腺苷脱氨酶同工酶的生化特性和临床应用

李方知* 黄广雄 卢峰岳 江万航

（广州市胸科医院 急诊科，广东 广州 510095）

腺苷脱氨酶同工酶的生化特性和临床应用

李方知* 黄广雄 卢峰岳 江万航

（广州市胸科医院 急诊科，广东 广州 510095）

腺苷脱氨酶（adenosine deaminase，ADA）有2种同工酶，即ADA1和ADA2。ADA催化腺苷和脱氧腺苷脱氨，从而使腺苷和脱氧腺苷减少。本文对ADA同工酶生化特性和免疫调节作用的研究现状，还有ADA同工酶在严重复合性免疫缺陷症、类风湿关节炎、结核性胸积液、类肺炎胸积液和艾滋病等疾病的诊断意义和可能的发病机制作一简要综述。

腺苷脱氨酶；同功酶；腺苷

腺苷脱氨酶（adenosine deaminase ，ADA）有2种同工酶，即ADA1和ADA2。一个ADA活性单位是指在测试特定条件下每分钟脱氨1μmole腺苷成为次黄苷。红-9-（2-羟基-3-壬烷基）腺嘌呤（EHNA）能完全抑制ADA1活性，但ADA2对EHNA抑制作用不敏感[1]。通过是否加入EHNA，测定总ADA活性和ADA2活性，然后通过总ADA活性减去ADA2活性得出ADA1活性。ADA催化腺苷和脱氧腺苷脱氨，分别转化为次黄苷和脱氧次黄苷，从而使腺苷和脱氧腺苷减少。而腺苷作为内源性信号转导分子，通过结合到细胞上的腺苷受体，调节细胞内的环磷酸腺苷水平，在生理和病理条件下都有重要作用[2]。ADA同工酶还有酶以外的功能，即使失去了催化活性，ADA同工酶仍然有参与调节免疫的功能。本文对ADA同工酶生化特性和免疫调节作用的研究现状，还有ADA同工酶在严重复合性免疫缺陷症、类风湿关节炎、结核性胸积液、类肺炎胸积液和艾滋病等疾病的诊断意义和可能的发病机制作一简要综述。

1 ADA同工酶生化特性和免疫调节作用

1.1 同工酶ADA1普遍存在于人体各种细胞内，其中以淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞活性最高。其最适pH为7～7.5。生物体内的pH值对ADA1发挥作用是适宜的。ADA1的米氏常数（km）为5.2×10-5M。ADA1的km较小和它的最适pH覆盖人体生理pH，使得ADA1在生物体内具很高的脱氨效率，使血液腺苷浓度维持在0.1微摩尔/升的低水平。ADA1对腺苷及脱氧腺苷的亲和力相似。ADA1酶以外的功能。ADA1能促进CD4+T细胞增殖，这一功能不需要依靠酶的作用。因为即使ADA1被coformycin抑制催化腺苷的功能后，仍然能促进CD4+T细胞增殖[3]。

1.2 与ADA1普遍存在于人体各种细胞内不同，Ungerer[4]检测正常人全身各种细胞，发现仅单核巨噬细胞含有ADA2。Iwaki等[5]用卟啉醇肉豆蔻酸乙酸酯联合钙离子载体刺激体外培养的人外周血单核细胞，激活的单核细胞能胞外分泌ADA2。ADA2的米氏常数（km）为200×10-5M，最适pH为6.5，适宜pH为5.5～7.0。ADA2且对脱氧腺苷的亲和力较弱（脱氧腺苷与腺苷的比值大约为0.25），这一特点使ADA2以催化腺苷脱氨为主[6]。ADA2酶以外的功能。和单核细胞共同培养下，ADA2能促进CD4+T细胞增殖，这一功能同样不需要依靠ADA2酶的活性。这一功能可能是通过ADA2作为协同刺激因子，结合到单核细胞和CD4+T细胞上的受体，增加了单核细胞和CD4+T细胞的相互作用[3]。ADA2具有ADA1没有的功能：ADA2能诱导单核细胞分化成巨噬细胞，并且使巨噬细胞增殖。而ADA1则不能诱导单核细胞分化成巨噬细胞[3]。

1.3 ADA1和ADA2的不同生化特性，使它们能在不同的环境下发挥作用。如在血液里，由于血液腺苷浓度低而且是弱碱性，所以是ADA1起主要作用，而ADA2起作用少。而急性炎症病灶的腺苷浓度高，且呈弱酸性，适合ADA2起作用。

2 ADA同工酶在疾病中表现和临床应用

2.1 严重复合性免疫缺陷症。ADA1缺陷导致严重复合性免疫缺陷症，其患者的红细胞中检测不到ADA活性（因为ADA2不存在红细胞，所以一旦ADA1缺陷，红细胞就检测不到ADA活性）。而其血液中却能检测到远低于正常值ADA活性，而血清中这部分ADA活性实际上是ADA2活性。因为ADA2在腺苷浓度较高时才起作用，且对脱氧腺苷的亲和力较弱，所以ADA1缺陷使腺苷和脱氧腺苷蓄积，导致T细胞和B细胞的缺陷，从而引起免疫功能异常[7]。

2.2 类风湿关节炎。Nakamachi[8]报道在类风湿关节炎患者的关节液总ADA活性和ADA1活性都高于骨性关节炎。类风湿关节炎患者的关节所有细胞中，成纤维细胞ADA1活性最高，其ADA1活性高过其它细胞10倍。类风湿关节炎患者的关节成纤维细胞ADA1活性比骨性关节炎高5倍，显示成纤维细胞ADA1活性的高水平是类风湿关节炎的特征。小剂量甲氨蝶呤治疗类风湿关节炎的作用机制之一，通过甲氨蝶呤抑制ADA1活性，使腺苷分解代谢减少，腺苷浓度上升诱导免疫抑制而治疗类风湿关节炎。提示ADA1活性升高可能是类风湿关节炎发病机制之一。

2.3 结核性胸积液的鉴别。结核性胸积液和类肺炎胸积液的总ADA活性都明显高于肿瘤性胸积液[9]，所以测量总ADA活性可作为结核性胸积液、类肺炎胸积液和肿瘤性胸积液的鉴别诊断。在结核性胸积液，总ADA活性主要由ADA2组成，大概占88%，ADA2活性高，可能是在结核感染中，巨噬细胞分泌所致；而类肺炎胸积液总ADA活性主要由ADA1组成，大概占70%，这可能是因为类肺炎胸积液有大量的中性粒细胞，而中性粒细胞含有较多的ADA1。所以测定ADA1和 ADA2可鉴别结核性胸积液和类肺炎胸积液[10]。

2.4 艾滋病。Tsuboi[1]报道艾滋病和HIV-1阳性者的血清ADA1和ADA2活性明显高于HIV-1阴性者（P＜0.001）。艾滋病患者的ADA2活性明显高于HIV-1阳性者（P＜0.01），而ADA1活性在这两组中无明显差异。ADA2活性升高可能是病毒侵犯单核巨噬细胞所致[11]。在T细胞激活过程中，ADA1和细胞表面的CD26结合起了协同刺激作用。而HIV的一种糖蛋白gp120能阻止ADA1和CD26结合[12]，从而明显减少了ADA1和CD26结合所致的协同刺激作用和细胞因子的生成。gp120的这种作用可能和艾滋病发病机制高度相关[13]。

总之，ADA同工酶在生理和病理活动中起重要作用。而在以上疾病中，ADA同工酶活性的有不同变化，从而为诊断提供了参考依据。对ADA同工酶特性和其和这些疾病关系的进一步研究，将更好地了解ADA同工酶在发病机制中的作用，提高ADA同工酶对这些疾病的诊断价值。

[1] Tsuboi I,Sagawa K,Shichijo S,et al.Adenosine deaminase isoenzyme levels in patients with human T-cell lymphotropicvirus type 1 and human immunodeficiency virus type 1 infections[J].Clin Diagn Lab Immuno,1995,2(5):626-630.

[2] Drygiannakis I,Ernst PB,Lowe D,et al.Immunological alterations mediated by adenosine during host-microbialinteractions[J]. Immunol Res,2011,50(1):69-77.

[3] Zavialov AV,Gracia E,Glaichenhaus N,et al.Human adenosine deaminase 2 induces differentiation of monocytes into macrophages and stimulates proliferation of T helper cells and macrophages[J].J Leukoc Biol,2010,88(2):279-90.

[4] Ungerer JP,Oosthuizen HM,Bissbort SH,et al.Serum adenosine deaminase:isoenzymes and diagnostic application[J].Clin Chem, 1992,38(7):1322-6.

[5] Iwaki-Egawa S,Namiki C,Watanabe Y.Adenosine deaminase 2 from chicken liver:purification,characterization,andN-terminal amino acid sequence[J].Comp Biochem Physiol B Biochem Mol Biol,2004,137(2):247-54.

[6] Gakis C.Adenosine deaminase (ADA) isoenzymes ADA1 and ADA2:diagnostic and biologicalrole[J].Eur Respir J,1996,9(4): 632-3.

[7] Hershfield MS.New insights into adenosine-receptor-mediated immunosuppression and the role ofadenosine in causing the immunodeficiency associated with adenosine deaminasedeficiency[J].Eur J Immunol,2005,35(1):25-30.

[8] Nakamachi Y,Koshiba M,Nakazawa T,et al.Specific increase in enzymatic activity of adenosine deaminase 1 in rheumatoidsynovial fibroblasts[J].Arthritis Rheum,2003,48(3):668-74.

[9] Shibagaki T,Hasegawa Y,Saito H,et al.Adenosine deaminase isozymes in tuberculous pleural effusion[J].J Lab Clin Med,1996, 127(4):348-52.

[10] Ungerer JP,Oosthuizen HM,Retief JH,et al.Significance of adenosine deaminase activity and its isoenzymes in tuberculouseffusions[J].Chest,1994,106(1):33-7.

[11] Gakis C,Calia G,Naitana A,et al.Serum adenosine deaminase activity in HIV positive subjects.A hypothesis on the significance of ADA2[J].Panminerva Med,1989,31(3):107-13.

[12] Valenzuela A,Blanco J,Callebaut C,et al.Adenosine deaminase binding to human CD26 is inhibited by HIV-1 envelopeglycoprotein gp120 and viral particles[J].J Immunol,1997,158(8):3721-9.

[13] Martinez-Navio JM,Climent N,Pacheco R,et al.Immunological dysfunction in HIV-1-infected individuals caused by impairment ofadenosine deaminase-induced costimulation of T-cell activation [J].Immunology,2009,128(3):393-404.

R115

A

1671-8194（2013）31-0056-02

广州市医药卫生科技一般引导项目(2012A011086)

*通讯作者：E-mail:lifound@21cn.com