一、临床痛点与机制探索:缺血性心衰防治的破局方向
冠心病/缺血性心脏病占我国心衰病因构成的26.5%,是心衰发生的重要驱动因素。其中急性心肌梗死引发的缺血再灌注损伤,是后续心室重构与心衰进展的始动因素,其介导的炎症反应、微循环障碍、心肌细胞死亡等病理环节[1],仍是当前治疗体系中未被充分覆盖的关键空白。
围绕炎症通路的干预探索从未停止。IL-1β抑制剂卡那单抗在CANTOS试验的后续分析中显示可降低心衰发生[2],IL-1受体拮抗剂阿那白滞素也在小样本研究中观察到对心衰死亡率的降低[3],但同样靶向炎症的非甾体抗炎药长期使用反而增加心衰风险。同样是炎症干预,结局却截然不同,这说明炎症网络的复杂性远超预期,也提示靶点选择与干预时机的精准化才是破局关键。
二、花生四烯酸代谢通路:挖掘内源性心脏保护的协同价值
花生四烯酸代谢产物包括血栓素A₂、前列环素、前列腺素E₂(PGE₂)等,不同产物在心血管系统中发挥截然不同的生理效应(图1)[4]。
图1.花生四烯酸代谢通路示意图
1.前列腺素家族:心梗后内源性心脏保护的关键防线
王淼教授团队前期研究发现,前列环素在心梗后可发挥明确的心脏保护效应,其机制涉及促进血管生成与代谢改善[5];前列腺素E₂则通过其EP4受体扩张冠脉血管、抑制髓样细胞与内皮细胞间的异常黏附,从而在缺血再灌注过程中保护微循环[6]。这些发现提示,前列腺素类物质代表了机体一种内源性的心脏保护机制。
2.花生四烯酸联合阿司匹林:协同增效的心脏保护方案
基于对内源性前列腺素通路的认识,团队进一步探索了外源性补充花生四烯酸的心脏保护价值。动物实验显示,急性心梗后补充花生四烯酸可显著缩小梗死面积、改善心功能;而与心梗基础用药阿司匹林联用时,二者发挥显著的协同增效作用,进一步扩大心脏保护获益,并改善冠脉血流储备分数[7]。
机制分析表明,外源性补充花生四烯酸可定向增加前列环素、PGE₂等心脏保护性前列腺素的生成,且不影响血栓素A₂的水平,不干扰抗血栓效应;而阿司匹林通过抑制血小板血栓素生成,进一步引导花生四烯酸代谢流向保护性前列腺素通路倾斜,从而强化心脏保护效应。
3.额外获益:消化道损伤的双重防护
老年心梗患者同时面临血栓与出血的双重高风险,阿司匹林相关的消化道黏膜损伤是限制药物长期规范使用的重要因素。团队在心梗小鼠模型中发现,花生四烯酸可极大程度减轻阿司匹林诱导的胃黏膜损伤,在强化心脏保护的同时,降低抗血小板治疗的消化道出血风险,实现“心胃共护”的双重获益(图2)[7]。
图2.花生四烯酸与阿司匹林协同实现“心胃共护”
上述发现揭示了花生四烯酸代谢通路作为心梗后心衰干预新靶点的转化潜力,也为后续研究走向临床验证提供了方向。
三、PDE4B:实现双重获益的全新精准靶点
在前列腺素通路的下游,环磷酸腺苷(cAMP)是调控炎症反应与血管内皮功能的关键第二信使,而PDE是细胞内降解cAMP的核心酶类。团队通过系统筛选,鉴定出PDE4B是急性心肌梗死干预的关键靶点。
1. PDE4B:介导心梗炎症与微循环损伤的关键特异性靶点
团队研究显示,PDE4B在心肌缺血后显著上调表达;特异性敲除PDE4B可显著降低多种促炎因子水平,改善冠脉微循环灌注,同时修复内皮依赖性血管舒张功能,最终有效缩小梗死面积[8]。其作用同时覆盖“抑制炎症反应”与“改善冠脉微循环”两大核心病理环节,既减轻心肌细胞坏死,又缓解冠脉微血管阻塞,直击心梗后不良重构的关键驱动因素。
更为关键的是,团队利用心衰心脏移植患者的冠脉血管开展体外功能实验,证实抑制PDE4通路可修复受损内皮功能,反向佐证PDE4B是介导冠脉内皮损伤的关键亚型,为该靶点的临床转化提供了直接人体组织学证据(图3)。
图3.PDE4抑制剂改善STEMI血清损伤的人冠脉内皮舒张功能
2. 高选择性PDE4B小分子抑制剂筛选与药效验证
基于该靶点,团队进一步筛选出高选择性PDE4B小分子抑制剂,并在动物模型中验证了其显著降低梗死面积、改善心功能的效果,实现了抗炎与保护微循环的双重获益,这两点均与临床预后直接相关,有望为心梗后心衰的干预提供一条新的转化路径(图4)。
图4.PDE4B双重靶向策略
四、危险因素协同损伤:揭示冠脉病变的双重打击机制
心衰的主要风险因素如高血压、高血脂早已为人熟知,但二者对冠脉血管与心功能的协同损伤机制尚未得到充分阐明。王淼教授团队通过构建高血脂合并高血压的小鼠模型,系统揭示了危险因素协同驱动冠脉损伤与缺血性心衰发生的病理过程[9]。
1. 双重危险因素模型:快速诱导重度冠脉粥样硬化与心衰
研究发现,单纯长期高血脂仅能诱导轻微的微血管斑块,喂养16周才出现轻度心功能下降;而在高血脂基础上叠加血管紧张素Ⅱ诱导的高血压后,短短4周即可出现显著的冠脉主干斑块形成、透壁性心梗与心功能显著下降,且雄性动物表现出更高的疾病易感性。冠脉CT成像与病理染色证实,双重打击下冠脉主要分支出现严重阻塞与斑块破裂,伴随心肌损伤标志物持续升高,呈现出典型的缺血性心衰表型。
2. 关键损伤机制:冠脉内皮异常介导炎症放大与斑块易损性升高
进一步机制分析显示,冠脉血管对“高血脂+高血压”双重打击具有选择性易感性,内皮依赖性舒张功能受损是早期核心改变;局部血管顺应性下降进一步放大炎症反应,加速冠脉粥样硬化进展与斑块不稳定。这一发现对临床具有重要提示,对于合并高血压与高血脂的高危人群,精准、强化的血脂与血压综合管理至关重要。
团队同时验证了甲氨蝶呤的干预价值:其可通过抑制全身炎症、改善冠脉舒张功能,降低双重打击下的心血管死亡风险,为高危人群的综合管理提供了新的干预思路。
总结
心梗后心衰的防治正经历从单一心肌保护向多维系统干预的重要转变。王淼教授团队的研究揭示了炎症调控与微循环保护在缺血性心衰发生发展中的关键地位,为突破当前临床转化困境提供了新的方向。以内源性代谢通路调控、精准靶点干预及危险因素协同损伤机制为核心的研究体系,从不同维度印证了血管保护在心衰防治中的重要意义。这一理念的深化,有望推动缺血性心衰防治向更精准、更综合的方向迈进。
专家简介
- 药理研究员,FAHA中国医学科学院 阜外医院心血管疾病国家重点实验室 临床药理中心 PI曾任宾西法尼亚大学(Universityof Pennsylvania)药理系研究助理教授、美国辉瑞制药公司主要科学家(Principal Scientist).美国心脏协会fellow科学年会组委会委员。《Redox Biology》固定编委。国家"万人计划”科技创新领军人才,获”药明康德”生命化学研究奖学者奖。主要从事心血管疾病炎症机制与药物发现转化研究。获国家科技重大计划、国家重点研发计划、自然基金委重点项目等基金支持。发表通讯作者论文于Circulation:Circulation Research、Nature Communications等学术期刊。主编《冠心病:治疗与药物发现》英文书(Springer出版社)、共同主编《抗血栓治疗-新药与治疗策略》(科学出版社)。
参考文献
1. Heusch G. Myocardial ischaemia-reperfusion injury and cardioprotection in perspective. Nat Rev Cardiol. 2020 Dec;17(12):773-789.
2. Everett BM, et al. Anti-Inflammatory Therapy With Canakinumab for the Prevention of Hospitalization for Heart Failure. Circulation. 2019 Mar 5;139(10):1289-1299.
3. Abbate A, et al. Interleukin-1 blockade with anakinra and heart failure following ST-segment elevation myocardial infarction: results from a pooled analysis of the VCUART clinical trials. Eur Heart J Cardiovasc Pharmacother. 2022 Aug 11;8(5):503-510.
4. Zhu L, et al. Cardiovascular Biology of Prostanoids and Drug Discovery. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2020 Jun;40(6):1454-1463.
5. Zhang Y, et al. Microsomal prostaglandin E synthase-1 inhibition prevents adverse cardiac remodelling after myocardial infarction in mice. Br J Pharmacol. 2023 Aug;180(15):1981-1998.
6. Zhu L, et al. The cyclooxygenase-1/mPGES-1/endothelial prostaglandin EP4 receptor pathway constrains myocardial ischemia-reperfusion injury. Nat Commun. 2019 Apr 23;10(1):1888.
7. Talabieke S, et al. Arachidonic acid synergizes with aspirin preventing myocardial ischaemia-reperfusion injury and mitigates bleeding risk. Cardiovasc Res. 2025 May 23;121(5):775-787.
8. Wan Q, et al. Targeting PDE4B (Phosphodiesterase-4 Subtype B) for Cardioprotection in Acute Myocardial Infarction via Neutrophils and Microcirculation. Circ Res. 2022 Aug 19;131(5):442-455.
9. Chen H, et al. Novel Mouse Model of Coronary Atherosclerosis With Myocardial Infarction: Insights Into Human CAD. Circ Res. 2025 Aug;137(4):e106-e123.
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