非对称性二甲基精氨酸和冠状动脉性心脏病及其危险因素的关系

卜云涛，边波，万征

目前有研究表明高血压、糖代谢异常等情况下，血浆非对称性二甲基精氨酸(asymmetric dimethylarginine，ADMA)浓度升高［1-2］。ADMA 作为内源性一氧化氮合成酶(NOS)的抑制剂，通过抑制一氧化氮(NO)生成可加速动脉粥样硬化(AS)的进展，加重斑块的炎症反应，影响冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)患者的远期预后［3］。他汀类药物和冠状动脉支架置入术(PCI)作为冠心病治疗的主要药物和方法，可以改善患者的预后，但是它们能否降低冠心病患者血浆ADMA浓度，患者的获益是否与血浆ADMA浓度的改变相关，尚无定论。由于冠心病患者血浆ADMA浓度升高，且浓度越高，远期心血管事件发生的危险性越大，故探索降低冠心病患者血浆ADMA浓度的治疗策略有重要的临床意义。

1 NO对心血管系统的作用

NO具有重要的舒张血管作用，其可由多种物质刺激产生，如乙酰胆碱、缓激肽、5-羟色胺等，这些物质可诱导产生内皮依赖的血管舒张反应;NO亦可在血管壁承受的剪切力增加时释放增加，产生血流介导性血管舒张。NO生成后迅速由内皮细胞扩散至其下面的平滑肌细胞，通过激活鸟苷酸环化酶，增加细胞内环磷酸鸟苷的浓度，产生血管舒张效应。

血管内皮抗AS与NO有重大关系［4］。NO通过抑制核因子κB(NF-κB)调节的基因(如编码粘附分子VCAM-1和ICAM-1的基因)的表达，可以阻止单核细胞和粒细胞粘附于内皮，进而抑制内皮细胞的炎症反应，发挥抗AS的作用。在斑块形成过程中，平滑肌细胞被激活后增殖，并从中层迁移至内膜，在这里产生大量的细胞外基质，NO能抑制此过程血管平滑肌细胞的增殖。NO可减少氧化应激，如减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还具有一定的抗血小板作用。

2 ADMA 的生成与代谢

2.1 ADMA的生成 ADMA是由含甲基化精氨酸残基的蛋白质水解生成(图1)，而非来自游离L-精氨酸的甲基化。参与精氨酸甲基化的酶包括蛋白精氨酸甲基转移酶Ⅰ和Ⅱ(protein-arginine methyltransferaseⅠ/Ⅱ，PRMTⅠ/Ⅱ)，它们主要存在于血管内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞。含精氨酸残基的蛋白质在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对称性二甲基精氨酸(SDMA)和L-NMMA(图2)。ADMA和L-NMMA有阻滞NOS的生物活性，而SDMA无此作用。血浆中ADMA的浓度是L-NMMA的10倍，对阻滞NOS起主要作用(图2)。

图1 ADMA的生成，清除及其与NO生成的关系

图2 ARGININE，L-NMMA，ADMA，SDMA的化学结构

2.2 ADMA的代谢 大约5%ADMA通过肾脏以原型排出，大部分ADMA在二甲基精氨酸二甲基氨基酸水解酶(DDAH)的作用下代谢为瓜氨酸(citrul-line)和二甲胺(DMA)［5］(图 1)。因此，DDAH 活性对调节血浆ADMA的水平起着重要的作用，任何导致DDAH活性降低的因素均可引起血浆ADMA浓度的升高。血浆低密度脂蛋白胆固醇、半胱氨酸、血糖浓度的升高和炎症反应等可通过抑制DDAH的活性，减少ADMA的降解，而使其血浆浓度升高。

3 ADMA与冠心病主要危险因素的关系

AS是冠心病的病理基础，高血压、糖尿病、高胆固醇血症和吸烟等是AS的几个主要危险因素。研究表明冠心病及其危险因素可使血浆ADMA浓度升高，且血浆ADMA浓度与内皮功能障碍和AS的严重程度相关［6-9］，提示 ADMA可能是多种危险因素致AS的一个重要的作用环节。

Boger等［6］通过测定49例高胆固醇血症患者和31例对照者血浆ADMA浓度发现，高胆固醇血症患者的血浆ADMA比对照组显著升高［(2.17±0.15)μmol/L 和(1.03 ± 0.09)μmol/L，P ＜0.05］。Ito等［10］将脐静脉内皮细胞分别培养于含低密度脂蛋白(LDL)、氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等培养液中，发现 ox-LDL 和 TNF-α 可通过抑制DDAH的活性使ADMA降解减少而蓄积。

原发性高血压患者血浆ADMA浓度高于正常对照组人群，且随血压的升高，ADMA浓度亦有增高的趋势［1］。Wei等［7］观察71例未经治疗的高血压患者发现，血浆ADMA浓度与肱动脉血流介导的血管舒张作用呈负相关(r=0.749，P ＜0.001)。原发性高血压的发病机制尚未完全阐明，遗传和后天环境所致的内皮功能障碍可能是其发生的始动因素，而ADMA可能参与了这一过程。

Lu等［2］指出，与对照组相比，糖尿病大鼠DDAH的表达及其活性显著受抑(P＜0.01)，其具有较高的血浆ADMA浓度分别为［(2.352±0.183)μmol/L 和(1.044 ±0.091)μmol/L，P ＜0.01］，并且NO介导的内皮依赖的血管舒张作用下降。Yasuda等［11］报告，在2型糖尿病患者，严格地控制血糖能降低血浆ADMA 的浓度从［(4.8±1.5)μmol/L降至(3.5 ±1.1)μmol/L，P ＜0.01］。高血糖、氧化应激以及可能同时存在的胰岛素抵抗等是导致糖尿病患者DDAH活性受影响和血浆ADMA浓度升高的主要原因。血浆ADMA浓度对评估2型糖尿病的预后具有重要意义，高ADMA浓度患者发生心血管事件的风险显著升高(HR:2.37;95%CI:1.05 ～5.35，P=0.038)［12］。此外，还有报告［13-14］表明，糖尿病患者血浆ADMA浓度与糖尿病肾病和视网膜病变等密切相关。

吸烟是心、脑和周围血管疾病的重要危险因素。烟的燃烧产物非常复杂，大约有几百种对人体有害的物质，尤其是氧自由基，如烷氧自由基和NO2等，其可导致体内抗氧化物质的大量消耗。理论上讲，这些改变可抑制对氧化还原敏感的DDAH的活性，使血浆ADMA浓度升高。但是目前有研究显示非吸烟者血浆ADMA浓度比吸烟者升高［15-16］。分析原因，可能与入选对象不是健康人群，实验的影响因素较多有关。Zhang等［17］观察22例健康男性，吸烟者血浆ADMA浓度比非吸烟者升高80%(P=0.01)，但此研究样本小。Sobczak 等［18］为排除冠心病，糖尿病，高血压，肾功能等对实验结果的影响，选取了168例健康男性，其中被动吸烟者血浆ADMA浓度较正常对照组升高15.4%，主动吸烟者血浆ADMA浓度较正常对照组升高7.7%(P=0.110和P=0.322)，差异无统计学意义。要进一步明确吸烟对ADMA的影响，尚需要进行较大规模的针对健康人群的比较研究。

4 ADMA与冠心病的关系

ADMA作为内源性NOS抑制剂，不仅可以与L-精氨酸竞争NOS的活性部位，抑制NOS活性，还具有与L-精氨酸相同的阳离子氨基酸转运通路，干扰L-精氨酸转运入内皮细胞，从而减少NO合成的底物浓度。上述特征均能使内皮细胞合成NO减少，内皮依赖性血管舒张反应降低，NO抗粘附能力下降，单核细胞和粒细胞向内皮粘附，平滑肌增殖，血管超氧自由基生成增多，血小板聚集等，导致粥样斑块的形成和发展。Suda等［19］观察到向小鼠体内长期(4周)注入ADMA可以促发冠状动脉粥样斑块的形成，这一结果不仅与减少NO的生成相关，亦与上调血管紧张素和超氧化物的生成相关。Johannes等［20］将DDAH转基因小鼠与ApoE缺乏小鼠进行杂交，得到hDDAH+/-小鼠，过度表达hDDAH的小鼠血浆 ADMA浓度较低分别为［(0.46±0.01)μmol/L 和(0.76 ±0.02)μmol/L，P ＜0.001］，血管斑块的形成减少;在雄性鼠还观察到斑块的范围与血浆ADMA浓度紧密相关。

Lu等［9］研究指出，冠心病患者血浆ADMA浓度较正常对照者显著升高［(0.66±0.17)μmol/L 和(0.44 ±0.09)μmol/L，P ＜0.001］;冠状动脉病变积分与血浆ADMA有一定相关性(r=0.518，P＜0.001)。冯薇等［21］在研究冠心病患者 ADMA与颈动脉内膜厚度关系时亦发现，冠心病患者血浆ADMA浓度较正常对照组升高［(1.17±0.32)μmol/L和(0.45 ±0.04)μmol/L，P ＜0.001］。

血浆ADMA水平对远期心血管事件亦有重要作用预测价值。Cavusoglu等［22］通过测定193例男性急性冠脉综合征(ACS)患者基线血浆ADMA浓度并随访2年内终点事件(全因死亡率、心肌梗死、中风等)的发生情况，应用比例危险率模型计算得出，血浆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)的强而独立预测因子。此外，基线ADMA水平也是复合终点事件(包括全因死亡率，致命及非致命性心肌梗死，中风)的独立预测因子(HR:1.81;95%CI:1.01 ～ 3.25;P=0.0482)。Wang等［3］通过测定 1011 例接受选择性心导管检查者血清ADMA、SDMA、LMMA、L-Arginine和甲基赖氨酸浓度，并对所有受试者随访3年，记录心肌梗死、卒中、死亡等主要事件的发生情况，观察到血浆 SDMA、ADMA、全部精氨酸甲基化指数［(ADMA+SDMA)/LMMA］的升高可显著而独立预测冠心病及主要心血管事件的发生。此外，冠心病患者基线血浆ADMA浓度的高低可以预测支架置入术后发生再狭窄风险的大小［23］。

高ADMA水平可促进AS，尤其冠心病的发生与发展，且影响冠心病患者的远期预后，故检测ADMA水平有可能为患者危险分层提供依据。

5 他汀类药物和PCI对ADMA浓度影响的研究

他汀类药物除具有调脂作用外，还具有抗炎抗氧化，改善血管内皮功能，稳定甚至逆转斑块等作用。有研究指出他汀类药物在服药24 h就可改善冠状动脉内皮功能［24］。研究表明，瑞舒伐他汀10 mg/d，治疗6周，可使高LDL患者血浆ADMA显著下降［25］。对代谢综合症患者进行氟伐他汀80 mg/d，治疗6周，可显著降低血浆 ADMA浓度(P＜0.05)［26］。然而，Young 和 Panichi等的研究却得出了相反的结论。Young等［27］对23例非缺血性心力衰竭患者进行双盲交叉设计，并未发现阿托伐他汀40 mg/d，治疗6周能降低血浆ADMA的浓度(P=0.25)。Panichi等［28］研究亦未发现辛伐他汀能降低慢性肾功能衰竭患者血浆ADMA的浓度(P=0.88)。因此他汀类药物是否可降低血浆ADMA浓度，尚未确定。

最近有研究报道，PCI可影响冠心病患者血浆ADMA的浓度。Frobert等［29］测定稳定性心绞痛，非ST段抬高性心肌梗死(NSTEMI)，ST段抬高性心肌梗死(STEMI)患者介入术前，术后即刻和术后24 h血浆ADMA浓度，观察到，NSTEMI组和STEMI组术后即刻血浆ADMA浓度均较术前升高(P＜0.05)，术后24 h血浆ADMA浓度可有所下降，但是仍高于术前水平。此研究未继续监测NSTEMI组和STEMI组血浆ADMA浓度是否可随时间延长进一步下降，或低于术前水平。Ajtay等［30］研究发现支架置入可以使冠心病患者术后1 h及5 d血浆ADMA显著降低，推测与支架术后氧化应激降低，使DDAH活性升高，降解ADMA增多有关，亦可能与支架置入后，阳离子氨基酸转运家族将ADMA转运于细胞内增加相关。但该实验的研究对象是何种冠心病患者并未说明，故其结果是否可推广至各种类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术后1 h，5 d血浆ADMA浓度升高，甚至在术后30 d时仍处于升高状态，这与Frobert等［29］的研究结论相矛盾。有关介入治疗对冠心病患者血浆ADMA浓度影响的研究较少，尚处于起步阶段，这一治疗措施是否可降低血浆ADMA浓度，介入治疗使冠心病患者所获益处是否与血浆ADMA浓度的改变相关，尚无定论，需要进一步的临床和基础研究。

6 展望

越来越多的研究表明冠心病及合并有冠心病危险因素的患者血浆ADMA浓度升高，且有较大规模的临床研究证实［3，22］ADMA可以预测冠心病患者主要心血管事件的发生。基于这些数据，或可将ADMA用做冠心病患者的危险分层，但也有一些问题需要解决，如目前测定血浆ADMA浓度最精确地方法为高效液相色谱法，但这种测定方法较为复杂，价格昂贵，许多实验室尚未开展。酶联免疫吸附法，测定ADMA浓度具有精度高，方便快捷的特点，使测定ADMA浓度的普及成为可能。随着人们对ADMA在心血管疾病中重要地位的深入研究，ADMA有望成为防治心血管疾病的新靶点。

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