好文速读|综述：天然组织激肽释放酶用于急性缺血性脑卒中的临床前景
2019/9/17 17:36:17 中国医学论坛报
在世界范围内，急性缺血性脑卒中(AIS)仍是导致残疾和死亡的主要原因。而这些严重后果则是由于脑底动脉环(Willis环)内的主要分支血管堵塞造成的。当前，针对大血管堵塞，西方国家主要的治疗策略是用物理方法或药物快速取栓或溶栓，以恢复脑血流，挽救缺血半暗带组织。
2019年，《神经系统疾病治疗进展杂志》(Ther Adv Neurol Disord)发表了题为《人组织激肽释放酶治疗AIS》的综述文章，评估了一种新的药物治疗方法——天然组织激肽释放酶(KLK)，一种局部血流的重要调节因子的临床应用前景。【目前，我国一类天然药物尤瑞克林(凯力康?)即激肽原酶已经上市并在临床应用多年，显示出了良好的改善脑侧支、重建循环的作用。但国外这一药物还未上市。】
KLK可通过水解激肽原生成缓激肽，促进局部血管扩张及新生血管的生成。KLK现已被临床用于治疗包括AIS在内的与局部缺血相关的多种疾病。目前，中国已经批准从人尿中分离出的一种人KLK用于AIS的治疗(Ther Adv Neurol Disord 2019,Vol.12:1-15.)。
我们在此介绍该文部分内容，文中图片均源自Ther Adv Neurol Disord综述原文。
什么是激肽释放酶-激肽系统(KKS)？
激肽释放酶-激肽系统(KKS)是机体重要的调节系统，广泛的存在于许多组织和器官中。包括KLK、激肽原、激肽酶、激肽、激肽B1和B2受体。KLK是一组存在于多数组织和体液中的丝氨酸蛋白酶，包括血浆激肽释放酶(PK)和组织激肽释放酶(TK)。KLK家族包含有15种同源性丝氨酸蛋白酶，是由人类基因组中最大的蛋白酶基因簇所编码的，现已发现KLK家族的KLK1-KLK15这15个家族成员的基因共定位于19号染色体上。这些丝氨酸蛋白酶具有类似胰蛋白酶或糜蛋白酶的特性，并且已知参与各种生化过程。
组织中KLK如何发挥生理效应？
研究表明，KLK的主要作用之一是剪切低分子量激肽原(LMWK)以释放活性缓激肽(BK)。BK的受体有BK1R和BK2R两种类型，对末梢器官发挥短期和长期作用。两者均为G蛋白偶联受体(GPCRs)，通过Gαq(和其他Gα变体)触发多种胞内第二信使系统，包括活化磷脂酶C、丝裂原活化蛋白激酶、磷脂酶A2(图1)。凭借这些第二信使通路，KLK和KKS已经被证明通过激活蛋白激酶β(AKT)和抗氧化应激作用对包括血糖摄取、糖原合成、血压调节、胰岛素敏感性在内的多种生理过程发挥了关键的调节作用，而所有这些都能促进缺血后的细胞保护。
图1 BK受体：第二信使及其生理效应
KKS的主要GPCR靶点为BK受体BK1和BK2。虽然KLK可能具有额外的活性，但缓激肽通过下游激活BK受体从而触发多个第二信使通路，可能对AIS有益。这些系统的生理输出直接维持或改善血液流动，保护细胞免受卒中后几个小时和几天内经常出现的破坏性压力源的影响。
KLK改善AIS预后的机制基础
在富含KLK的器官中，KKS对局部血流的调节起重要作用。KLK主要分布于心血管(包括毛细血管内皮细胞)、肾脏、胰腺、唾液腺以及脑中。KLK蛋白和mRNA定位于大、中、小血管内皮细胞和平滑肌细胞中。另外，免疫组化研究显示，BK2R在平滑肌细胞和内皮细胞的动脉和小动脉中均有分布。激肽和BK2Rs是最有效的血管内皮活化剂，作用于内皮细胞以触发大量信号分子释放到平滑肌，抑制血小板的聚集和促进纤维蛋白溶解。KKS不仅是哺乳动物系统中的内源性血管舒张系统，而且被认为是启动和维持血管舒张的最活跃和有效的生理机制。激肽抑制血管交感神经末梢去甲肾上腺素的释放，从而减少引起血管收缩的交感神经系统信号的影响。此外，基于KLK和BK的分子作用，特别是在缺血后，表明KLK具有短时和长期的作用，可能改善AIS的预后(图2)。
图2 短时(48小时)和长期(21天内)活动：可解释KLK治疗AIS疗效的假说
在临床中，认为KLK与重组KLK具有短时和长期改善AIS预后的作用。短时作用主要是通过激活KKS释放一氧化氮(NO)从而改善缺血组织中的微循环，并促进神经血管耦联正常化。在卒中后的几天内，额外的机制可能变得更为重要，包括通过增加Tregs(调节性T细胞)来修复血脑屏障、增加AKT和血管内皮生长因子(VEGF)介导的血管重建的调控作用抑制细胞凋亡。
BK受体分布广泛，BK2R一般比BK1R数量更多，KLK的多数功能是通过BK2R受体介导的。KLK在功能和生理上定位于释放激肽(如BK)，通过BK2R的上调和激活，可特异性地增加炎症组织中的血流量。
在BK受体附近，激肽似乎被局部释放，并迅速降解。游离激肽被几种肽酶灭活，包括激酶I、激酶II、氨肽酶P和人源性激肽释放酶结合蛋白。激酶Ⅱ或血管紧张素转换酶(ACE)在控制局部激酶水平中起主要作用。事实上，ACE抑制剂(ACEI)是一种常见的治疗高血压药物，它能防止内源性激肽的自然分解，这可能是其发挥作用的重要组成部分或机制。有趣的是，ACEI类药物在包括AIS在内的多种疾病中显示出抗炎作用，这也可能与ACEI增加激肽利用率有关。更重要的是，激肽应该被认为是在局部发挥作用的内分泌物质而不是在全身起作用的激素。各血管区在产生或灭活激肽的能力上存在差异，可影响调节局部血流量的能力。例如，肾血管ACE含量较低，但对肾血流量有较高的激肽调节能力。KKS系统具有控制局部血流、抑制炎症、防止缺血再灌注损伤的作用，对中枢神经系统(CNS)和AIS的治疗具有生理学和病理学意义。
尿KLK治疗AIS的临床研究数据
目前，关于KLK对AIS疗效的最有力证据主要来自于中国的广泛临床经验。从人类尿液中分离出的KLK(uKLK)已在10多年前被中国药品监督管理局批准用于治疗AIS。卒中后，患者可使用uKLK，每日一次，每次60 min静脉注射，连续治疗21天。在过去的10年中，大约有400000名AIS患者接受了uKLK治疗。uKLK的临床疗效已经得到了大量文献的报道。中国批准这一药物用于临床至少部分基于了一项多中心、随机、双盲、安慰剂对照研究的结果。研究共纳入446例首次发生轻度至中度AIS的患者，每天注射一次uKLK或安慰剂，每次30分钟，持续21天。与安慰剂组相比，接受uKLK治疗的患者在90天内获得了更高的欧洲卒中量表评分和Barthel指数(BI)评分。患者仅发生了轻至中度的不良事件，包括心悸、潮红、头晕、恶心，另有2例患者由于输液速度过快和使用ACEI导致了血压突然降低。
在这项研究之后，又出现了许多类似的临床研究。最近发表的一篇综述，涵盖了截至2010年的24项临床研究。然而，其中只有2项研究完全符合严格临床试验的标准，其他一些研究存在一些设计缺陷，包括未设空白对照组、单中心试验或非完全盲法设计。其中的每一项研究，治疗组患者均接受0.15个酶活性单位(PNAU)剂量的uKLK，符合我国批准用于AIS的治疗剂量，且所有研究的治疗周期均为7~21天。两项对照良好的试验(n = 459)3个月的随访结果显示，uKLK治疗显著改善了患者的神经预后，降低了死亡率和依赖性；其他设计不佳的试验也出现了类似的结果。不良事件发生率为0.5~5%，最常见的是短暂性低血压、恶心/呕吐。综合来看，uKLK治疗AIS是安全的，且耐受性良好。
自2010年以来，又有大量的相关研究开展并发表了至少40篇论文，其中大部分是中国医学文献。尽管发表试验质量和结果各不相同，但这些研究无一例外地均肯定了uKLK的疗效。大多数研究采用标准治疗方案(每天静脉输液一次，持续21天)，安慰剂对照和盲法。表1总结了7项期刊发表的、设计最为可靠研究的神经学结果。这些研究纳入了29～200例AIS患者(男∶女=1∶1)，年龄为18～80岁，初始NIHSS在4～25之间，卒中后4 ~ 72 h内开始治疗。这些研究结果表明，uKLK治疗能够改善各种卒中后期(包括卒中6个月)的结果。另一项纳入200例患者的研究表明，uKLK可安全有效地用于同时接受组织型纤溶酶原激活物(tPA)治疗的患者。值得注意的是，与单独使用tPA相比，tPA和uKLK联合治疗组卒中后90天的NIHSS有更显著的改善。表1列出的研究还显示，与对照组相比，uKLK治疗组在其他终点(包括BI和Rankin量表)方面也有显著改善。
表1自2010年以来uKLK的临床试验总结
许多研究证实了uKLK治疗在脑成像及生物标志物终点中的有益作用，补充了其在神经功能终点方面的数据。磁共振成像(MRI)研究表明，与对照组相比，uKLK治疗后12天半暗带的相对平均通过时间(rMTT)有所改善，MTT常用来预测AIS患者的脑灌注水平。研究结果表明，uKLK能改善高危患者脑组织的血流量。与对照组(42.3%)相比，接受uKLK治疗的患者(72.4%)获得了更优的rMTT评分。此外，接受uKLK治疗患者的血管生成和血流相关的生化标志物——血清VEGF和apelin水平均有升高。一项类似的研究表明，与对照组相比，uKLK治疗7天后，患者在第1天至第14天的脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)和MTT均有改善。脑卒中后对侧皮质CBF升高，对侧和同侧半球的CBV和MTT均亦有明显改善。在uKLK治疗后，MRI测量的局部脑活动也有所改善。
另一些研究则检测了uKLK治疗后的局部脑活动。一项研究发现，与对照组相比，治疗14天后感觉运动皮层的激活量更大，这与NIHSS的显著改善有关。在治疗6个月后，接受uKLK治疗的患者在同侧运动皮层表现出更大的激活，NIHSS和BI评分也有所改善。综上所述，这些研究提示KLK可提高脑缺血后局部氧合血红蛋白的浓度，改善AIS后的神经功能。事实上，一些研究表明，卒中后受影响的大脑区域越早激活，患者恢复得越好。
基于多重信号通路激活的作用，KLK治疗AIS患者的疗效有充分的机制基础。而更加系统性的生理作用也促进了KLK联合治疗使用范围的扩大。神经血管耦联是指通过神经元信号分子之间的直接通讯以及血管和毛细血管的扩张或收缩而影响局部脑活动，进而影响局部血流的过程。局部脑活动和局部脑血流之间的平衡对神经功能正常的重要性越来越受到肯定。多种证据表明，AIS可能与血流动力学盗血、皮质扩散抑制和不适当的神经血管耦联有关。KLK可通过诱导产生NO来改善此类状况。值得注意的是，KLK对于受损的神经血管耦联的改善(可在数天或数小时内获得疗效)情况可以通过经颅多普勒方法进行验证，可作为评估疗效的一个替代性标志，并用于指导后期临床研究的药物剂量。
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