卡维地洛在心肌缺血再灌注损伤中的作用副本

同济大学附属同济医院科研课题计划任务书（2012版）课题编号课题名称卡维地洛在心肌缺血再灌注损伤中的作用课题性质应用基础研究+多学科交叉临床研究起止年月2004年11月—2005年9月所在科室同济大学附属同济医院心内科CCU课题负责人蒋金法手机[e-mail]填表日期：2004年10月7日填表说明一、本课题计划任务书系同济大学附属同济医院为所组织的科研课题研究而设计。二、本课题任务书编写请使用A4普通纸张双面打印填报，各栏空格不够时，请自行加页。左侧装订成册（不要采用胶圈、文件夹等带有突出棱边的装订方式）。三、本课题计划任务书各项内容要实事求是，逐条认真填写，外来语同时用原文和中文表达。四、本课题计划任务书一式三份，经正式审定后，即作为合同的附件附于合同的正副文本之中。五、标书后须附申请项目相关关键词在CBMDISC和MEDLINE的检索结果。1一、简表课题负责人姓名蒋金法性别男出生年月1958.4.29学历研究生学位硕士职称主任医师职务导管室主任工作单位同济大学附属同济医院科室心内科从事专业冠状动脉疾病的诊断与治疗（主要从事介入治疗）研究课题项目名称：卡维地洛在心肌缺血再灌注损伤中的作用类别：★基础研究★应用研究□开发研究★其它（临床研究）所属学科心血管内科申请金额（万元）2万元研究内容和预期成果摘要（限400字）运用分子生物学方法，通过多个单克隆抗体免疫荧光标记流式细胞仪技术定性与定量分析急性心肌梗死患者介入治疗前、后体内某些黏附分子表达水平的变化，明确AMI患者在应激状态下细胞免疫功能的变化。通过比较应用卡维地洛前、后心肌梗死面积和左室功能恢复以及心肌酶谱动态变化情况，探讨卡维地洛对缓解左室功能不全,减弱冠脉阻力和冠脉收缩方面的作用，并对其机制进行分析，明确卡维地洛在心肌缺血再灌注损伤中的多种生理和药理作用。本项目完成后可定性与定量阐明应用卡维地洛改善心肌顿抑、缩小心肌梗死面积和改善左室功能恢复的情况，从而提出新的方法和理论。阐明急性心肌梗死介入治疗前、后体内免疫系统特征性改变情况，筛选出与心肌缺血再灌注损伤有关的几个黏附分子，明确其表达水平的变化。本研究的完成将有助于从分子学水平阐明影响多种黏附分子的表达规律，有助于深入研究和指导临床。2二、立题依据包括国内外研究现状、水平和发展趋势（含知识产权和技术标准状况）、经济建设和社会发展需求，当前须解决的主要问题、学术价值等。一、国内外研究现状、水平和发展趋势卡维地洛(carvedilol，Car,商品名Kredex)是—种亲脂性芳香氧化丙醇类化合物。其化学名称为l-咔唑-4-氧基-3-[2-（2-甲氧基苯氧基）乙氨基]-2-丙醇，是一种新合成的扩血管药物。其结构式如下图。（一）卡维地洛与心肌缺血再灌注损伤1、肾上腺素受体阻滞作用卡维地洛具有非选择性β受体阻滞作用和选择性α1受体阻断活性。心脏功能调节中，β肾上腺素受体亚型起关键性作用。心肌缺血时，交感系统处于高激活状态，心肌局部和全身儿茶酚胺释放增加，增加心肌耗氧量，使患者死亡率增加。同时，血浆儿茶酚胺浓度增加，还可诱导心肌细胞凋亡。卡维地洛的肾上腺素受体阻滞作用特点为：(1)Stoschitzky等在研究中发现卡维地洛不上调β受体，而是通过阻滞β1、β2和α1受体，抵抗血循环中的儿苯酚胺，使末梢血管扩张，减轻心脏前后负荷和室壁张力。卡维地洛可阻止β肾上腺素能信号传导通路的恢复，从而阻抑交感神经激活对心肌所产生的不良效应起重要作用。此外，还可抑制某些胎儿基因和细胞因子的激活，抑制非梗死区的胶原沉积，从而抑制左室肥厚；(2)卡维地洛可降低心脏去甲肾上腺素释放，抑制去甲肾上腺素对心肌细胞的毒性作用，降低心肌细胞耗氧的同时增加其ATP的供给，增加心肌细胞肌浆网ATP酶的活性，从而改善心功能。(3)阻滞α1受体，使外周血管扩张，可抵消继发于β2受体阻断后所产生的外周阻力增加，降低心肌耗氧量、直接或间接阻断儿茶酚胺和血管紧张素Ⅱ对心脏的毒性作用，有利于抑制恶性心律失常的发生。2、抗氧化和自由基清除作用尽管目前对于卡维地洛是通过金属螯合作用还是通过清除自由基而发挥抗氧化作用尚存在一些争议，但大多数学者认为卡维地洛具有较强的抗氧化作用，是一种强效自由基清除剂。实验研究发现，卡维地洛直接清除氧自由基，并抑制细胞膜脂质过氧化、保护完整细胞免受氧自由基诱导的细胞死亡。卡维地洛可显著抑制维生素E的消耗，从而保护内源性抗氧化系统的作用。另外，卡维地洛的代谢产物为含羟基的化合物,其在体内的代谢产物SB209995及SB211475是强大的抗氧化剂和自由基清除剂。它们能抑制氧自由基介导的脂质过氧化和细胞毒性，防止白细胞粘附到血管平滑肌细胞，保护血管内皮不受黄膘吟3氧化酶及中性粒细胞的损伤，并可防止去甲肾上腺素的氧化和氧化后毒性递质的形成。在经ADP/FeSO4诱导的严重损伤的大鼠离体心脏线粒体实验模型中，卡维地洛及其代谢产物BM910228具有明显的抗氧化活性。因此，卡维地洛的抗氧化作用，是卡维地洛本身及其各种体内代谢产物的共同效应。3、心肌保护作用卡维地洛的心肌保护作用主要体现在减轻缺血再灌注所致的心肌坏死，减少中性粒细胞在受损心肌组织处聚集，缩小梗死面积及减少血压-心率变异性。实验研究发现，卡维地洛能缩小高胆固醇血症兔的心肌梗死面积。在冠状动脉闭塞40分钟后再灌注180分钟的猫模型中卡维地洛明显缩小了心肌梗死面积，减少了心律失常发生率，改善了心功能。卡维地洛微小剂量即能有效防止大鼠急性心肌梗死左室重构，改善血流动力学和左室功能，降低心肌梗死死亡率。卡维地洛可增加缺氧期间心肌细胞一氧化氮（NO）的产量，而后者可以减少缺氧时心肌的损伤。Karle等首先通过实验研究证实卡维地洛可抑制HERG钾通道，从而发挥了潜在的抗心律失常的作用。Takusagawa等发现卡维地洛在麻醉大鼠的冠脉再通中有良好的抗心律失常作用，并提示卡维地洛的该作用可能与其β受体阻滞作用和抗氧化活性有关。4、钙拮抗作用高浓度的卡维地洛(血药浓度≥1μmol/l)具有钙通道拮抗作用，抑制钙向细胞内流，减慢房室传导，延长有效不应期，降低心肌收缩力，减少心脏作功和心肌耗氧量。对切断脊髓的大鼠，卡维地洛能抑制钙通道激动剂诱发的血管加压反应，也能抑制钙通道激动剂BAYK8644引起的狗冠状动脉血管收缩反应。在犬的离体冠脉实验中提示，卡维地洛能拮抗由高钾和BAYK8644引起的血管收缩效应。30-50％，其主要病理变化即是受损局部中层平滑肌细胞迁移至内膜并增殖。卡维地洛可剂量依赖性地抑制血小板源性生长因子所致的人肺平滑肌细胞的增殖、迁移，可抑制大鼠主动脉球囊扩张术后新血管内皮过度形成。Tardif等研究发现某些抗氧化剂具有抗氧化血管保护功能，具有很好的血管生物学作用，能够防治动脉粥祥硬化和PTCA后冠脉再狭窄的发生。卡维地洛抗平滑肌细胞增殖和迁移的确切分子机理尚有待进一步阐明。目前的研究结果表明，该药可抑制离体和在体血管平滑肌细跑增殖，效果优于已试用过的其它药物。一些学者认为，卡维地洛防治PTCA或PCI后冠脉再狭窄的作用还有待进一步研究。（二）粘附分子与急性心肌梗死介入治疗粘附分子是白细胞聚集至炎症部位的介导成分之一。细胞粘附分子(CAMs)是指由细胞产生，存在于细胞表面，介导细胞与细胞间或细胞与基质问相互接触和结合的一类分子，大多为糖蛋白，少数为糖脂，分布于细胞表面与细胞外基质。与心肌缺血再灌注损伤有密切关系的粘附分子可分为3类：选择素超家族、整合素家族以及免疫球蛋白超家族。机体免疫功能紊乱可能参与急性心肌梗死的发生,间接或直接引起梗死面积扩大或并发症的发生。研究表明,急性心肌梗死患者急性期单核细胞和中性粒细胞CD11b表达显著增加，与缺血区内皮细胞粘附增加。近年来随着支架植入技术的广泛应用，提高了经皮冠状动脉成形（PTCA）术的安全性和成功率，但术后再狭窄的发生仍是目前困扰人们的主要问题。对再狭窄机制的研究虽多，但尚无定论，其中炎症反应在再狭窄形成中的作用日益得到重视。血管内皮细胞能表达多种黏附分子，像ICAM－1等。白细胞表面黏附分子CD11b／CD18正是ICAM－l的配体，故4ICAM－l可识别单核和中性粒细胞等白细胞，介导白细胞与内皮黏附的各个环节。但完整的血管内皮与血液中的白细胞、血小板并不结合。病理条件下，由于各种因子的作用，使白细胞表面黏附分子的表达发生改变，引起白细胞与内皮黏附并导致其跨内皮迁移等一系列炎症反应。PCI手术损伤了血管内皮，引起炎症介质和趋化因子的释放，这就提供了白细胞进入炎症组织的信号并同时激活血小板。于是促进了血小板、白细胞和血管内皮细胞之间的相互作用。（三）卡维地洛对黏附分子表达的影响冠状动脉病损在病理生理学上可分为活动性及非活动性病变，非活动性病变转变为活动性病变可导致急性冠脉综合征发生，此过程有炎症参与，其中，不稳定斑块中的炎症细胞(包括单核巨噬细胞)激活起重要作用。急性心梗的发生与斑块破裂、血小扳激活有关，血小扳激活的过程有Neu参与，此过程存在CD11b及CD49d的表达。在动脉粥样硬化（AS）斑块的组织学研究中，可见到巨噬细胞、T淋巴细胞的浸涡。而且越不稳定的斑块，其中巨噬细胞、T淋巴细胞的浸润就越明显。氧自由基对内皮的损伤在AS中起重要作用。血液中的氧化脂质、药物等产生的氧自由基易通过脂质过氧化等多种机制破坏内皮细胞的结构与功能，损伤血管内皮。氧自由基是缺血／再灌注心脏的白细胞—内皮反应的重要介质。它不仅触发白细胞表面黏附分子CDl8、CDllb的产生，从而触发再灌注介导的白细胞黏附，而且增加内皮表达ICAM—1及P选择家(GMP—140)。另外一个可能的机制是通过抑制NO，一种兼具白细胞—内皮黏附作用的内源性血管扩张剂的产生而实现。卡维地络是一种新型β受体阻断剂，能抑制由多种氧自由基激活系统，产生的自由基对血管内皮细胞的损伤，离体长期在含卡维地络培养液中培养的细胞对氧自由基的耐受更为显著，分析卡维地络降低Neu表面CDllb及CD49d表达的主要机制是减少了Neu活化。通过对再灌注损伤中不同粘附分子表达上调及卡维地洛对黏附分子表达的影响机制研究，表明控制心肌缺血再灌注损伤急性和亚急性的各种粘附分子的表达成为治疗心肌再灌注损伤的一种新策略，可为临床防治缺血再灌注损伤提供一条新途径。二、经济建设和社会发展需求随着我国经济建设的快速发展，人民生活物质文化水平的不断提高，现代人的生活习惯、饮食结构也在悄然发生改变，工作竞争的压力引起精神紧张，这些均成为疾病谱排序变化的影响因素。目前，我国心血管疾病已成为危及生命的第一杀手，这与西方发达国家差距日益趋近。患者死亡率及致残率的增加，生活质量的下降，长年累月不间断的药物治疗，不仅增加了国家的负担，也使得医疗资源产生了不平均的分配，由此而产生了一系列的社会问题。随着院前急救和各医院绿色通道的开通，“时间就是生命”已得到大多数医生的认可。目前，急性心肌梗死有冠脉溶栓、冠脉搭桥以及冠脉介入等治疗方法。但临床上实施这几种治疗方法后，不可避免地要遇到同样一个问题——心肌缺血再灌注损伤。心肌缺血再灌注损伤是心血管医生面临的严峻挑战，这个问题处理的好可以大大提高患者生存率，改善生活质量。反之，则死亡率增加，使得前阶段的各项努力“功亏一篑”，造成医疗资源的极大浪费（特别是手术和介入支架治疗患者）。Carvedilol是新型第3代肾上腺素β受体阻滞剂，是一种国际各大型医疗中心已证实可以用于对抗心肌缺血再灌注损伤的有效药物。本研究旨在用Carvedilol对心血管介入治疗前后进行药物干预，观察其治疗效果。综上所述，本研究适应经济建设和社会发展的要求，研究成功可获得巨大社会、经济效益。5三、须解决的主要问题目前，有关Carvedilol的研究报道多见于动物实验。相关的基础研究表明，Carvedilol可缩小实验动物心肌梗死面积，减少了心律失常发生率，改善心功能等。国内大型临床研究也正在进行，已见有相关阶段性成果，特别是Carvedilol对CD11b/CD1