Gastroenterology | 梅奥诊所研究发现西维来司他钠有望治疗慢性肝病和肝硬化

西维来司他钠有望用于治疗慢性肝病和肝硬化！很多人对西维来司他钠的认识可能还停留在紧急获批成为 COVID-19 临床试验药物上。事实上，它已经同时在实现「跨界」的路上了……

「西维来司他钠和类似的药物是降低慢性肝病患者门静脉高压的潜在手段。近期一项发表在 Gastroenterology 杂志上的研究表明，纤维蛋白的沉积物导致了门静脉高压。纤维蛋白由中性粒细胞及其相关合成物等刺激生成，西维来司他钠通过抑制中性粒细胞功能，可以降低门静脉高压。」梅奥诊所的胃肠病学家 Vijay Shah 对西维来司他钠治疗门静脉高压 (portal hypertension，PHTN) 的机制做出如上解读^[1]。

梅奥诊所等近期参与的研究揭示了 PHTN 治疗的潜在新靶点，提示西维来司他钠有望用于治疗慢性肝病和肝硬化^[2]。

◆ 亮点总结

机械力促进肝脏 PHTN 和纤维化产生：机械性因素 (肝窦毛细血管化参与) 引起中性粒细胞趋化因子 CXCL1 表达显著上调，中性粒细胞向肝窦内募集，形成中性粒细胞-血小板复合物和中性粒细胞胞外陷阱 (neutrophil extracellular traps，NETs)(由中性粒细胞弹性蛋白酶 [neutrophil elastase，NE] 组成)，促进肝窦内微血栓形成/纤维化，微血管血栓形成和纤维蛋白通过窦内压力和空间效应驱动 PHTN。

揭示 PHTN 治疗新靶点：以 NE 为治疗靶点，使用 NE 抑制剂，PHTN 明显降低，肝脏纤维蛋白生成更少，可能成为 PHTN 的新的治疗靶点。

◆ 研究设计

从小鼠中分离出原代 LSECs，并用 Flexcell 装置诱导机械拉伸以重现由充血引起的搏动力，采用 Microarray 和 RNA 测序的方法分析和鉴定与拉伸相关的基因表达模式。

同时对 C57BL/6 小鼠 (对照组)，缺乏中性粒细胞弹性蛋白酶 (NE^-/-)或肽基精氨酸脱亚胺酶 4 (Pad4^-/-) (参与形成 NETs) 的小鼠，以及特异性删除 LSECs 中 Notch1 (Notch1^iΔEC) 的小鼠进行相关机制研究。

对小鼠肝上下腔静脉进行部分结扎 (partial ligation of the suprahepatic inferior vena cava , pIVCL) (4-6 周)，以模拟充血性肝病引起的 PHTN；另一研究集群中，pIVCL 后，给予 C57BL/6 小鼠皮下注射西维来司他钠 (30 mg/kg) 或等量二甲基亚砜。对 C57BL/6 小鼠进行胆管结扎 (bile-duct ligation，BDL，4 周) 模拟充血性肝病引起的 PHTN 作为第二模型。通过数字血压分析仪测量门静脉压力，并对小鼠肝脏进行活体成像。

* 所有的动物相关工作都是在梅奥动物保护和使用委员会的监督下进行的

◆ 研究结果

在模拟的 PHTN 环境中，中性粒细胞趋化因子 CXCL1 显著高表达，同时会在肝窦招募中性粒细胞形成微血栓，进而导致 PHTN。研究进一步发现整联蛋白和压力离子通道是造成趋化因子 CXCL1 升高的更深层次因素。

● 与未暴露细胞相比，暴露于机械牵张的原代 LSECs 中的中性粒细胞趋化因子 CXCL1 的表达上调。

● pIVCL 研究模型中，对照组小鼠肝脏的活体成像显示肝窦内有中性粒细胞-血小板复合物和 NETs 形成。

●pIVCL 和 BDL 模型中，与对照组小鼠相比，NE^-/-和 Pad4^-/-小鼠的门静脉压较低，肝脏纤维蛋白较少；中性粒细胞向肝窦的募集可能通过促进窦内微血栓来增加门静脉压力。

● 对 LSECs 进行 RNA 测序 *，发现在机械拉伸反应中发生改变的机械敏感性信号通路中的蛋白质，包括整联蛋白、Notch1 和钙离子信号通路。LSECs 的机械拉伸可通过由 Notch 调节的转录因子的整联蛋白依赖性激活及其与机械门控 Piezo 钙离子通道的相互作用增加 CXCL1 的表达。

*RNA 测序分析是在梅奥诊所个体化医学中心进行的

◆PHTN 治疗的新靶点探讨——抑制 NE 的作用

研究发现，pIVCL 六周后，与对照组小鼠相比，NE^-/-小鼠的门静脉压力 (图 1A)，和肝纤维化标志物 α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和纤维连接蛋白的表达显著较低 (P<0.05)(图 1B/C)。研究在另一 PHTN 模型中获得同样发现：BDL 四周后，与对照组小鼠相比，NE^-/-小鼠的门静脉压力升高程度较弱 (P<0.05) (图 2A)、纤维化较低 (P<0.05) (图 2B)。研究者得出结论：抑制 NE 即可通过阻碍血栓形成来减轻 2 种肝脏疾病模型的门静脉压力升高。

为验证该结论，研究人员进一步使用 NE 抑制剂进行探究。在 pIVCL 后，给予 C57BL/6 小鼠皮下注射西维来司他钠 (30 mg/kg) 或等量二甲基亚砜 (3 次/周，持续 6 周)。6 周后，发现与二甲基亚砜处理小鼠相比，西维来司他钠治疗组小鼠 PHTN 显著较低 (P<0.05)(图 2C)，且肝脏纤维蛋白生成更少 (P<0.05)，以及肝窦髓过氧化物酶 (MPO) 沉淀减少 (P<0.05)，表明 NETs 形成受到破坏 (图 2D)。

(A) 与野生型 (WT) 小鼠 (即对照组 C57BL/6 小鼠) 相比，NE^-/-小鼠的门静脉压力显著较低 (方差分析 [ANOVA] P<0.05)。(B) PCR 检测显示，与 WT 小鼠相比，NE^-/-小鼠 α-平滑肌肌动蛋白 (a-SMA)(ANOVA P<0.05) 和Ⅰ型胶原蛋白 (ANOVA P<0.05) 的 mRNA 水平较低。(C) 蛋白质印迹检测显示，与 WT 小鼠相比，NE^-/-小鼠全肝中纤维连接蛋白 (ANOVA P <0.05) 和 a-SMA(ANOVA P <0.05) 蛋白水平较低。Hsc70 为加载对照；IVC，下腔静脉；sham，假手术对照组。

图1.pIVCL 六周后，NE^-/-小鼠较低程度门静脉压升高和纤维化

与 WT 小鼠相比，NE^-/-小鼠 (A) 门静脉压力升高显著较弱 (ANOVA P<0.05)。(B) 免疫荧光染色显示纤维蛋白含量较低。

与二甲基亚砜处理小鼠相比，西维来司他钠治疗组 (C) 小鼠 PHTN 显著较低 (ANOVA P<0.05)。(D) 纤维蛋白 (红色) 和髓过氧化物酶 (绿色，ANOVA P<0.05) 免疫荧光显著较低。用 ImageJ(美国国立卫生研究院，贝塞斯达，马里兰) 进行定量，并显示在相邻的图中 (n = 5–7;*P<0.05)。IVC，下腔静脉。

图2.BDL 四周后，NE^-/-小鼠较低程度门静脉压升高和纤维化

PHTN 多由慢性肝病进展而来，是肝硬化患者肝移植和死亡的主要驱动因素。PHTN 一直是治疗慢性肝脏疾病的一大难题，对其形成机制的探索是挖掘新治疗策略的重要基础。

目前治疗 PHTN 有以普萘洛尔为代表的药物治疗、内镜下食管曲张静脉套扎 (endoscopic esophageal variceal ligation，EVL) 与硬化剂注射治疗 (endoscopic injectionsclerotherapy，EIS) 以及经颈静脉肝内门体分流术 (transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS) 等多种方式，具有疗效较确切、低侵袭性的优点。但上述治疗方案也存在一定的局限性：EVL 存在远期疗效欠佳、再出血率较高、常需多次反复套扎、可发生食管溃疡甚至出现致命性食管瘘等严重并发症的问题；TIPS 治疗方法，尽管有覆膜涂层支架，也无法完全预防术后分流道狭窄与血栓形成以及肝性脑病等并发症的发生^[3]，仍需开发新的有效治疗方式与药物治疗靶点。

西维来司他钠可以特异性抑制 NE。NETs 参与血管血栓的形成，NE 正是 NETs 形成的关键成分和驱动因素。本研究也发现，无论通过基因学及药理手段 (西维来司他钠) 抑制 NE，均可在不同的慢性肝损伤模型中影响门静脉压力，这表明中性粒细胞募集和 NE 可能构成 PHTN 中广泛的新的治疗靶点。未来，西维来司他钠有望用于治疗慢性肝病和肝硬化。

参考文献

[1] Mayo Clinic. "Potential new therapy for liver diseases." ScienceDaily. ScienceDaily, 22 March 2019.

[2] Hilscher MB, Sehrawat T, Arab JP, et al. Mechanical Stretch Increases Expression of CXCL1 in Liver Sinusoidal Endothelial Cells to Recruit Neutrophils, Generate Sinusoidal Microthombi, and Promote Portal Hypertension[J]. Gastroenterology. 2019;157(1):193‐209.e9.

[3] 杨连粤. 门静脉高压症外科治疗进展与展望 [J]. 中国实用外科杂志,2020,40(2)：180-184,190.

图片来源：站酷海洛Plus

编辑：杨兹、来昀韵