成就了3个诺贝尔奖的药究竟有何用?
一位医学大家曾说过:“医药学是一门青春学科,每天都在迅猛地进展,推陈出新,也不断地在肯定中之否定,或在否定中之肯定”。用这句话来概括β受体阻断剂的经历再确切不过了。其跌宕起伏的故事奠定了它牢不可破的江湖地位,被尊为“200年来继发现洋地黄后的最伟大发现”。百年间和它相关的诺贝尔奖就有3次,缔造了4位诺贝尔生理学与医学奖得主。
一类药缔造了4位诺贝尔生理学与医学奖得主
1906年,一位毕业于剑桥大学的年轻英国住院医生,他对动物(猫、狗、兔、猴)了如指掌恰似庖丁解牛,这一年他发表论文,第一次系统描述了肾上腺素能受体。指出麦角中含有组胺和乙酰胆碱等“活性成分”,能对抗肾上腺升高血压的作用。但他对两种相反结果十分困惑,推测这很可能源于不同的媒介或许就是广泛存在于动物血管、脾、胆囊等部位的某些物质。此后,他和奥地利格拉茨大学药理学博士继续攻坚,在研究神经突触的道路上锲而不舍。在接下来的15年中,先后发表了14篇论文,发现人体副交感神经递质(传递兴奋的物质)是乙酰胆碱,交感神经递质是肾上腺素,论述了它们在神经脉冲传输过程中的种种作用。该发现惊动了医学界,为表彰他们在神经冲动的化学介质上的贡献,1936年授予他们诺贝尔生理学和医学奖,成为诺贝尔奖的一段传奇。1948年,美国药理学家通过大量动物试验指出,肾上腺素能受体可能分为两类,一类α肾上腺素能受体,与血管收缩、瞳孔扩张、肠道平滑肌松弛有关,另一类β肾上腺素能受体,与血管舒张、心肌细胞收缩力和心脏传导速率有关。
1954年,β受体阻滞剂首开先河,但第一个药品丙奈洛尔上市不到2年,因具致癌性而被临床淘汰。1956年,英国又发明另一β受体阻滞剂安他唑啉(心得宁),用于心绞痛急性发作,同时也证实了阿尔奎斯特的受体分型理论。这项发明举世瞩目,被认为是20世纪医学界最重要的成就之一,于1988年斩获β受体领域第2个诺贝尔奖。
1967年,在大鼠棕色脂肪细胞中发现了第三种亚型,被命名是β3受体。最新突破是由罗伯特莱夫科维奇和布莱恩科比尔卡实现的。两人发现了β受体与细胞结构间的相互作用、受体动态调节和脱敏机制。他们最终在2007年描绘出了β2受体的三维结构。2012年第3块诺贝尔生理学和医学奖牌众望所归。
一场彻底颠覆传统观念的学术之争
1965年1月,英美两家公司联合上市了第三个β受体阻断剂普萘洛尔(心得安),1974年上市了噻吗洛尔,1976年阿替洛尔又相继问世,但这些药可降低心肌的收缩性、自律性、传导性和兴奋性,减慢心率,减少每次心脏搏动的输出量和心肌耗氧量,由于上述药对心脏的负性作用(减弱心脏搏动和收缩力、减慢心电传导、减少心率),因此,临床上规定不能用于心力衰竭、心肌梗死,尤其是急性或充血性心力衰竭者禁用。
陆续的大样本研究结论证实,高选择性β受体阻滞剂能降低心室肌的重量和容量,改善心室形状,改善心肌重塑(心肌功能障碍)的发展,降低心力衰竭者的心血管事件和死亡率,减少住院率。这种与长期治疗截然不同的效应被认为是β受体阻滞剂具有改善内源性心肌功能的“生物学效应”。彻底颠覆了传统观念,从否定转弯180度到肯定,成为一大奇谈。
目前,利尿剂、β受体阻滞剂、醛固酮受体阻断剂,血管紧张素转换酶抑制剂成为对抗心力衰竭的“四大天王”,不过最好应用对心脏选择性高的倍他洛尔、比索洛尔、美托洛尔、阿替洛尔、卡维地洛,并控制好血压和心率,及早利尿。
β受体阻断剂的分类
根据受体选择性的不同,可分为3类:
(1) 非选择性药:如普蔡洛尔,竟争性阻断β1和β2受体,进而导致对糖、脂代谢和肺功能的不良影响。
(2) 选择性药:如比索洛尔、倍他洛尔、美托洛尔和阿替洛尔,特异性阻断β1受体,对β2受体的影响相对较小。适于肺部疾病者或外周循环受损的患者。
(3)具有周围血管舒张功能药:通过阻断α1受体,产生周围血管舒张作用的卡维地洛、拉贝洛尔;及通过激动β3受体而增强一氧化氮释放产生周围血管舒张作用的奈必洛尔。
β受体阻断剂的功效
β受体阻断剂通过降低交感神经活性,减轻由β受体兴奋介导所出现的心律失常、高血压、心绞痛及心肌梗死。β受体阻断剂有几十种,在治疗抗心律失常和心肌缺血上作用相同,但药物之间在β受体选择性、血管扩张作用及膜稳定性上存在差异。
(1) 作为唯一能降低心脏性猝死而降低死亡率的抗心律失常药。
(2) 降低交感神经过度兴奋,改善心脏功能和增加左心室射血分数,降低心排血量,减少肾素分泌而抑制肾素-血管紧张素-醛固酮系统,改善压力感受器的血压调节功能,降低血压,可与其他一线抗高血压药联合,控制血压或心律。
(3) 对抗心绞痛或心肌梗死,通过:①降低心肌收缩力、心率,降低心肌耗氧量;②缩小梗死心肌范围,减少致命性心律失常;③长期应用可提高患者生存率。适用于稳定型心绞痛者、伴陈旧性心肌梗死者。
(4) 抑制心肌重构,改善左室功能,进一步降低死亡率、降低心脏猝死率。适用于所有慢性收缩性心力衰竭、心功能Ⅰ-Ⅲ级的患者。
作者:
北京大学第四临床医学院,北京积水潭医院 张石革