高士豪(綜述)， 周 濤(審校)

心房顫動(dòng)(atrial fibrillation，AF)是臨床上最常見(jiàn)的心律失常類型之一。AF發(fā)生的病理生理機(jī)制復(fù)雜，可歸因于不同的病理因素導(dǎo)致的不良心房重構(gòu)[1]。目前臨床上按照AF的持續(xù)時(shí)間分為陣發(fā)性AF、持續(xù)性AF和永久性AF。研究表明，布魯頓酪氨酸激酶(Bruton′s tyrosine kinase,BTK)抑制劑可誘導(dǎo)AF的發(fā)生[2]。BTK抑制劑可以靶向抑制B細(xì)胞受體(B cell receptor，BCR)通路中BTK進(jìn)而阻礙B細(xì)胞相關(guān)惡性腫瘤的生長(zhǎng)，但在臨床中發(fā)現(xiàn)較多患者因存在較嚴(yán)重的AF而被中斷使用，其中的代表藥物為依魯替尼，研究表明使用依魯替尼的患者中AF發(fā)生率高達(dá)16%[3]。因此，對(duì)于BTK抑制劑誘發(fā)AF的相關(guān)機(jī)制的探索，可以為AF發(fā)病機(jī)制的研究提供新思路。

1 AF發(fā)生及維持的機(jī)制

AF是一種常見(jiàn)的快速且不協(xié)調(diào)的心律失常類型，誘發(fā)AF的有關(guān)宏觀因素包括年齡、晚期心力衰竭、血栓栓塞及心臟血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)異常等[4]，這些因素可通過(guò)對(duì)激動(dòng)起點(diǎn)和激動(dòng)傳導(dǎo)過(guò)程的影響誘發(fā)AF。因此，一些病理生理因素導(dǎo)致的異位搏動(dòng)和折返傳導(dǎo)等學(xué)說(shuō)被廣泛接受。對(duì)于AF的維持，大部分學(xué)者認(rèn)同與心房的電生理及心肌組織結(jié)構(gòu)的重構(gòu)有關(guān)[5]。但無(wú)論是AF發(fā)生還是持續(xù)性AF的維持，具體的病理生理過(guò)程是多樣且復(fù)雜的。有研究表明，臨床上陣發(fā)性AF的發(fā)生大多可以歸因于局部觸發(fā)因素(異位搏動(dòng))，例如左右心房、肺靜脈、腔靜脈、冠狀靜脈竇開口等部位，這些部位大多存在心肌袖，可以快速地發(fā)放沖動(dòng)，驅(qū)使周圍的心房組織產(chǎn)生AF[5]。以肺靜脈(pulmonary vein，PV)為例，在左心房開口處的靜脈壁中含有括約肌，PV外有心肌袖纏繞，所以PV內(nèi)存在自發(fā)、獨(dú)立的電位[6]，這可能是此處異位搏動(dòng)較為頻發(fā)的原因。也有研究表明，心臟自主神經(jīng)系統(tǒng)(autonomic nervous system，ANS)在心臟的異位起搏中起重要作用，心臟外在ANS和內(nèi)在ANS可同時(shí)激活交感迷走神經(jīng)，增加Ca2+內(nèi)流，同時(shí)縮短心房動(dòng)作電位的時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)早期除極誘導(dǎo)異位興奮，觸發(fā)PV放電來(lái)誘導(dǎo)AF發(fā)生[7]。一些疾病因素如二尖瓣反流、心肌梗死等可通過(guò)對(duì)局部獨(dú)立電位、自主神經(jīng)等方面的影響誘導(dǎo)AF發(fā)生。對(duì)于AF的維持，目前心房重構(gòu)理論被廣泛接受。心房重構(gòu)包括電重構(gòu)、結(jié)構(gòu)重構(gòu)、代謝重構(gòu)、神經(jīng)及激素重構(gòu)等方面，其中電結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)對(duì)AF的維持及復(fù)發(fā)起主要作用。心房在應(yīng)對(duì)高血壓、心臟瓣膜病、充血性心力衰竭等情況時(shí)，會(huì)產(chǎn)生上述各方面的重構(gòu)變化，為AF的發(fā)生提供了基質(zhì)，而AF又會(huì)促進(jìn)心房的重構(gòu)變化，形成正反饋，維持AF的復(fù)發(fā)和進(jìn)展。研究表明心房重構(gòu)在早期主要表現(xiàn)在電生理及離子通道等方面的變化，比如Ca2+通道蛋白的表達(dá)及功能障礙，引起的心肌電生理紊亂進(jìn)一步加重心房組織結(jié)構(gòu)損害，降低心房自我代償儲(chǔ)備功能，最終造成心房肌結(jié)構(gòu)改變和功能障礙，其中就包括心房的大小、形狀、心肌細(xì)胞及心肌纖維化等方面的變化[8]。心房肌發(fā)生各種結(jié)構(gòu)重構(gòu)后也可正反饋促進(jìn)電重構(gòu)，如此循環(huán)往復(fù)引起陣發(fā)性AF進(jìn)展為持續(xù)性AF，乃至永久性AF。

2 BTK抑制劑誘導(dǎo)AF的產(chǎn)生

BTK最早作為X-連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥的明確致病基因被發(fā)現(xiàn)[9]，此后對(duì)BTK的功能進(jìn)行了廣泛而深入地研究，發(fā)現(xiàn)BTK屬于BCR信號(hào)通路中的關(guān)鍵成分。BTK抑制劑作為針對(duì)BTK所設(shè)計(jì)的小分子靶向抑制劑可通過(guò)阻斷BCR信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控下游信號(hào)通路，BTK抑制劑目前已成為治療B細(xì)胞相關(guān)疾病的重要方法[10]。隨著BTK抑制劑在臨床上廣泛應(yīng)用，研究者發(fā)現(xiàn)較多患者出現(xiàn)AF等不良反應(yīng)，其中代表藥物為依魯替尼。Coutre等[11]通過(guò)對(duì)94例長(zhǎng)時(shí)間服用依魯替尼的患者的藥物安全分析發(fā)現(xiàn)，有11%的患者存在藥物相關(guān)性AF。Thompson等[12]對(duì)使用依魯替尼引起AF的56例慢性淋巴細(xì)胞白血病患者進(jìn)行了臨床研究，發(fā)現(xiàn)62%的患者經(jīng)過(guò)依魯替尼治療后AF持續(xù)存在，高達(dá)46%的患者因?yàn)楹蠊麌?yán)重需要停用依魯替尼。因此，深入探究BTK抑制劑使用過(guò)程中引起AF的發(fā)生機(jī)制，無(wú)論對(duì)于BTK抑制劑的臨床應(yīng)用管理還是拓展AF發(fā)生機(jī)制的研究思路均有重要意義。

3 BTK抑制劑誘導(dǎo)AF發(fā)生的機(jī)制

3.1BTK抑制劑對(duì)心肌組織纖維化的影響 AF的發(fā)生和維持與心房重構(gòu)密切相關(guān)，其中最主要的心房重構(gòu)是電生理重構(gòu)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)，結(jié)構(gòu)重構(gòu)以心房組織的纖維化尤為重要。有研究表明，心房組織的纖維化可導(dǎo)致功能失調(diào)的細(xì)胞外基質(zhì)增加，并與心房肥厚、細(xì)胞凋亡和心肌細(xì)胞膜的功能障礙有關(guān)[13]。這些改變可引起心房傳導(dǎo)變化，出現(xiàn)不均質(zhì)傳導(dǎo)引起的折返、心肌電傳導(dǎo)連續(xù)性破壞及局部傳導(dǎo)障礙等[14]，促進(jìn)AF發(fā)生及維持。BTK抑制劑在不同組織的纖維化過(guò)程中起到重要作用。Fisher等[15]的研究結(jié)果表明，依魯替尼可以減輕移植物和宿主的纖維化，但并沒(méi)有緩解反而加重了博來(lái)霉素誘導(dǎo)的肺部纖維化。Erickson等[16]的研究中，大鼠口服BTK抑制劑28 d后胰腺組織出現(xiàn)炎癥及纖維化反應(yīng)，同時(shí)在胰腺癌小鼠模型相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)BTK抑制劑發(fā)揮了抗纖維化作用[17]。此外，有研究表明BTK的表達(dá)水平在特發(fā)性肺纖維化患者外周血B細(xì)胞中表達(dá)異常增高[18]。由此可以推測(cè)BTK抑制劑在不同器官組織纖維化方面所發(fā)揮的作用是不確定的。Jiang等[19]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，研究中使用伊魯替尼25 mg/(kg·d)對(duì)實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行干預(yù)，對(duì)照組小鼠口服20% β環(huán)糊精0.3 ml/d，4周后實(shí)驗(yàn)組小鼠心房組織纖維化程度較對(duì)照組明顯增高。McMullen等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，依魯替尼可以抑制心臟PI3K-AKT通路的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。有研究指出，PI3K-AKT通路作為心臟的保護(hù)通路，提高其蛋白的表達(dá)可以減輕心房組織纖維化，從而降低AF的發(fā)生率[21]。還有研究表明，PI3K-AKT通路亦可能通過(guò)炎癥、氧化應(yīng)激、神經(jīng)內(nèi)分泌等不同機(jī)制參與AF的發(fā)生和維持[22]。以上研究表明BTK抑制劑存在誘導(dǎo)心肌組織纖維化的可能，該過(guò)程可能與抑制PI3K-AKT通路有關(guān)。

3.2BTK抑制劑對(duì)心肌細(xì)胞鈣調(diào)控的影響 在AF患者心房電生理重構(gòu)中，公認(rèn)的重要特征為心肌細(xì)胞動(dòng)作電位時(shí)程和心房不應(yīng)期縮短，這主要與鈣調(diào)控紊亂所導(dǎo)致的心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷有關(guān)。AF發(fā)生時(shí)心房快速除極，伴隨大量Ca2+通過(guò)L-型Ca2+通道進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞內(nèi)鈣負(fù)荷增加，超負(fù)荷的細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度導(dǎo)致Ca2+通道失活，從而導(dǎo)致動(dòng)作電位Ca2+內(nèi)流減少，動(dòng)作電位時(shí)程縮短。另外，細(xì)胞內(nèi)鈣失調(diào)致使Ca2+/鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶Ⅱ(Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase Ⅱ,CaMK Ⅱ)活性增加，繼而誘導(dǎo)肌漿網(wǎng)(sarcoplasmic reticulum，SR)Ca2+通道異?；钴S[23]，SR中Ca2+過(guò)度釋放，鈣庫(kù)內(nèi)Ca2+減少，進(jìn)一步增加細(xì)胞內(nèi)Ca2+負(fù)荷。有研究表明，CaMK Ⅱ作為連接上游有害因素[如心肌細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species，ROS)]的中介物，被激活后可轉(zhuǎn)化為下游的促纖維化反應(yīng)[19]。有研究證明，短期口服依魯替尼可以促進(jìn)SR對(duì)胞質(zhì)中Ca2+的回收，增加心肌收縮的鈣瞬變幅值。但在長(zhǎng)期口服依魯替尼的實(shí)驗(yàn)中，心肌舒張期對(duì)Ca2+的回收減慢，鈣瞬變的幅值降低，這表明依魯替尼對(duì)于心肌組織中鈣調(diào)控的急、慢性作用并不相同。該研究還證明短期給藥可以促進(jìn)心房肌細(xì)胞自發(fā)性鈣滲漏，致使自發(fā)性電活動(dòng)發(fā)生，從而誘發(fā)AF[24]。Jiang等[19]的研究也證實(shí)了這一結(jié)果。

3.3BTK抑制劑對(duì)心肌組織中ROS的影響 在心肌組織中，ROS可以氧化修飾鈣轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白，對(duì)于維持心肌正常的電機(jī)械偶聯(lián)和生理應(yīng)激反應(yīng)有重要作用。在Zuo等[25]的研究中，線粒體ROS的快速升高可導(dǎo)致鈣的瞬變幅值降低，衰減時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)還能增強(qiáng)CaMK Ⅱ的氧化和RyR2磷酸化，導(dǎo)致鈣滲漏增加。也有研究證明ROS增加可引起體內(nèi)抗氧化酶功能失調(diào)進(jìn)而促使機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)[26]，加重心肌缺血損傷，誘導(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，在AF等一系列心臟疾病的病理生理過(guò)程中起重要作用。在Honda等[27]對(duì)BTK激酶的研究中，BTK缺乏的中性粒細(xì)胞中ROS水平較對(duì)照組升高3～4倍，因此BTK抑制劑可上調(diào)心肌組織中ROS水平，通過(guò)上述各種途徑對(duì)AF的發(fā)生產(chǎn)生影響。在Yang等[28]的實(shí)驗(yàn)中，依魯替尼處理的小鼠ROS相關(guān)蛋白的表達(dá)顯著增高，使用NADPH氧化酶抑制劑處理可有效地預(yù)防和逆轉(zhuǎn)依魯替尼所帶來(lái)的AF的發(fā)展，同時(shí)在該研究中發(fā)現(xiàn)NADPH氧化酶作為AF中ROS增加的主要來(lái)源[29]。依魯替尼組小鼠相較對(duì)照組，其心肌NADPH氧化酶2蛋白表達(dá)明顯增加，較好解釋了導(dǎo)致ROS增加的上游因素，表明BTK抑制劑可以通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)ROS水平異常升高增加心肌AF的易感性，也是BTK抑制劑誘導(dǎo)B細(xì)胞相關(guān)惡性腫瘤細(xì)胞死亡的關(guān)鍵。因此，針對(duì)心肌組織中ROS為靶點(diǎn)的特殊治療方案可能是治療依魯替尼致AF的新途徑。

3.4BTK抑制劑誘發(fā)AF的其他機(jī)制 BTK抑制劑致AF的機(jī)制遠(yuǎn)比上述所提及的更復(fù)雜多樣，可以通過(guò)多途徑對(duì)AF發(fā)生產(chǎn)生影響。Yang等[28]的實(shí)驗(yàn)中依魯替尼處理的小鼠心肌組織纖維化面積明顯大于對(duì)照組，ROS相關(guān)蛋白的表達(dá)也顯著增高。在對(duì)鈣調(diào)控的研究中，依魯替尼組相較于對(duì)照組自發(fā)性鈣滲漏發(fā)生的頻率增加，鈣釋放的幅值明顯降低，提示BTK抑制劑致AF機(jī)制的復(fù)雜性。AF的機(jī)制較為復(fù)雜[30]，研究表明BTK抑制劑可抑制C末端Src激酶(C-terminal Src kinase，CSK)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[31-32]，參與B細(xì)胞介導(dǎo)的信號(hào)通路、Toll樣受體介導(dǎo)的信號(hào)通路等，各種機(jī)制相互交叉、相互貫通形成復(fù)雜的病理生理網(wǎng)絡(luò)。

4 結(jié)語(yǔ)

目前針對(duì)BTK所設(shè)計(jì)的小分子靶向抑制劑已成為治療B細(xì)胞相關(guān)疾病的重要方法，但BTK抑制劑在臨床應(yīng)用中出現(xiàn)AF等不良反應(yīng)。對(duì)BTK抑制劑效果AF機(jī)制進(jìn)行研究不僅可以拓展AF發(fā)病機(jī)制的研究思路，為BTK抑制劑的臨床應(yīng)用管理提供依據(jù)，同時(shí)也為干預(yù)BTK抑制劑相關(guān)性AF提供潛在的治療靶點(diǎn)。