新型弹性蛋白酶抑制剂———西维来司钠的神经保护作用

新型弹性蛋白酶抑制剂———西维来司钠的神经保护作用

新型弹性蛋白酶抑制剂———西维来司钠的神经保护作用马铁军1，高宗科1，王毅

1，王东平1综述周其全2审校1．解放军第537医院，陕西省宝鸡市7210062．第三军医大学高原军事医学系高原疾病教研室，重庆市400038摘要:西维来司钠是新型人工合成的中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂，它在神经保护方面的研究是一个新的领域。

研究表明，西维来司钠能够选择性的抑制中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)的释放，抑制炎细胞浸润和中性粒细胞活化，减少炎性介质的释放，以各种途径参与颅脑以及脊髓损伤有的神经保护作用，具有良好的临床应用前景。本文将对其生物活性和神经保护作用方面的研究作一综述。关键词:西维来司钠;中性粒细胞弹性蛋白酶;神经保护西维来司钠(sivelestatsodiumhydrate，ONO-504

6，商品名Elaspol)是日本小野药品工业公司(Ono)开发的全球首个治疗伴有全身性炎症反应综合征(systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS)的急性肺损伤的药物，于2002年6月在日本正式上市。

目前大量研究主要集中在西维来司钠对肺损伤的保护作用，其通过抑制弹性蛋白酶，能够有效改善急性肺损伤患者的呼吸功能［

1，2］。有最新研究表示，中性粒细胞弹性蛋白酶(neutrophilelastase，NE)可作为神经保护作用的新靶点［3］。西维来司钠作为NE抑制剂，能选择性地抑制NE释放，以及其较好的抗炎性反应作用，显示出一定的神经保护作用。1西维来司钠的生物合成西维来司钠化学名N-［2-［4-

(2，2-二甲基丙酸基)苯磺酰氨基］苯酰基］氨基乙酸钠盐四水化合物。文献报道西维来司钠的合成路线有两条。其一是以新戊酰氯为原料，经酯化，酰氯化，与N-(2-氨基苯甲酰基)甘氨酸苄酯缩合，脱苄基，最后与氢氧化钠成盐得西维来司钠。

李伟等［4］对于N-(2-氨基苯甲酰基)甘氨酸苄酯的制备，采用对2甲苯磺酸、甘氨酸、苯甲醇为原料，经酯化、酰胺化、还原制得;黄伟等［5］则以甘氨酸苄酯对甲苯磺酸盐为起始原料，经酰胺化、还原制得。

另一条路线采用N-(2-氨基苯甲酰基)甘氨酸与4-(

2，2-二甲基丙酰氧基)苯磺酰氯直接缩合后成钠制得西维来司钠。

2西维来司钠的生物功能2．1对弹性蛋白酶的抑制作用NE抑制剂包括内源性和人工合成两类，西维来司钠属于人工合成NE抑制剂，它可以抑制多种动物的弹性蛋白酶活性，对人、猫、兔、大鼠、小鼠的蛋白酶抑制常数分别为4

6、12

5、8、3

2、29和34nmol/L［6］。机体内存在大量的内源性NE抑制剂，主要是丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族，其多存在于细胞基质中，且为大分子物质，难以通过组织间隙发挥作用。内源性抑制剂对氧自由基敏感，容易被中性粒细胞释放出的活性氧降解，因此很难充分抑制弹性蛋白酶活性，到达病变区域发挥作用［7］。与内源性NE抑制剂相比，西维来司钠相对分子量较小，为528．51。其能够充分的渗透到组织和细胞内，且不受氧自由基的影响，可在局部位置有效抑制弹性蛋白酶的活性。

2．2减轻炎症反应西维来司钠能够调节炎性细胞因子和趋化因子的释放，抑制炎细胞的活化。且其分子量较小，可以渗透到炎症区域有效发挥作用。

Sakashita等［8］在研究脂多糖、内毒素和机械通气诱导的实验性肺损伤模型中显示，西维来司钠可以减少中性粒细胞的聚集和细胞因子(包括TNF、IL-6、巨噬细胞炎性蛋白2)的产生，减少炎症出血和蛋白渗出，降低组织早期的炎性反应。

同时，西维来司钠能够降低高迁移率族蛋白(highmobilitygroupbox1，HMGB1)的表达，HMGB1主要增强脓毒血症的炎症反应，且·378·JournalofInternationalNeurologyandNeurosurgery2011，38(4)具有细胞因子活性，被认为是晚期的炎症介质。

因此，西维来司钠对降低HMGB1的活性作用也显示出其对晚期炎症反应的抑制作用［9］。

西维来司钠还可以降低IL-8和丝状肌动蛋白(filamentousactin，F-actin)的表达，增加中性粒细胞的可变形性，减少中性粒细胞在毛细血管床的滞留，降低中性粒细胞介导的炎症反应［10］。

研究显示，NE可上调内皮细胞—白细胞黏附分子-1(VCAM-1)、细胞间黏附分-1(ICAM-

1)及IL-8的表达，促进中性粒细胞与内皮细胞间的黏附，进而向组织浸润，释放炎症介质。

同时NE可以上调α-肿瘤坏死因子(TNF-α)，TNF-α的增加可促进IL-6的合成和分泌，使炎症反应增强。

西维来司钠通过对NE明显的抑制作用，可显著抑制TNF-α、ICAM-1、细胞因子诱导中性粒细胞化学趋化因子(cytokine-inducedneutrophilchemoattractant，CINC)、髓过氧化物酶的表达，减少中性粒细胞趋化、游走和聚集，降低微血管渗透性和炎性反应［11］。

但同时有研究显示，西维来司钠通过抑制NF-κB(Nuclearfactor-κB)激活，减轻脂多糖诱导的微血管炎症反应。

而此路径并不依赖于其抑制NE活性，这说明西维来司钠可以通过抑制NE以外的其他途径发挥抑制炎症反应的作用［12］。

2．3抑制肿瘤发生目前，西维来司钠于肿瘤方面的研究尚少。Wada等［13］体外研究证明，西维来司钠显著减少NE介导的表皮生长因子受体磷酸化和细胞外信号调节激酶1/2(extracellularsignal-regulatedkinase，ERK1/

2)的激活，阻碍促有丝分裂信号转导通路，完全阻滞胃癌TMK-1细胞株释放转化生长因子α，抑制癌细胞的生长。

另外，NE能够促进肿瘤细胞增殖、扩散及转移，与肿瘤的发生、发展以及预后密切相关［14］。

西维来司钠可以通过抑制NE来阻滞肿瘤细胞的增长，也有研究显示西维来司钠可以不依赖抑制NE活性，延缓肿瘤的生长。

因此，关于西维来司钠的肿瘤抑制作用，有待进一步研究。

2．4抑制粘液的分泌西维来司钠能够抑制粘液的分泌，Hiroko等［15］在研究臭氧暴露下介导的食管杯状细胞粘液分泌过多的实验模型，给予西维来司钠能够明显抑制食管细胞的粘液分泌。

但这种抑制只表现于杯状细胞在臭氧暴露下开始，以及之后5h内，而5h之后的抑制作用表现的明显不足。

西维来司钠抑制粘液的分泌的研究尚少，其机制也仅停留在西维来司钠对中性粒细胞活化和NE释放的抑制作用相关。

3西维来司钠的神经保护作用3．1西维来司钠对颅脑损伤的神经保护作用中枢神经系统的很多疾病都伴随着损伤局部及其周围组织的炎症反应，包括脑缺血、脑出血、脑组织炎症反应等。炎症作为一种对脑损伤的应答反应，其中NE发挥了重要作用。

NE在脑损伤中的作用较少报道，目前研究表明其参与颅脑损伤的机制主要表现在破坏血脑屏障，增加血管壁通透性:颅脑损伤后的缺血/缺氧可使脑微血管内皮细胞受损，血管通透性增加，进而使大量中性粒细胞黏附于血管内皮细胞，随后穿越血管内皮，在趋化因子的作用下，向损伤区募集，释放出大量NE。NE除直接破坏受损周围组织的神经细胞外，还可损伤血管内皮细胞、水解脑微血管内皮细胞外基质，从而破坏血脑屏障，增加脑微血管的通透性，加重脑水肿。西维来司钠对NE的抑制作用具有一定的中枢神经保护作用。西维来司钠的中枢神经保护作用国外报道较少，主要集中于国内学者的研究。刘全等［16］研究西维来司钠对大鼠脑出血的神经保护作用实验中显示，西维来司钠发挥保护作用主要通过其对TNF-α的抑制，同时也可能通过抗氧化应激，减轻炎症反应，降低血脑屏障通透性性多种途径保护大鼠脑出血后脑组织。李曼霞等［17］在研究西维来司钠在离体星形胶质细胞缺血性损伤中的作用，发现NE是脑缺血再灌注损伤的一个致病因素，NE抑制剂西维来司钠对星形胶质细胞具有较好的保护作用。我们在研究西维来司钠对高原颅脑损伤的保护作用中发现，高原颅脑损伤后，NE浓度明显升高，且高于同等情况下的平原颅脑损伤。

给予西维来司钠治疗，能充分降低NE浓度，显示出明显的神经保护作用［18］。3．2西维来司钠对脊髓损伤的保护作用脊髓损伤(spinalcordinjury，SCI)的神经学损害可分为两种，即原发性损伤和继发性损伤。前者包括机械压迫、出血、电解质从受损细胞中外溢等，后者包括水肿、炎症反应、局部缺血、生长因子、细胞因子、再灌注等对脊髓产生的损害作用。在SCI继发损伤中，控制炎症反应是促进神经结构和功能恢复的重点研究领域［19］。

西维来司钠的·379·国际神经病学神经外科学杂志2011年第38卷第4期NE抑制作用以及抗炎作用，对脊髓损伤也有较明显的神经保护作用。

研究显示，SCI后随之血管内皮细胞以及血管周围粒细胞开始活化表达CINC-1，CINC-1的自分泌或旁分泌进一步促进周围中性粒细胞的活化，如此恶性循环促使大量中性粒细胞活化，其释放NE和氧自由基对神经元造成严重损伤。西维来司钠能够抑制中性粒细胞活化、减少血管内皮细胞损伤，以及阻断CINC-1及其m-RNA的表达，降低神经元损伤、促进神经功能恢复［20］。

另外，Iwamoto等［21］在研究局部缺血所致的脊髓损伤中，较以往研究相比加大了西维来司钠的用量，结果显示其能够减少运动神经元损伤的同时，也可以降低神经元的凋亡。关于西维来司钠降低SCI神经元凋亡的神经保护作用，Yamauchi等［22］认为，半胱氨酸天冬酶-3(caspase-

3)的激活是神经元凋亡的必要途径，西维来司钠能够抑caspase-3的激活达到抑制神经元凋亡作用。脑源性神经营养因子(brain-derivedneurotrophicfactor，BDNF)是神经元生长的正性相关因子，能够促进神经元的生长、分化和再生，以及促进神经递质的合成、释放。

磷酸化细胞外信号调节激酶(phosphorylatedextracellularsignal-regulatedkinase，p-ERK)是传递丝裂原信号的信号转导蛋白，调节、促进细胞的增