重大心血管事件昼夜节律机制的发现与临床启示——卜军教授

卜军教授团队前期主要通过尸检的基础病理学和分子影像学研究，发现致心梗猝死的易损斑块影像学新特征，这一发现发表在2014年《JACC》杂志上，同时也写入了欧洲影像学指南。

团队进一步依据尸检的病理和临床研究建立了斑块新型分类和早期诊断流程，被写入世界心血管病学最具权威性的经典内科学教科书，并在教科书“冠脉影像生理学”一章中原版引用文章插图。

通过大规模流行病学调查发现，无论是心脏性猝死、心肌梗死还是卒中的发生都有昼夜节律性，特别是在凌晨的8-12时出现发病高峰。

生物昼夜节律与肿瘤和心血管事件发生明确相关，从进化的角度来看，整个生物都呈现与地球自转同步的时长，即24小时节律性的生物行为。但是当代在疾病的预防、诊断和治疗用药的过程中，昼夜节律的视角常被忽略，这也有可能是目前疾病管控现状“欠佳”和不精准的一个根源。卜军教授团队对此提出，是否能够从生物节律里找到心血管保护新线索和靶点。

早期研究发现，同样的情况下，清晨发病的心肌梗死较晚上发病的心肌梗死有更大的梗死面积和更严重的心肌微循环障碍。心血管事件不仅包括血管疾病、心肌疾病，血栓的形成也是心脑血管事件里重要的一环。

为了找到人类心脑血管血栓性事件在清晨高发的原因，研究人员在不同时间把人血小板取出评估哪个时间段的活性更高，更容易形成血栓。结果发现血小板在早上9时形成血栓的能力最强。通过分子组学研究发现，在人血小板激活过程中，生物钟调控回路在血小板的生物活性里排在最前列。

人类日出而作，日落而息的生活节律以及在这过程中体温、心率、激素等指标都受生理时钟调控。在生理时钟调控里最主要的核心基因是BMAL和CLOCK基因，转录辅因子是PER、CRY，生理时钟核受体包括ROR、Rev-ErB两种。

研究发现人血小板有明确的时钟受体存在，血小板从静息态到激活态时，可以看到时钟受体会从细胞中央跑到血小板周围，发生血栓需要血小板之间聚集成团，时钟受体聚到血小板膜后更有利于血小板之间的聚集，从而更易形成血栓。

研究还发现，人血小板时钟受体的表达和活性随着昼夜节律有非常明显的震荡表现，在早上9时活性最强，而临床上血栓性事件的发生同样是在清晨最多，因此二者是相互关联的。

将急性心肌梗死患者的血小板取出观察其时钟受体的活性情况，发现急性心肌梗死患者血小板的时钟受体表达活性明显增强，且昼夜震荡的幅度也更大，同时发现患者血栓形成的昼夜节律高峰在清晨时更明显。

研究者进行动物实验发现，在小鼠的血小板里同样有时钟受体的表达，而且把小鼠血小板激活后，其时钟受体也是从血小板的中心跑到血小板外周。小鼠的生活规律是晚上活动，白天休息，可以看到小鼠血小板里的时钟受体震荡是在夜昼转换的时候。如果把小鼠血小板里的时钟受体去除，那么这个小鼠形成血栓的节律震荡就会消失，一天24小时内形成血栓能力都一样。

通过小鼠血栓模型发现，如果把时钟受体去除，这种小鼠就不容易形成动脉或静脉血栓。另外，通过小鼠急性心肌梗死模型发现，时钟受体去除以后，小鼠心肌微血管里的血栓会明显减少，小鼠心功能会得到明显改善。

如果把小鼠的血小板完全去除，然后再重新输入携带时钟受体的血小板，这种小鼠会更容易发生动脉血栓和静脉血栓。

进一步研究发现，时钟受体与氯比格雷或替格瑞洛作用机制相似，都是经由P2Y12受体通路起作用。

通过以上实验结果，研究人员试图找到一种分子化合物，它可以跟人血小板里的时钟受体结合，从而抑制血小板活性。卜军教授团队通过分子docking设计，发现SR8278这种小分子化合物可以跟血小板里面的Met166相结合。在小鼠身上进行一系列研究发现，这种小分子化合物有很强的抑制血小板聚集的作用。继而在人血小板进行一系列研究，结果发现，SR8278的抑制作用具有浓度依赖性。

血小板的聚集通过其相互之间的触角“拥抱”，从而形成血栓。研究发现，时钟受体通过影响血小板里的骨架蛋白来影响血小板的突触形成，也就是时钟受体能够影响血栓的形成。

既然血栓性事件与血小板的昼夜节律有关，那么在心血管用药时，是否在血小板聚集最强之前用药最合适？

人在熬夜或倒班工作后，会增加心脑血管事件，包括心血管、脑血管和大动脉的事件。研究发现，睡眠时间或相位变化，即使睡眠总时间保持不变，也会昼夜节律失调导致代谢功能紊乱。

研究者通过1000多例急性心肌梗死者心脏磁共振库，利用前瞻性磁共振影像学来分析倒班工作和不倒班工作的人，评估最终临床预后有何区别。

倒班工作的定义：一个人的工作过程中，有一段时间是在22时到凌晨6点这样的循环，则其定义从事倒班工作。

1000多例磁共振影像库里排除已经退休或者已经不再从事倒班工作者，最终纳入420个样本量。结果显示，与非倒班工作者相比，倒班工作者一旦发生心肌梗死，其梗死面积明显增加，而且也更容易形成微循环障碍。

因为倒班工作者与非倒班工作者的基线有所差别，研究者又采用了机械配对的方法使两者基线一致，结果显示以上差异仍然是明确存在的。

二者相比较

非倒班工作者：

无对比剂充盈缺损，提示心肌组织灌注良好

MRI：坏死区域占左室容积10%

倒班工作者：

对比剂充盈缺损，提示心肌组织水平灌注障碍

MRI：坏死区域占左室容积37%

随访5年发现，倒班工作者有更高的心血管事件发生，同时发现猝死和再梗死事件没有明显区别，最主要区别体现在心衰上，倒班工作者心衰发生率是非倒班工作者的2.7倍。

造成倒班工作者心肌梗死面积增加和预后不良的机制，最主要的是通过影响心肌昼夜震荡的炎症反应和氧化应激，造成心肌再灌注损伤加重。同时，《JACC》一篇文章也提到两点：一是倒班工作等昼夜节律紊乱应该作为急性心肌梗死的危险分层指标；二是为了倒班工作者的健康，我们是否应该改变倒班工作的时长或者频率。

研究发现腹主动脉瘤破裂与昼夜节律高度相关，通常发生在早晨，高峰在10时左右，整个过程在8时-12时。同时发现经常熬夜的患者更容易发生腹主动脉瘤破裂。

通过生物信息分析发现在腹主动脉瘤发生、发展过程中，昼夜节律调控回路排名在最前列。而且可以看到在血管组织里，生物钟调控受体排在首位。同时发现人的4种高表达核受体里有3种都与昼夜节律有关，提示腹主动脉瘤的发生发展跟昼夜节律关系很大。

在两种腹主动脉瘤的模型中把时钟受体去除后，腹主动脉瘤会明显减少。通过一系列的转录组学和代谢组学，发现在昼夜节律调控过程中，最突出的是三羧酸循环通路，这一通路里最主要的是Aco2关键基因。Aco2下游的α-酮戊二酸是三羧酸循环中重要的代谢中间产物，是连接细胞内碳-氮代谢的关键节点，在循环中的位置位于异柠檬酸之后以及琥珀酰辅酶A之前。在这一部位，回补反应可通过自谷氨酸的转氨基作用产生α-酮戊二酸而达到补充中间代谢产物目的。

研究制定了两个方案，第一，在制作腹主动脉瘤模型的同时给予α-酮戊二酸；第二，在小鼠造了7天模型已经形成腹主动脉瘤后，再给予α-酮戊二酸，观察其对已经形成腹主动脉瘤的干预作用。最终从预防和干预的角度来看，α-酮戊二酸有强大的抑制腹主动脉瘤的进展和发生的作用。

卜军教授团队开展了两项昼夜节律相关的临床研究：

《Circulation》杂志报道了该研究结果：在腹主动脉瘤发生和破裂的过程中，昼夜节律扮演了非常重要的角色，通过血管里的时钟受体影响三羧酸循环的关键代谢酶，即Aco2，如果恢复三羧酸循环里的下游代谢物α-酮戊二酸以后，能够明显地抑制腹主动脉瘤的发生。

近年来，有关熬夜猝死的新闻屡见不鲜，但很多人的睡眠习惯仍然照旧，加班、学习、娱乐、失眠……熬夜的理由各不相同，不仅带来心血管事件风险的增加，焦虑、肥胖、内分泌失调等问题一样突出，为了健康，首先应该从遵循自然规律开始，早睡早起。