miRNA在心肌缺血再灌注損傷診療中作用的臨床研究進展

李宇軒，李冬，燕榮錕，李鵬，崔曉云，逯金金，劉靜，吳旸，林謙，李巖

心血管疾病占我國城鄉(xiāng)居民總死亡原因的首位，而急性心肌梗死（actue myocardial infarction，AMI）是常見的心血管疾病，且血運重建是其重要治療方案，雖然全國血運重建率明顯提高，但AMI患者1年病死率仍高達28%［1-2］。此外，AMI患者預(yù)后較差與心肌缺血再灌注損傷（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）密切相關(guān)，約50%的AMI患者接受再灌注治療后會出現(xiàn)MIRI［3］。目前臨床對于MIRI尚無有效治療方法，因此探索如何減輕MIRI對提高血運重建療效、改善AMI患者預(yù)后具有重要意義。miRNA在心血管系統(tǒng)中有眾多潛在作用，如參與調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞生成、心肌細(xì)胞收縮、脂質(zhì)代謝、斑塊形成、心率等。本文旨在對miRNA在MIRI診療中作用的臨床研究進展進行綜述，以期為MIRI的臨床診治提供參考。

1 MIRI的發(fā)病機制及臨床表現(xiàn)

1.1 MIRI的經(jīng)典發(fā)病機制 冠狀動脈狹窄或閉塞患者行血運重建時，可能會因多種因素造成MIRI，如血運重建過程中血栓及微小斑塊破碎直接堵塞遠(yuǎn)端微小血管或冠狀動脈內(nèi)皮受損部位的白細(xì)胞與血小板聚集物阻塞微小血管，導(dǎo)致心肌細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞壞死，從而引起MIRI［4］；心肌缺血缺氧也可誘發(fā)氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)，進而損傷心肌組織，并擴大梗死面積，從而導(dǎo)致MIRI［5］；血運重建治療后快速復(fù)氧可導(dǎo)致Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡和/或細(xì)胞內(nèi)pH值快速變化，引起心肌細(xì)胞肌膜破裂，發(fā)生細(xì)胞凋亡，進而引起MIRI［6］；鈣超載和pH值快速變化也可引起線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔開放，進而釋放大量細(xì)胞凋亡因子，從而引起MIRI［7］，或誘發(fā)心肌細(xì)胞過度收縮，加劇MIRI程度［8］，見圖1。

圖1 MIRI的發(fā)病機制Figure 1 Pathogenesis of MIRI

1.2 MIRI的臨床表現(xiàn) MIRI有多種臨床表現(xiàn)，高達80%的AMI患者出現(xiàn)再灌注心律失常，表現(xiàn)為心房顫動、室性心動過速等，當(dāng)其血流動力學(xué)穩(wěn)定被破壞時需緊急轉(zhuǎn)復(fù)［9］。急性MIRI可致心肌頓抑，但心肌頓抑多不影響血流動力學(xué)，可于再灌注后1周內(nèi)恢復(fù)［10］。MIRI所致微血管阻塞（microvascular obstruction，MVO）可致無復(fù)流現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)梗死面積擴大和心室重構(gòu)（ventricular remodeling，VR）、射血分?jǐn)?shù)下降等［11］，而目前尚無有效手段防治MIRI后MVO。嚴(yán)重MIRI誘發(fā)心肌梗死被稱為致死性MIRI，是MIRI重要的臨床表現(xiàn)。研究顯示，治療性干預(yù)MIRI可縮小心肌梗死面積40%～50%，間接證明MIRI可導(dǎo)致心肌梗死面積擴大［12］。此外，MIRI所致心肌梗死后VR可嚴(yán)重影響再灌注治療效果［3］。

2 miRNA的結(jié)構(gòu)與作用

miRNA是內(nèi)源性、穩(wěn)定的單鏈非編碼RNA，大多來源于血細(xì)胞，其可通過包裹在微粒中或與蛋白質(zhì)或高密度脂蛋白結(jié)合的方法來避免被降解，在調(diào)控基因表達及表觀遺傳學(xué)方面有重要作用。miRNA與靶mRNA之間的互補堿基配對可影響多個基因的表達，因此單個基因可以受到許多miRNA的調(diào)控［13］。

miRNA在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮多種作用，其可調(diào)控MIRI后的心肌細(xì)胞，降低心肌組織和血清中炎癥因子水平，進而調(diào)控MIRI后的炎癥反應(yīng)，從而縮小心肌梗死面積［14］。miRNA抑制心肌細(xì)胞凋亡、調(diào)控心肌細(xì)胞存活及重塑是其改善心功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［15］，其介入心肌細(xì)胞的途徑可能是通過血小板釋放出的囊泡和外泌體轉(zhuǎn)移至心肌細(xì)胞而發(fā)揮作用，或通過配體-受體信號傳導(dǎo)或其他遞質(zhì)介導(dǎo)［16］。

3 miRNA在MIRI中作用的臨床研究進展

研究表明，在再灌注心律失常、心肌頓抑、無復(fù)流、致死性MIRI及VR等MIRI的各種臨床表現(xiàn)中，miRNA可通過多種機制參與MIRI以調(diào)控其病理生理過程［14-16］。

3.1 miRNA與MIRI患者炎癥反應(yīng)的關(guān)系 WANG等［17］發(fā)現(xiàn)，miR-126與PCI誘導(dǎo)產(chǎn)生的hs-CRP和血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子1呈負(fù)相關(guān)。研究顯示，術(shù)前接受高劑量瑞舒伐他汀可能通過抑制miR-155/SHIP-1信號通路來降低炎癥標(biāo)志物水平，從而有效降低急性冠脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）患者PCI后不良心血管事件發(fā)生率［18］。WANG等［19］研究發(fā)現(xiàn)，CABG引起的MIRI及炎癥反應(yīng)與miR-1、miR-133a和miR-208a有關(guān)，其中miR-208a是唯一與CK-MB、cTnT和IL-6相關(guān)的指標(biāo)，能反映MIRI患者心肌損傷和炎癥反應(yīng)情況。有報道顯示，miR-146a和miR-21可參與炎癥反應(yīng)［20］。而AMI患者血運重建治療后的炎癥反應(yīng)是引發(fā)MIRI的經(jīng)典機制之一，可能導(dǎo)致心肌損傷或VR等，與不良心血管事件有關(guān)。LIU等［21］研究報道，miR-146a和miR-21可能是預(yù)測AMI患者再灌注治療后發(fā)生VR的新型生物標(biāo)志物，且ROC曲線分析結(jié)果顯示，二者聯(lián)合比單獨預(yù)測VR的價值高。上述研究提示，多種miRNA作為中間環(huán)節(jié)或生物標(biāo)志物來參與MIRI患者的炎癥反應(yīng)，與眾多炎癥反應(yīng)標(biāo)志物具有相關(guān)性，進一步提示miRNA具有作為重要生物標(biāo)志物的潛力，但其確切機制還需進一步研究。

3.2 miRNA與MIRI患者血小板的關(guān)系 miRNA大部分來源于血細(xì)胞，可以在血小板等血細(xì)胞中穩(wěn)定存在，并且血小板可分泌大量雙向調(diào)節(jié)MIRI的因子，這使眾多研究者探索miRNA與MIRI患者血小板間的關(guān)系。ZAMPETAKI等［22］研究發(fā)現(xiàn)，AMI患者的miR-126、miR-197、miR-223水平會隨著AMI病情進展而變化，與預(yù)后密切相關(guān)；而上述miRNA在血小板及其衍生微粒中呈高表達，提示miRNA可能與炎癥細(xì)胞破壞血小板、清除血小板衍生微粒有關(guān)［23］。研究顯示，血小板中含有miRNA的外泌體，也可參與調(diào)控血管內(nèi)皮損傷［24］。綜上，筆者認(rèn)為，miRNA可穩(wěn)定存在于MIRI患者的血小板中，其由血小板外泌體釋放，并可能通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞損傷來參與MIRI的發(fā)生發(fā)展，同時炎癥反應(yīng)導(dǎo)致MIRI的過程中可能伴隨血小板的破壞，導(dǎo)致miRNA發(fā)生動態(tài)變化。

3.3 miRNA與MIRI相關(guān)血管內(nèi)皮功能障礙的關(guān)系 血管內(nèi)皮細(xì)胞有抗白細(xì)胞黏附、血小板聚集及抗炎、維持血管張力等作用，而MIRI可通過多種途徑誘發(fā)血管內(nèi)皮功能障礙，如使活性氧（reactive oxygen species，ROS）過量產(chǎn)生進而引起氧化應(yīng)激、使pH值快速變化、抑制內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）和NO的分泌等［25］。研究表明，在缺氧條件下，抑制miR-24-3p介導(dǎo)的抗血管生成作用可以修復(fù)血管內(nèi)皮損傷［26］。也有臨床研究發(fā)現(xiàn)，miR-138可靶向調(diào)節(jié)S100A1基因，是參與缺氧誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮功能障礙的關(guān)鍵影響因子［27］。GENG等［28］研究AMI患者血漿外泌體時發(fā)現(xiàn)，外泌體中miR-143水平明顯降低，其可通過靶向胰島素樣生長因子1受體和增加NO水平來促進血管內(nèi)皮細(xì)胞再生。目前臨床可通過外源性NO供體定量釋放NO，以減輕血管內(nèi)皮功能障礙、防治MIRI，但其作用依賴于NO濃度、生物利用度，故風(fēng)險和收益比需進一步評估［29］。而有研究表明，外泌體miR-126可調(diào)控氧化應(yīng)激狀態(tài)下人內(nèi)皮細(xì)胞中ROS水平，激活PI3K/eNOS信號通路，減輕人內(nèi)皮細(xì)胞損傷，這提示內(nèi)皮細(xì)胞特異性miRNA可通過調(diào)控氧化應(yīng)激來減輕內(nèi)皮細(xì)胞損傷，進而防治MIRI，這可能是提高MIRI患者心臟手術(shù)效果的突破點［30-31］。血管內(nèi)皮功能障礙與MIRI直接相關(guān)，miRNA可通過調(diào)控MIRI患者NO等關(guān)鍵因子的水平來改善其血管內(nèi)皮功能，或通過調(diào)控氧化應(yīng)激水平來促進血管內(nèi)皮細(xì)胞再生，進而減輕MIRI程度。

3.4 miRNA與MIRI患者心肌損傷程度的關(guān)系 SU等［32］發(fā)現(xiàn)，曲美他嗪可通過增加CD4+T淋巴細(xì)胞中miR-21水平來抑制炎癥反應(yīng)，進而降低PCI后圍術(shù)期心肌損傷發(fā)生率。EITEL等［33］檢測PCI后患者miR-133a水平，并評估其與心肌損傷程度間的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)miR-133a水平升高的PCI后患者心肌損傷程度加重，且心血管事件發(fā)生風(fēng)險明顯增加。GRABMAIER等［34］評估AMI患者PCI后梗死面積并分析其與miR-1、miR-29b水平的關(guān)系，結(jié)果顯示，miR-1、miR-29b水平與梗死面積呈負(fù)相關(guān)，miR-29b水平與左心室舒張末期容積呈負(fù)相關(guān)。COELHO-LIMA等［35］研究了AMI患者PCI后miRNA表達水平與MVO程度的關(guān)系，結(jié)果顯示，PCI后3 h內(nèi)miR-1、miR-133b水平升高與MVO程度和PCI后左心室功能呈負(fù)相關(guān)。上述臨床研究提示，miRNA與MIRI患者心肌損傷程度密切相關(guān)，可通過miRNA水平預(yù)測心肌損傷程度。未來臨床研究中，miRNA可能作為新型生物標(biāo)志物在MIRI診斷、預(yù)后的評估中發(fā)揮作用。

3.5 miRNA與MIRI患者心肌細(xì)胞的關(guān)系 ZILE等［36］發(fā)現(xiàn)，部分AMI患者的循環(huán)miR-1、miR-15a、miR-208a水平與VR有關(guān)，心肌梗死早期其水平快速升高，并伴隨著左心室舒張末期容積增加。NO可調(diào)控平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血細(xì)胞，阻止血管平滑肌細(xì)胞遷移和增殖，減少內(nèi)膜新生，保護血管內(nèi)皮，若內(nèi)皮損傷導(dǎo)致局部NO生成不足則可能出現(xiàn)動脈粥樣硬化、再狹窄或MIRI［37］。LI等［38］研究發(fā)現(xiàn)，缺氧的心肌細(xì)胞可釋放外泌體進入冠狀動脈血液循環(huán)，而外泌體中的miR-939-5p可促進內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生NO，在心肌缺血患者血管內(nèi)皮新生中扮演重要角色。D'ALESSANDRA等［39］研究發(fā)現(xiàn)，AMI患者血漿miR-133a可作為AMI、MIRI的標(biāo)志物；基礎(chǔ)研究也提出，miR-133可抑制心肌肥厚相關(guān)基因表達［40］。綜上，miRNA可通過調(diào)控NO等因子或相關(guān)基因的表達來保護MIRI患者的心肌細(xì)胞。

3.6 miRNA與MIRI患者發(fā)生VR的關(guān)系 AMI患者PCI后出現(xiàn)新的節(jié)段性運動異常屬于MIRI范疇，而原有室壁節(jié)段運動異常結(jié)合新發(fā)節(jié)段性運動異常，常會導(dǎo)致梗死后VR。研究顯示，VR普遍存在于AMI患者中，且與心源性死亡和心力衰竭的發(fā)生風(fēng)險增加有關(guān)［41］。研究表明，miR-208b、miR-34a、miR-146a、miR-21可預(yù)測AMI患者VR發(fā)生風(fēng)險［42］。MA等［43］研究發(fā)現(xiàn)，AMI患者入院時miR-1水平是6個月后其發(fā)生VR的獨立預(yù)測因子，臨床癥狀結(jié)合心肌梗死面積及miR-1水平對VR有更好的預(yù)測效果。GRABMAIER等［34］觀察AMI患者PCI后血漿miR-1、miR-29b水平發(fā)現(xiàn)，其與VR密切相關(guān)。但有臨床試驗發(fā)現(xiàn)，PCI后數(shù)小時miR-320a水平快速升高，且1個月內(nèi)miR-320a水平降低與VR有關(guān)，認(rèn)為miR-320a可作為VR的生物標(biāo)志物［44］。也有研究發(fā)現(xiàn)，AMI患者入院后血漿miR-1254水平并不能準(zhǔn)確預(yù)測其6個月后VR發(fā)生風(fēng)險［45］。因此關(guān)于miRNA與MIRI患者發(fā)生VR的關(guān)系還需進一步研究證實。

3.7 miRNA與MIRI患者發(fā)生心血管事件的關(guān)系 MIRI患者發(fā)生心血管事件的風(fēng)險較高，可用miRNA預(yù)測該風(fēng)險。JAKOB等［46］研究發(fā)現(xiàn)，miR-26b-5p、miR-320a、miR-660-5p與GRACE評分和臨床模型相結(jié)合，可預(yù)測AMI患者心血管事件發(fā)生風(fēng)險。CORTEZ-DIAS等［47］發(fā)現(xiàn)，miR-122-5p/miR-133b比值是一種新的預(yù)后生物標(biāo)志物，可用于早期識別PCI后發(fā)生嚴(yán)重不良事件發(fā)生風(fēng)險高的AMI患者，miR-122-5p/miR-133b比值越高，MIRI發(fā)生風(fēng)險越大。JANSEN等［48］也發(fā)現(xiàn)，外泌體中的miRNA表達水平可評估冠心病患者的預(yù)后，有助于冠心病患者不良心血管事件的風(fēng)險分層。綜上，miRNA可預(yù)測MIRI患者心血管事件的發(fā)生風(fēng)險，而結(jié)合已有的風(fēng)險預(yù)測評分可能預(yù)測效果更好，值得進一步研究。

4 中醫(yī)藥通過調(diào)控miRNA治療MIRI的相關(guān)研究、挑戰(zhàn)與前景

4.1 中醫(yī)藥通過調(diào)控miRNA治療MIRI的相關(guān)研究 中醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為，MIRI屬于“胸痹”范疇。MIRI的中醫(yī)病機包括氣虛、血瘀、痰飲等［49］。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，通冠膠囊治療冠心病的有效性與miR-320c、miR-17-5p有關(guān)，認(rèn)為上述miRNA可作為冠心病氣虛血瘀證的生物標(biāo)志物［50］。有研究發(fā)現(xiàn)，miR-222-3p、miR-198能協(xié)助判別ACS患者血瘀輕、重證［51］。朱敬偉等［52］研究發(fā)現(xiàn)，AMI患者入院早期miR-223-3p呈高表達、miR-132-5p呈低表達，且益氣活血中藥聯(lián)合常規(guī)西藥治療AMI的效果較好，可能與其可調(diào)節(jié)miR-223-3p、miR-132-5p的表達有關(guān)。WU等［53］采用臨床研究結(jié)合基礎(chǔ)研究來探索中醫(yī)藥治療MIRI的機制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷可通過調(diào)控miR-101a來減輕H2C9心肌細(xì)胞的MIRI?；A(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)，通心絡(luò)膠囊可通過miRNA抑制心肌細(xì)胞凋亡并減輕MIRI嚴(yán)重程度［54］。一項Meta分析結(jié)果也顯示，通心絡(luò)膠囊可通過miRNA改善AMI患者預(yù)后，降低心血管不良事件、再發(fā)心肌梗死的發(fā)生率［55］。有研究發(fā)現(xiàn)，血栓通的主要成分——三七總皂苷可通過miRNA降低AMI患者PCI后心肌損傷標(biāo)志物水平、縮小心肌梗死面積、改善心功能［56］。WANG等［57］發(fā)現(xiàn)，三七總皂甙可增加miR-30c-5p表達水平，并保護MIRI大鼠心肌細(xì)胞，其可能通過miRNA來治療MIRI。

4.2 中醫(yī)藥通過調(diào)控miRNA治療MIRI的挑戰(zhàn)與前景 首先，目前關(guān)于中醫(yī)藥治療MIRI的臨床研究主要關(guān)注中醫(yī)藥對患者病情、預(yù)后的改善效果，其機制探索的研究相對較少，而明確作用機制是推廣中醫(yī)藥面對的挑戰(zhàn)之一。為此，應(yīng)增加中醫(yī)藥機制探索類臨床研究，但開展此類研究需要有足夠的中醫(yī)臨床經(jīng)驗和基礎(chǔ)研究支持。目前已有較多基礎(chǔ)研究，因而應(yīng)該增加相關(guān)臨床研究，進而推動中醫(yī)藥的發(fā)展與推廣。

其次，基礎(chǔ)研究局限于模型，有別于臨床實際情況，因此向臨床治療轉(zhuǎn)化的效果不佳。為此，應(yīng)增設(shè)臨床研究以驗證基礎(chǔ)研究的成果，并逐步轉(zhuǎn)化為臨床治療。筆者認(rèn)為，此類臨床研究在探索、驗證藥物作用機制時應(yīng)循序漸進，適當(dāng)限制樣本量和檢測指標(biāo)，分步驟進行。此外，應(yīng)盡快明確中醫(yī)藥通過調(diào)控miRNA來治療MIRI的具體機制，且需要觀察其臨床效果。

再者，目前學(xué)術(shù)界對于中醫(yī)藥臨床研究的可信度并不樂觀，如何提高中醫(yī)藥臨床研究的可信度成為必須面對的問題。筆者認(rèn)為，應(yīng)把控臨床研究的規(guī)范性、科學(xué)性、倫理，嚴(yán)格控制試驗質(zhì)量，如確保中藥制劑或中藥顆粒的質(zhì)量符合監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，未上市的制劑應(yīng)該嚴(yán)格進行倫理審批。對于獲得資助的臨床研究應(yīng)主動接受國內(nèi)外學(xué)者的監(jiān)督。

5 臨床通過miRNA診治MIRI存在的問題及挑戰(zhàn)

目前臨床通過miRNA診治MIRI存在一些問題：其一是MIRI的診斷缺乏特異性指標(biāo)，缺少相關(guān)診療指南及專家共識，臨床研究標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；其二是基礎(chǔ)研究存在局限性，表現(xiàn)為相關(guān)基礎(chǔ)研究成果在臨床中治療效果不佳，向臨床轉(zhuǎn)化存在困難。這可能與MIRI致病機制復(fù)雜、病因復(fù)雜有關(guān)，無法針對性治療，且基礎(chǔ)研究無法充分模仿臨床實際，故而存在局限性。筆者認(rèn)為，可通過探索miRNA參與MIRI發(fā)生發(fā)展的機制來解決上述問題。首先，miRNA具有作為MIRI生物標(biāo)志物的潛力，若能找到MIRI的特異性標(biāo)志物，對于MIRI的診斷有重要意義，也有助于臨床診療。其次，多數(shù)MIRI相關(guān)基礎(chǔ)研究只是針對某一致病機制，但MIRI可由多種機制共同致病?？山Y(jié)合miRNA多機制、多靶點參與MIRI的特點，研究miRNA在MIRI發(fā)生發(fā)展中的確切作用機制，這可能對MIRI的診治有所幫助。

目前臨床通過miRNA診治MIRI也存在一些挑戰(zhàn)：目前證實miRNA與MIRI有關(guān)的臨床研究樣本量較小，結(jié)果可能存在偏倚，需要擴大臨床研究規(guī)模以增加可信度。目前已知部分miRNA參與MIRI的病理過程，但暫無以miRNA為靶點精確干預(yù)MIRI的臨床治療方法，還需進一步研究。

6 小結(jié)及展望

MIRI影響血運重建療效，不利于AMI患者預(yù)后，因此研究MIRI的診治方法是目前提高血運重建療效、改善患者預(yù)后的重點。目前MIRI相關(guān)基礎(chǔ)研究較多，但其臨床轉(zhuǎn)化效果不佳，這可能與MIRI致病機制復(fù)雜有關(guān)。miRNA具有可多靶點、多通路干預(yù)心血管疾病的特點，在既往諸多學(xué)者的基礎(chǔ)研究成果支持下，未來應(yīng)積極通過臨床研究探索miRNA在MIRI發(fā)生發(fā)展中的作用機制。臨床研究可克服諸多基礎(chǔ)研究的缺點，更貼近臨床實際，是MIRI基礎(chǔ)研究成果向臨床治療轉(zhuǎn)化的重要中間環(huán)節(jié)，因此，miRNA在MIRI中作用的臨床研究可能是提高MIRI臨床診治效果的突破點。

作者貢獻：李宇軒、李巖進行文章的構(gòu)思與設(shè)計、可行性分析；李冬、燕榮錕、李鵬、逯金金進行文獻/資料收集、整理；李宇軒撰寫論文；李宇軒、崔曉云、劉靜進行論文的修訂；吳旸、林謙、李巖負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校；李巖對文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。