晚期糖化產(chǎn)物相關指標的臨床檢測與心血管疾病

南禧辰，惠玙菲，裴靜怡，張婷，胡亮亮，楊陽

（西安醫(yī)學院 藥學院 藥物研究所，陜西西安 710021）

晚期糖化終末產(chǎn)物（Advanced Glycation End Products，AGEs）是一類異質(zhì)性的非酶糖基化產(chǎn)物。經(jīng)典的AGEs形成途徑是由還原糖的羰基和蛋白質(zhì)、肽、核酸、脂類的氨基之間的親核加成，形成不穩(wěn)定的Schiff’s堿，然后重新排列形成相對穩(wěn)定的Amadori產(chǎn)物。Amadori產(chǎn)物非常容易氧化（糖化氧化）和非氧化降解、裂解和共價結合，從而產(chǎn)生反應性二羰基化合物，它們比糖對生物分子（主要是蛋白質(zhì)）的破壞性更大，最終產(chǎn)生的交聯(lián)聚合物稱為AGEs[1]。

1 AGEs相關指標在心血管疾病中的病理意義

AGEs可通過細胞外基質(zhì)蛋白（彈性蛋白和膠原蛋白）的交聯(lián)引起血管功能障礙，產(chǎn)生血管硬化、心臟纖維化和舒張功能障礙。其他蛋白質(zhì)，如低密度脂蛋白（LDL），也容易被AGEs修飾形成交聯(lián)結構：單核細胞來源的巨噬細胞攝取糖化的LDL，刺激泡沫細胞的形成，從而誘發(fā)動脈粥樣硬化。此外，AGEs通過降低一氧化氮（NO）的生物利用能力和抑制內(nèi)皮細胞NO合酶（即抑制抗氧化防御）來促進血管功能障礙[2,3]。

糖化反應的一個重要步驟是在糖基化的所有階段和途徑中生成反應性中間產(chǎn)物——二羰基化合物。MGO、乙二醛（GO）和3-脫氧葡萄糖酮（3-DG）已被確定為主要的二羰基化合物，這些AGEs前體與蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA之間的反應會產(chǎn)生AGEs。其中，MGO是研究最為廣泛的二羰基化合物，它可能通過多種機制導致糖尿病心血管疾病，如在動脈粥樣硬化斑塊中，MGO誘導壞死核心的生長，使斑塊易于破裂[4]。

晚期糖化終末產(chǎn)物受體（Receptor for Advanced Glycation End Products，RAGE ）是免疫球蛋白超家族的跨膜受體，在多種細胞中表達（包括內(nèi)皮細胞、單核細胞和血管平滑肌細胞），有3種亞型（全長RAGE、N端-截短RAGE和C端-截短RAGE）。RAGE是一種多配體受體，與多種配體相互作用，包括AGEs、S100鈣結合蛋白家族、高遷移率族框1蛋白（High Mobility Group Box-1 protein，HMGB1）、β淀粉樣肽和β2整合素。RAGE與其配體的結合可通過激活核因子κB、釋放細胞因子、表達黏附分子和生成活性氧來放大炎癥反應和組織損傷，是導致心血管疾病等慢性疾病的發(fā)病機制之一[5]。

（1）C端-截短RAGE是一種可溶性片段，被稱為晚期糖化終末產(chǎn)物的人類可溶性受體（soluble RAGE，sRAGE），sRAGE主要是由膜結合RAGE的蛋白水解（裂解）形成的。由于與AGEs結合的能力以及細胞內(nèi)信號轉導的缺乏，sRAGE可以阻止全長RAGE的激活，并減少炎癥損傷。研究表明，AGEs與糖尿病發(fā)病率和流行率以及心血管疾病風險因素呈正相關。然而，sRAGE與糖尿病和心血管風險因素的關聯(lián)方向因人群類型而異，在有糖尿病病史的患者群體中，sRAGE與不良后果呈正相關[6]。（2）由RAGE基因選擇性剪接產(chǎn)生的分泌型、非膜結合型受體形成的RAGE被稱為內(nèi)源性分泌型RAGE（endogenous secretory RAGE，esRAGE）。esRAGE可能有助于去除或中和循環(huán)配體，因此通過與細胞表面RAGE競爭配體結合而起到誘餌的作用。

2 心血管病患中AGEs相關指標的臨床檢測及意義

2.1 糖尿病合并心血管疾病

MGO是一種活性二羰基化合物，在糖尿病心血管疾病中具有潛在的關鍵作用。研究表明，MGO是2型糖尿病患者內(nèi)膜中層厚度（Intima-Media Thickness，IMT）增厚、脈搏波速度（Pulse Wave Velocity，PWV）升高和收縮壓（Systolic Blood Pressure，SBP）升高的預測因子[7]。血漿MGO和GO水平與2型糖尿病患者的心血管死亡率相關。因此，影響二羰基化合物水平可能是降低2型糖尿病患者心血管疾病（Cardiovascular Disease，CVD）的方法[8]。類似的，血漿MGO水平與1型糖尿病患者的心血管事件也有關。MGO至少可以部分解釋1型糖尿病患者CVD風險增加的原因[9]。另外，在1型和2型糖尿病受試者中，隨著血清sRAGE水平的增加，CVD事件的風險越來越高[10]。sRAGE相關的腎功能不全可能部分解釋了這種關聯(lián)[11]。而前驅糖尿病受試者表現(xiàn)出顯著降低的esRAGE水平和升高的炎癥標志物水平，這些改變與心血管疾病的早期標志物有關[12]。

YANG等[13]的研究表明，高血壓患者的組織AGEs水平高于健康人，在合并糖尿病和冠心病的高血壓患者中更為顯著。組織AGEs水平與動脈彈性異常相關，組織AGEs可能對評估血管風險有重要作用。

心血管自主神經(jīng)病變和糖尿病周圍神經(jīng)病變是常見的糖尿病并發(fā)癥和心血管疾病的獨立預測因素。HANSEN等[14]調(diào)查了血清MGO和糖尿病周圍神經(jīng)病變與心血管自主神經(jīng)病變之間的橫斷面關聯(lián)，結果表明，在治療良好的短期糖尿病患者中未觀察到MGO與心血管自主神經(jīng)反射試驗或糖尿病周圍神經(jīng)病變或疼痛性糖尿病神經(jīng)病變之間存在關聯(lián)，但觀察到MGO與幾個心率變異性指數(shù)之間存在正相關性。

據(jù)研究，與正常糖耐量人群相比，前驅糖尿病患者的心臟自主神經(jīng)功能顯著下降。esRAGE濃度似乎與自主神經(jīng)張力呈負相關，可能是一個負反饋回路，以對抗糖基化的破壞性影響[15]。

在患有潛在糖尿病的血液透析（Hemodialysis，HD）患者中，血清中AGEs顯著升高，同時sRAGE水平增加，這些都與HD患者的心血管疾?。í毩㈩A測因子）和心血管危險因素（高膽固醇血癥）顯著相關。這突出了AGEs和sRAGE在HD患者中的預后作用，可用于預測CVD的風險[16]。此外，AGEs和二羰基化合物與內(nèi)皮功能障礙（Endothelial Dysfunction，ED）和低度炎癥（Low-Grade Inflammation，LGI）的關聯(lián)可能是終末期腎?。‥nd-Stage Renal Disease，ESRD）患者CVD風險增加的一種機制[17]。腎移植（Renal Transplantation，RT）患者的AGEs水平升高，并與CVD風險相關。在成功的RT后，也可以通過皮膚自體熒光（Skin Autofluorescence，SAF）測量AGEs，從而反映這些患者的高心血管風險負擔[18]。

2.2 非糖尿病合并心血管疾病

2.2.1 肺動脈高壓

肺動脈高壓（Pulmonary Hypertension，PAH）是一種進展性疾病，目前對該疾病的早期診斷、監(jiān)測和風險分層等手段尚不完善。RAGE在缺氧和血管損傷時被激活，并與PAH中的炎癥、細胞增殖和遷移有關。研究顯示，肺動脈高壓患者（包括肺動脈高壓組和慢性血栓栓塞性肺動脈高壓組）的血漿sRAGE水平顯著高于對照組，肺動脈壓與血漿sRAGE水平之間存在統(tǒng)計學顯著正相關；在慢性血栓栓塞性肺動脈高壓患者中，球囊肺血管成形術后sRAGE水平降低[19]。另一項類似的研究表明，特發(fā)性肺動脈高壓患者的血清sRAGE顯著高于慢性血栓栓塞性肺動脈高壓患者（P=0.042），而主動脈瓣狹窄患者的血清sRAGE顯著低于對照組（P=0.001），但三組患者手術治療前后sRAGE血清濃度無顯著差異[20]。

綜上，血漿sRAGE水平可能是反映PAH患者病理狀況的一個新指標。支持以上結論的還有DIEKMANN等[21]的研究，他們將sRAGE鑒定為成人PAH中的敏感生物標志物，其診斷準確性與已建立的心力衰竭生物標志物NTproBNP相當，并且在區(qū)分輕度PAH和對照方面表現(xiàn)出更好的性能；相比之下，血漿sRAGE在兒科PAH中沒有特別升高。

2.2.2 冠狀動脈疾病

RAGE在冠狀動脈疾?。–oronary Artery Disease，CAD）發(fā)展中的作用已得到較深入的研究。為了確定sRAGE和S100鈣結合蛋白A12（S100 Calcium Binding Protein A12，S100A12）在不同嚴重程度CAD受試者中的表達及其關系，采用ELISA法測定正常冠狀動脈（對照組）、非阻塞性冠狀動脈粥樣硬化（所有冠狀動脈狹窄＜50%，NOCA組）、穩(wěn)定型心絞痛（SAP組）和急性冠狀動脈綜合征（ACS組）血漿sRAGE和S100A12水平。結果提示，ACS組患者血漿sRAGE和S100A12水平升高，sRAGE濃度升高可能與CAD的嚴重程度和炎癥過程獨立相關，sRAGE聯(lián)合S100A12可作為嚴重冠心病的預測指標[22]。但另一項研究卻發(fā)現(xiàn)AGE-RAGE變量均不是ACS的預測因子，而esRAGE對心力衰竭（Heart Failure，HF）患者的心臟死亡或非致命性心血管事件顯示出獨立的預后價值[23]。

相關研究還表明，血漿中低水平的sRAGE與非糖尿病男性的CAD存在獨立相關[24]，低sRAGE水平與非糖尿病絕經(jīng)后婦女的CAD獨立相關[25]。CAD的多變量優(yōu)勢比顯示，sRAGE濃度低于225 pg/mL（最低四分位）的受試者的CAD患病率增加了6倍，且與其他風險因素無關。因此，將sRAGE與其他風險因素一起納入考慮可以改善絕經(jīng)后婦女CAD的風險評估準確度。

與年齡匹配的健康對照組相比，早發(fā)冠心病患者的后代sRAGE水平顯著降低，表明應激源和防御機制之間的氧化平衡發(fā)生了改變，這可能會導致未來更高的心血管風險，表明sRAGE的測量可能是心血管風險更精確分層的一個有價值的預測指標[26]。

2.2.3 動脈粥樣硬化

MORIYA等[27]證明了sRAGE和esRAGE與早期動脈粥樣硬化危險因素有關，它們的水平與代謝成分和炎癥的水平相關。有趣的是，低sRAGE和esRAGE水平與高的最大頸總動脈內(nèi)膜中層厚度（IMT Cmax）值相關，但只有低sRAGE水平與頸動脈斑塊鈣化相關。因此，sRAGE和esRAGE可能反映了動脈粥樣硬化早期的不同方面。AGEs是加速血管并發(fā)癥的已知因素，在排除糖尿病或慢性腎病患者的絕經(jīng)后婦女中，血清戊糖苷或N-ε-羧甲基賴氨酸（N-ε-Carboxyethyl-Lysine，CML）與血管事件史存在顯著相關性，表明血清CML可能在血管事件中發(fā)揮作用[28]。

2.2.4 心房顫動

心房顫動（Atrial Fibrillation，AF），簡稱房顫，是最常見的持續(xù)性心律失常，發(fā)病率約1%，其患病率隨年齡增長而增加，參與心房重構的精確分子機制尚不完全清楚。據(jù)LANCEFIELD等[29]報道，高加索人房顫患者的sRAGE水平升高，與陣發(fā)性房顫相比，患有持續(xù)性房顫的白種人的sRAGE和esRAGE水平顯著升高。而對中國患者的研究表明，較低的esRAGE與房顫相關，與陣發(fā)性房顫相比，持續(xù)性房顫患者的esRAGE水平較低。因此，現(xiàn)在有必要在更大的人群中進行進一步的臨床研究，以確定sRAGE水平在預測房顫自然史中的潛在價值。

2.2.5 先兆子癇

正常妊娠第1和第3孕周時，母體esRAGE濃度和esRAGE/sRAGE值隨孕齡增加而逐漸降低，而先兆子癇患者顯著高于健康孕婦對照組，提示血清esRAGE濃度和esRAGE/sRAGE值可能與子癇前期有關[30]。

3 結語

綜上所述，測定AGEs、RAGE、sRAGE、MGO的組織水平可能是確定心血管風險和分層的有價值的預測指標。由于這些指標是以血漿或體表非入侵方式收集，與介入、影像學等診斷技術相比，滿足了心血管疾病患者早期檢測的需求，并適合長期臨床管理。目前需要更大規(guī)模的前瞻性研究來評估晚期糖化指標和心血管疾病之間的因果關系，并在不同的臨床環(huán)境中區(qū)分其個體病理生理意義。