非對稱性二甲基精氨酸和冠狀動脈性心臟病及其危險因素的關系

卜云濤，邊波，萬征

目前有研究表明高血壓、糖代謝異常等情況下，血漿非對稱性二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine，ADMA)濃度升高［1-2］。ADMA 作為內源性一氧化氮合成酶(NOS)的抑制劑，通過抑制一氧化氮(NO)生成可加速動脈粥樣硬化(AS)的進展，加重斑塊的炎癥反應，影響冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)患者的遠期預后［3］。他汀類藥物和冠狀動脈支架置入術(PCI)作為冠心病治療的主要藥物和方法，可以改善患者的預后，但是它們能否降低冠心病患者血漿ADMA濃度，患者的獲益是否與血漿ADMA濃度的改變相關，尚無定論。由于冠心病患者血漿ADMA濃度升高，且濃度越高，遠期心血管事件發生的危險性越大，故探索降低冠心病患者血漿ADMA濃度的治療策略有重要的臨床意義。

1 NO對心血管系統的作用

NO具有重要的舒張血管作用，其可由多種物質刺激產生，如乙酰膽堿、緩激肽、5-羥色胺等，這些物質可誘導產生內皮依賴的血管舒張反應;NO亦可在血管壁承受的剪切力增加時釋放增加，產生血流介導性血管舒張。NO生成后迅速由內皮細胞擴散至其下面的平滑肌細胞，通過激活鳥苷酸環化酶，增加細胞內環磷酸鳥苷的濃度，產生血管舒張效應。

血管內皮抗AS與NO有重大關系［4］。NO通過抑制核因子κB(NF-κB)調節的基因(如編碼粘附分子VCAM-1和ICAM-1的基因)的表達，可以阻止單核細胞和粒細胞粘附于內皮，進而抑制內皮細胞的炎癥反應，發揮抗AS的作用。在斑塊形成過程中，平滑肌細胞被激活后增殖，并從中層遷移至內膜，在這里產生大量的細胞外基質，NO能抑制此過程血管平滑肌細胞的增殖。NO可減少氧化應激，如減少血管超氧自由基生成，阻止低密度脂蛋白(LDL)氧化等。此外，NO還具有一定的抗血小板作用。

2 ADMA 的生成與代謝

2.1 ADMA的生成 ADMA是由含甲基化精氨酸殘基的蛋白質水解生成(圖1)，而非來自游離L-精氨酸的甲基化。參與精氨酸甲基化的酶包括蛋白精氨酸甲基轉移酶Ⅰ和Ⅱ(protein-arginine methyltransferaseⅠ/Ⅱ，PRMTⅠ/Ⅱ)，它們主要存在于血管內皮細胞、平滑肌細胞和單核細胞。含精氨酸殘基的蛋白質在PRMTI和水解酶的催化下生成ADMA和N-甲基-L-精氨酸(NG-minomethyl-L-arginine，L-NMMA)，在 PRMT II和水解酶的催化下生成對稱性二甲基精氨酸(SDMA)和L-NMMA(圖2)。ADMA和L-NMMA有阻滯NOS的生物活性，而SDMA無此作用。血漿中ADMA的濃度是L-NMMA的10倍，對阻滯NOS起主要作用(圖2)。

圖1 ADMA的生成，清除及其與NO生成的關系

圖2 ARGININE，L-NMMA，ADMA，SDMA的化學結構

2.2 ADMA的代謝 大約5%ADMA通過腎臟以原型排出，大部分ADMA在二甲基精氨酸二甲基氨基酸水解酶(DDAH)的作用下代謝為瓜氨酸(citrul-line)和二甲胺(DMA)［5］(圖 1)。因此，DDAH 活性對調節血漿ADMA的水平起著重要的作用，任何導致DDAH活性降低的因素均可引起血漿ADMA濃度的升高。血漿低密度脂蛋白膽固醇、半胱氨酸、血糖濃度的升高和炎癥反應等可通過抑制DDAH的活性，減少ADMA的降解，而使其血漿濃度升高。

3 ADMA與冠心病主要危險因素的關系

AS是冠心病的病理基礎，高血壓、糖尿病、高膽固醇血癥和吸煙等是AS的幾個主要危險因素。研究表明冠心病及其危險因素可使血漿ADMA濃度升高，且血漿ADMA濃度與內皮功能障礙和AS的嚴重程度相關［6-9］，提示 ADMA可能是多種危險因素致AS的一個重要的作用環節。

Boger等［6］通過測定49例高膽固醇血癥患者和31例對照者血漿ADMA濃度發現，高膽固醇血癥患者的血漿ADMA比對照組顯著升高［(2.17±0.15)μmol/L 和(1.03 ± 0.09)μmol/L，P ＜0.05］。Ito等［10］將臍靜脈內皮細胞分別培養于含低密度脂蛋白(LDL)、氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等培養液中，發現 ox-LDL 和 TNF-α 可通過抑制DDAH的活性使ADMA降解減少而蓄積。

原發性高血壓患者血漿ADMA濃度高于正常對照組人群，且隨血壓的升高，ADMA濃度亦有增高的趨勢［1］。Wei等［7］觀察71例未經治療的高血壓患者發現，血漿ADMA濃度與肱動脈血流介導的血管舒張作用呈負相關(r=0.749，P ＜0.001)。原發性高血壓的發病機制尚未完全闡明，遺傳和后天環境所致的內皮功能障礙可能是其發生的始動因素，而ADMA可能參與了這一過程。

Lu等［2］指出，與對照組相比，糖尿病大鼠DDAH的表達及其活性顯著受抑(P＜0.01)，其具有較高的血漿ADMA濃度分別為［(2.352±0.183)μmol/L 和(1.044 ±0.091)μmol/L，P ＜0.01］，并且NO介導的內皮依賴的血管舒張作用下降。Yasuda等［11］報告，在2型糖尿病患者，嚴格地控制血糖能降低血漿ADMA 的濃度從［(4.8±1.5)μmol/L降至(3.5 ±1.1)μmol/L，P ＜0.01］。高血糖、氧化應激以及可能同時存在的胰島素抵抗等是導致糖尿病患者DDAH活性受影響和血漿ADMA濃度升高的主要原因。血漿ADMA濃度對評估2型糖尿病的預后具有重要意義，高ADMA濃度患者發生心血管事件的風險顯著升高(HR:2.37;95%CI:1.05 ～5.35，P=0.038)［12］。此外，還有報告［13-14］表明，糖尿病患者血漿ADMA濃度與糖尿病腎病和視網膜病變等密切相關。

吸煙是心、腦和周圍血管疾病的重要危險因素。煙的燃燒產物非常復雜，大約有幾百種對人體有害的物質，尤其是氧自由基，如烷氧自由基和NO2等，其可導致體內抗氧化物質的大量消耗。理論上講，這些改變可抑制對氧化還原敏感的DDAH的活性，使血漿ADMA濃度升高。但是目前有研究顯示非吸煙者血漿ADMA濃度比吸煙者升高［15-16］。分析原因，可能與入選對象不是健康人群，實驗的影響因素較多有關。Zhang等［17］觀察22例健康男性，吸煙者血漿ADMA濃度比非吸煙者升高80%(P=0.01)，但此研究樣本小。Sobczak 等［18］為排除冠心病，糖尿病，高血壓，腎功能等對實驗結果的影響，選取了168例健康男性，其中被動吸煙者血漿ADMA濃度較正常對照組升高15.4%，主動吸煙者血漿ADMA濃度較正常對照組升高7.7%(P=0.110和P=0.322)，差異無統計學意義。要進一步明確吸煙對ADMA的影響，尚需要進行較大規模的針對健康人群的比較研究。

4 ADMA與冠心病的關系

ADMA作為內源性NOS抑制劑，不僅可以與L-精氨酸競爭NOS的活性部位，抑制NOS活性，還具有與L-精氨酸相同的陽離子氨基酸轉運通路，干擾L-精氨酸轉運入內皮細胞，從而減少NO合成的底物濃度。上述特征均能使內皮細胞合成NO減少，內皮依賴性血管舒張反應降低，NO抗粘附能力下降，單核細胞和粒細胞向內皮粘附，平滑肌增殖，血管超氧自由基生成增多，血小板聚集等，導致粥樣斑塊的形成和發展。Suda等［19］觀察到向小鼠體內長期(4周)注入ADMA可以促發冠狀動脈粥樣斑塊的形成，這一結果不僅與減少NO的生成相關，亦與上調血管緊張素和超氧化物的生成相關。Johannes等［20］將DDAH轉基因小鼠與ApoE缺乏小鼠進行雜交，得到hDDAH+/-小鼠，過度表達hDDAH的小鼠血漿 ADMA濃度較低分別為［(0.46±0.01)μmol/L 和(0.76 ±0.02)μmol/L，P ＜0.001］，血管斑塊的形成減少;在雄性鼠還觀察到斑塊的范圍與血漿ADMA濃度緊密相關。

Lu等［9］研究指出，冠心病患者血漿ADMA濃度較正常對照者顯著升高［(0.66±0.17)μmol/L 和(0.44 ±0.09)μmol/L，P ＜0.001］;冠狀動脈病變積分與血漿ADMA有一定相關性(r=0.518，P＜0.001)。馮薇等［21］在研究冠心病患者 ADMA與頸動脈內膜厚度關系時亦發現，冠心病患者血漿ADMA濃度較正常對照組升高［(1.17±0.32)μmol/L和(0.45 ±0.04)μmol/L，P ＜0.001］。

血漿ADMA水平對遠期心血管事件亦有重要作用預測價值。Cavusoglu等［22］通過測定193例男性急性冠脈綜合征(ACS)患者基線血漿ADMA濃度并隨訪2年內終點事件(全因死亡率、心肌梗死、中風等)的發生情況，應用比例危險率模型計算得出，血漿ADMA水平是全因死亡率(HR:2.45;95%CI:1.08 ～ 5.57，P=0.0325)及心肌梗死(HR:2.28;95%CI:1.14 ～4.57，P=0.0204)的強而獨立預測因子。此外，基線ADMA水平也是復合終點事件(包括全因死亡率，致命及非致命性心肌梗死，中風)的獨立預測因子(HR:1.81;95%CI:1.01 ～ 3.25;P=0.0482)。Wang等［3］通過測定 1011 例接受選擇性心導管檢查者血清ADMA、SDMA、LMMA、L-Arginine和甲基賴氨酸濃度，并對所有受試者隨訪3年，記錄心肌梗死、卒中、死亡等主要事件的發生情況，觀察到血漿 SDMA、ADMA、全部精氨酸甲基化指數［(ADMA+SDMA)/LMMA］的升高可顯著而獨立預測冠心病及主要心血管事件的發生。此外，冠心病患者基線血漿ADMA濃度的高低可以預測支架置入術后發生再狹窄風險的大?。?3］。

高ADMA水平可促進AS，尤其冠心病的發生與發展，且影響冠心病患者的遠期預后，故檢測ADMA水平有可能為患者危險分層提供依據。

5 他汀類藥物和PCI對ADMA濃度影響的研究

他汀類藥物除具有調脂作用外，還具有抗炎抗氧化，改善血管內皮功能，穩定甚至逆轉斑塊等作用。有研究指出他汀類藥物在服藥24 h就可改善冠狀動脈內皮功能［24］。研究表明，瑞舒伐他汀10 mg/d，治療6周，可使高LDL患者血漿ADMA顯著下降［25］。對代謝綜合癥患者進行氟伐他汀80 mg/d，治療6周，可顯著降低血漿 ADMA濃度(P＜0.05)［26］。然而，Young 和 Panichi等的研究卻得出了相反的結論。Young等［27］對23例非缺血性心力衰竭患者進行雙盲交叉設計，并未發現阿托伐他汀40 mg/d，治療6周能降低血漿ADMA的濃度(P=0.25)。Panichi等［28］研究亦未發現辛伐他汀能降低慢性腎功能衰竭患者血漿ADMA的濃度(P=0.88)。因此他汀類藥物是否可降低血漿ADMA濃度，尚未確定。

最近有研究報道，PCI可影響冠心病患者血漿ADMA的濃度。Frobert等［29］測定穩定性心絞痛，非ST段抬高性心肌梗死(NSTEMI)，ST段抬高性心肌梗死(STEMI)患者介入術前，術后即刻和術后24 h血漿ADMA濃度，觀察到，NSTEMI組和STEMI組術后即刻血漿ADMA濃度均較術前升高(P＜0.05)，術后24 h血漿ADMA濃度可有所下降，但是仍高于術前水平。此研究未繼續監測NSTEMI組和STEMI組血漿ADMA濃度是否可隨時間延長進一步下降，或低于術前水平。Ajtay等［30］研究發現支架置入可以使冠心病患者術后1 h及5 d血漿ADMA顯著降低，推測與支架術后氧化應激降低，使DDAH活性升高，降解ADMA增多有關，亦可能與支架置入后，陽離子氨基酸轉運家族將ADMA轉運于細胞內增加相關。但該實驗的研究對象是何種冠心病患者并未說明，故其結果是否可推廣至各種類型的冠心病并不清楚。最近又有研究指出［31］支架置入可使ST段抬高心肌梗死患者術后1 h，5 d血漿ADMA濃度升高，甚至在術后30 d時仍處于升高狀態，這與Frobert等［29］的研究結論相矛盾。有關介入治療對冠心病患者血漿ADMA濃度影響的研究較少，尚處于起步階段，這一治療措施是否可降低血漿ADMA濃度，介入治療使冠心病患者所獲益處是否與血漿ADMA濃度的改變相關，尚無定論，需要進一步的臨床和基礎研究。

6 展望

越來越多的研究表明冠心病及合并有冠心病危險因素的患者血漿ADMA濃度升高，且有較大規模的臨床研究證實［3，22］ADMA可以預測冠心病患者主要心血管事件的發生?；谶@些數據，或可將ADMA用做冠心病患者的危險分層，但也有一些問題需要解決，如目前測定血漿ADMA濃度最精確地方法為高效液相色譜法，但這種測定方法較為復雜，價格昂貴，許多實驗室尚未開展。酶聯免疫吸附法，測定ADMA濃度具有精度高，方便快捷的特點，使測定ADMA濃度的普及成為可能。隨著人們對ADMA在心血管疾病中重要地位的深入研究，ADMA有望成為防治心血管疾病的新靶點。

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