(xì)胞死亡。TNF可以減少內(nèi)皮細(xì)胞原生型NOS的mRNA，增加進(jìn)行性心衰患者的巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和心肌細(xì)胞中誘生型NOS的mRNA表達(dá)。局部或全部心肌的誘生型NOS誘發(fā)后，肌細(xì)胞、微血管和心內(nèi)膜的內(nèi)皮細(xì)胞與含有大量NOS引物的浸潤(rùn)類(lèi)細(xì)胞結(jié)合，增加這些細(xì)胞誘生型NOS表達(dá)，使心肌內(nèi)NO產(chǎn)物增多； NO通過(guò)調(diào)節(jié)以下機(jī)制抑制心肌收縮力：（1） NO刺激產(chǎn)生鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶的可溶型異源二聚體，導(dǎo)致心肌細(xì)胞內(nèi)cGMP水平增加，NO誘導(dǎo)激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶可能產(chǎn)生的效應(yīng)：一是cGMP阻斷心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+內(nèi)流[15]；二是cGMP升高使磷酸二酯酶激活，降低細(xì)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(duì)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(xì)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(duì)照組顯著擴(kuò)大，左室舒張末期容積明顯增加，心肌細(xì)胞數(shù)和膠原纖維網(wǎng)均明顯少于對(duì)照組，說(shuō)明TNF-α作用下的心肌細(xì)胞本身與細(xì)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(xì)胞因子對(duì)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(shí)間依賴(lài)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(guò)度表達(dá)TNF-α的轉(zhuǎn)基因鼠最終出現(xiàn)左心室重塑。 Pagani等[18]人的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明灌注TNF-α可以產(chǎn)生明顯的左室擴(kuò)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(yán)重?fù)p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(dá)野生分泌型TNF-α者出現(xiàn)心臟膠原含量的減少，心室擴(kuò)張；而表達(dá)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(duì)心臟重構(gòu)的作用[19].

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

　　4.4  TNF-α對(duì)血液動(dòng)力學(xué)的影響  一系列實(shí)驗(yàn)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(lèi)似于敗血癥的心臟和血液動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(dòng)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(jìn)展的病理生理基礎(chǔ)。臨床上表現(xiàn)為室壁增厚、心室擴(kuò)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(jī)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?duì)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(diǎn)。

　　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(lèi)，而sTNFR.Fc二聚體應(yīng)用更廣泛。TNF抗體抑制心肌損害的機(jī)制可能包括：（1）TNF被中和后心肌缺血區(qū)血管內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞激活，改善微循環(huán)，減輕心肌細(xì)胞損傷，減少脂質(zhì)過(guò)氧化。（3）減少TNF對(duì)左室的直接損傷。（4）能夠有效逆轉(zhuǎn)心衰時(shí)由于TNF-α增高所造成的負(fù)性變力效應(yīng)，并且在相當(dāng)程度上逆轉(zhuǎn)心室重構(gòu)[22].目前已實(shí)驗(yàn)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(rèn)的能逆轉(zhuǎn)心室肥厚、防止心室腔擴(kuò)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(kuò)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)及體外實(shí)驗(yàn)表明，磷酸二酯酶抑制劑能降低多種細(xì)胞因子的產(chǎn)生，雖然在一項(xiàng)研究中它似乎可以降低死亡率，但在另一個(gè)較大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中卻可導(dǎo)致死亡率增加[24]，臨床應(yīng)用還存在爭(zhēng)議。

　　5.4  腺苷類(lèi)  研究證明腺苷能減弱單核細(xì)胞表達(dá)TNF-α的能力，同時(shí)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(hù)作用，研究發(fā)現(xiàn)腺苷能抑制成年小鼠心室單核細(xì)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(lèi)  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(cè)胺碘酮是通過(guò)調(diào)節(jié)炎性介質(zhì)的產(chǎn)生而對(duì)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?jǐn)?shù)提高，臨床心衰指標(biāo)改善。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]  Levine B， Kalman J， Mayer L ，et al. Elevated circulating levels of tumor necrosis factor in severe chronic heart failure[J]. Br Heart[J]，1991，70（2）：141-143.

　　[2]  Pasic， Jagod MD.  Cytokines in depression and heart failure [J]. Psychosconm  Med，2003，65：181-190.

　　[3]  Thomas CMD， David RMD， Michael LJMD，et al. Differential Effects of Tumor Necrosis Factor-Alpha on Proliferation， Cell Surface Antigen Expression， and Cytokine Interactions in Malignant Gliomas[J]. Neurosurgery， 1993，32（1）：85-94.

　　[4]  Guillermo TA， Kapolia S， Lee J，et al.Tumor necrosis factor-α and tumor necrosis factor receptors in the failing human heart [J]. Circulation， 1996，93：704-711.

　　[5]  Giroir BP， Johnson JH， Brown T， et al. The tissue distribution of tumor necrosis factor biosynthesis during endotoxemia [J] . J Clin Invest ，1992，90：693-698.

　　[6]  Francis GS. TNF-α and Heart Failure ： The difference between Proof of principle and hypothesis testing [J] . Circulation，1999，99：3213-3214.

　　[7]  Kapadlia S， Dibbs Z.  The role of cytokines in the failing human heart[J]. Carediol Clin，1998，16：645-656.

　　[8]  Irwin， Min W.Tissue expression and immunolocalization of tumor necrosis tactor-alpha in postinfarction dysfunctional myocardium [J]. Circulation，1999，99：1492.

　　[9]  Hbib FM.  Tumor necrosis factor and inclucible nitric oxide synthese in dilated cardiomyopathy [J] . Lancet，1996，347：1151-1155.

　　[10]  Doyama K.Tumor necrosis factor is expressed in callia tissues of patients with heart failure [J] . Cadiol，1996，54：217-225.

　　[11]  Kapadia SR.Hemodynamic regulation of tumor necrosis factor-α gene and protein expression in adult feline myocardium[J]. Circ Res，1997，81：187-195.

　　[12]  Sumanth D， Prabhu MD.β-adrengic blockade in developing heart failure： Effect on myocardial in flammatory cytokines Nitric oxide， and remodeling[J]. Circulation，2000，101：2103-2109.

　　[13]  Torre-Amione. An overview of tumor necrosis factor and the failing human heart. [J]. Curropin Cordiol ，1999，14：20.

　　[14]  Finkel MS， Oddis CU. Negative inotropic effects of cytokines on the heart mediated by nitric oxide[J]. Science，1992，257：307-389.

　　[15]  Mery PF， Lohmann SM.Ca++ current is regulated by cyclic GMP-dependent protein kinese in mammalian cardiac  myocyte[J].Proc Natl Acad Sci UAS， 1991，85：1197.

　　[16]  Bozkurt B， Kibbs SB. Pathophysiolo-gically relevant concentration of tumor necrosis factor-α promote progressive left ventricular dysfunction and remodeling in rats[J].Circulation，1998，97：1382-1391.

　　[17]  Bozkurt B，Kribbs SB，Clubb  FJ，et al.Pathophysiologically relevant concentration of Tumor necrosis factor-α promote progressive left ventriculardysfuction remodeling in progression of heart  failure：a current perspective[J].Cardiovasc Res，2002，53：822-823.

　　[18]  Pagani FD， Bakes， Left ventricular systolic dysfunction after infusion of tumor necrosis factor-α conscious dogs[J].Clin Invest，1992，90：359.

　　[19]  Diwan A，Dibbs Z，Nemoto S，et al.Targeted Overexpression of Noneleavable and Secreted Forms of Tumor Necrosis Factor Provokes Disparate Cardiae Phenotypes[J].  Circulation，2004，109（2）：262-268.

　　[20]  Krown  KA，Page MT，Nguyen C，et al.Tumor necrosis factor-α induced  apoptosis in cardiac myocytes[J].J C1in Invest，1996，98：2854-2865.

　　[21]  Fracey KJ， Benller. Shock and tissue injury induced by  recombinant human cachectin[J].Science， 1986，234：470.

　　[22]  Jlarose E，Tardif JC.Use of ACE inhibitors for secondary prevention [J].Cardiovase Med，2003，5（1）：51-61.

　　[23]  Khattark RS. Effects of ACE-inhibitors and beta-blockad on left ventricular remodeling in chronic heart failure [J]. Minevva Cardioagiol，2003，51（2）：143-154.

　　[24]  Sujjade FG，Takabagohik. Inhibition of TNF expression， by adenosine： role of A3 adenosine receptors [J].J Zimmunol， 1996，156：3435.

　　[25]  Daniel R， Wagner MD.A denosine inhibits lipopolysaccharide induced secretion of tumor necrosis factor-α in the failing human heart[J].Circulaition， 1998， 97：521.

　　[26]  Matsunori AO. By human mononuclear cells ：A  possible mechanism for its effect in heart failure[J]. Circulation，1997，96（5）：1386.