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血管紧张素Ⅱ与血管紧张素-(1-7)失平衡促进人冠状动脉粥样硬化严重程度

2019-11-13 11:07:2339健康网

  专家介绍:

  杨建民

  山东大学齐鲁医院心内科,副主任医师,医学博士。

  主要从事各种心血管内科疾病的诊断和治疗,尤其专注于冠心病的介入治疗。主持或参与国家自然科学基金10余项,主持山东省优秀中青年科学家基金1项。

  目的:我们以前的研究发现血管紧张素-(1-7)[Ang-(1-7)]是血管紧张素II(Ang II)的内源性反作用因子。然而, AngⅡ与Ang-(1-7)平衡在人冠状动脉粥样硬化进程中的作用尚不明确。

  方法与结果:应用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测112例已知或可疑冠心病(CAD)患者冠状动脉造影时血浆AngⅡ和Ang-(1-7)水平。根据冠状动脉造影结果将患者分为3组:1)正常(n=13);2)非严重型CAD(<50%狭窄,n=17);3)严重型CAD(>50%狭窄,n=82)。正常和非严重型CAD组血浆AngⅡ、Ang-(1-7)水平及AngⅡ与Ang-(1-7)比值(AngⅡ/Ang-(1-7)没有统计学差异。然而,与正常或非严重型CAD患者相比,严重型CAD患者的angⅡ、Ang-(1-7),尤其是AngⅡ/Ang-(1-7)升高。AngⅡ/Ang-(1-7)水平与冠状动脉狭窄严重程度呈正相关,与TNF-α水平呈正相关。

  结论:严重型CAD患者AngⅡ和Ang-(1-7)表达均显著升高。然而,Ang-II/Ang-(1-7)比值升高可能导致Ang-II过度活化,并加重动脉粥样硬化的进展。

  研究背景

  越来越多的证据表明肾素-血管紧张素系统(RAS)在动脉粥样硬化的发病中起重要作用。最近,血管紧张素转换酶2(ACE2)和血管紧张素-(1-7)[Ang-(1-7)]被证明是RAS抗动脉粥样硬化的保护性成分。我们最近的研究发现,外源性血管紧张素-(1-7)的慢性治疗剂量依赖性地抑制血管紧张素Ⅱ诱导的动脉粥样硬化病变的形成,并增强斑块的稳定性。我们的另一项研究表明,在ApoE-/-小鼠模型中,晚期动脉粥样硬化斑块中AngⅡ和Ang-(1-7)的水平均升高,进一步的实验表明内源性激活的Ang-(1-7)对动脉粥样硬化斑块的不稳定性具有保护作用。尽管这些动物研究指出了Ang-(1-7)在动脉粥样硬化发病中的作用,但还没有临床研究证实血浆Ang-(1-7)或AngⅡ/Ang-(1-7)与人类冠状动脉粥样硬化之间的联系。本研究旨在确定Ang-(1-7)及AngⅡ和Ang-(1-7)的平衡是否与冠状动脉造影定义的冠状动脉粥样硬化狭窄的存在或严重程度相关,并为冠心病的诊断和治疗提供了新的预测指标。

  材料和方法

  本研究组由112名在山东大学齐鲁医院接受诊断性冠状动脉造影的已知或疑似冠状动脉疾病患者组成。排除有活动性消化道出血、严重贫血(血红蛋白浓度<8.0g/dl)的患者,血管紧张素转换酶抑制剂(ACEI)治疗的患者也被排除在外,因为ACEI可能影响Ang-(1-7)和Ang-II的水平。回顾性地获得年龄、性别、身高、体重、心率、血压和病史等人体测量数据。空腹血糖、血脂、尿素氮和肌酐的检测样本。血液标本在禁食至少12小时后从外周静脉采集,并送至生化实验室进行评估。隔夜禁食超过12小时后,在所有入组患者注射造影剂之前,在血管造影时从动脉鞘中采集血管紧张素II和血管紧张素-(1-7)的血样。血液样本被放入含有蛋白酶抑制剂的试管中,并在采集后1小时内以3000转/分的速度在4℃下离心15分钟。然后将样品储存在-80℃直到分析。用商用ELISA试剂盒检测血浆AngⅡ和Ang-(1-7)水平(uscnlife,武汉,中国)。血浆肿瘤坏死因子-α水平用来自英国伦敦研发系统的ELISA试剂盒进行检测。

  冠状动脉造影:冠状动脉造影是在血管造影室通过患者的右股动脉或右桡动脉进行的。检查左主干、左前降支、左回旋支、右冠状动脉,评价冠状动脉狭窄程度两位专家独立评估冠状动脉造影结果。冠状动脉狭窄(区域性血管)的50%或以上被定义为严重冠状动脉病变,而狭窄小于50%被定义为非严重型冠状动脉病变。

  统计分析:所有统计分析均采用SPSS 19.0软件进行。根据冠状动脉造影结果,将研究人群分为3组:1)正常(无狭窄);2)非严重型冠状动脉病变(<50%狭窄);3)严重型冠状动脉病变(>50%狭窄)。采用单因素方差分析(LSD)比较三组间的差异。与CAD严重程度相关的变量用单变量线性回归进行识别。以年龄、性别、吸烟、饮酒、心率、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高血压、糖尿病和药物治疗为自变量,采用多元线性回归分析评价AngⅡ/Ang-(1-7)与严重型CAS的相关性。用Spearman秩相关分析AngⅡ/Ang-(1-7)与TNF-α的相关性。P<0.05具有统计学意义。

  结果

  1.基线临床和生化特征

  冠心病严重组糖尿病患病率明显高于正常组和非严重组。阿司匹林、氯吡格雷、他汀类、β-受体阻滞剂、钙通道阻滞剂和硝酸盐等药物的使用无显著差异。血浆血管紧张素Ⅱ和血管紧张素-(1-7)严重型CAD组血浆AngⅡ水平显著高于正常组和非严重型CAD组,而正常组和非严重型CAD组之间无显著性差异(正常:25.1±5.2pg/ml;非严重型CAD:23.3±4.8pg/ml;严重型CAD:32.7±8.3pg/ml)。同样,与正常和非临界冠心病组相比,临界冠心病组血浆Ang-(1-7)水平更高。然而,Ang-(1-7)水平在正常和非严重型CAD组之间具有可比性(正常:21.0±4.1 pg/ml;非严重型CAD:20.1±4.5 pg/ml;临界cad:24.1±5.1 pg/ml)。

  2. AngⅡ与Ang-(1-7)比值

  严重型cad患者angⅡ/ang-(1-7)比值明显高于正常和非严重型cad患者。然而,正常和非严重型cad患者的angⅡ/ang-(1-7)比值相似。

  3. AngⅡ、Ang-(1-7)和AngⅡ/Ang-(1-7)与CAD严重程度的关系

  单因素分析显示,血浆AngⅡ、Ang-(1-7)和AngⅡ/Ang-(1-7)水平均与CAD严重程度呈正相关。在上述阳性参数中,最显著的是AngⅡ/Ang-(1-7)与CAD严重程度的相关性。因此,在多变量分析中,我们评估了AngⅡ/Ang-(1-7)与严重型CAD的相关性,发现糖尿病(P=0.002)和AngⅡ/Ang-(1-7)(P=0.002)与严重型CAD显著相关。

  4. AngⅡ/Ang-(1-7)与TNF-α的相关性

  严重冠心病组血浆TNF-α水平明显高于正常和非严重冠心病组。相关分析表明,AngⅡ/Ang-(1-7)水平与TNF-α呈正相关(r=0.765,P<0.001),这与我们先前的基础实验观察一致,AngⅡ升高,Ang-(1-7)降低巨噬细胞中TNF-α的表达。

  讨论

  肾素-血管紧张素系统(RAS)尤其是AngⅡ的过度表达在动脉粥样硬化的发生发展中起重要作用。Ang-(1-7)是一种新发现的RAS成分,具有血管舒张、抗增殖、抗炎等作用,已被证明是动脉粥样硬化的保护因子。我们先前的动物实验发现,与早期病变相比,晚期动脉粥样硬化斑块中的AngⅡ和Ang-(1-7)水平均升高。进一步的研究表明,内源性Ang-(1-7)的阻断并没有改变早期动脉粥样硬化斑块的形成,但加速了晚期斑块的形成。因此我们推测,AngⅡ和Ang-(1-7)在冠状动脉粥样硬化患者中均被激活,但AngⅡ和Ang-(1-7)的失衡可能导致动脉粥样硬化的进一步恶化。本研究的主要发现是,虽然AngⅡ和Ang-(1-7)在人冠状动脉粥样硬化过程中均被激活,但AngⅡ和Ang-(1-7)之间的失衡可能是决定动脉粥样硬化进展的关键因素。据我们所知,我们的研究首次提供了AngⅡ和Ang-(1-7)之间的平衡在人类动脉粥样硬化中的作用。

  在血管紧张素转换酶2(ACE2)的水解作用下,AngⅡ可产生Ang-(1-7)。除了ACE2依赖的途径外,Ang-(1-7)还可以通过脯氨酸内肽酶和中性内肽酶由AngⅠ产生。Ang-(1-7)是RAS的一种活性肽,具有降压、抗炎、抗增殖和舒张血管的作用。因此,人们发现它常常抵消AngⅡ的影响。Zhang F等人发现Ang-(1-7)降低AngⅡ诱导的血管内皮细胞VCAM-1表达。另一项研究发现,Ang-(1-7)通过抑制lox-1的表达减轻AngⅡ诱导的炎症。我们的实验室还发现Ang-(1-7)通过抑制炎症反应保护内皮细胞功能。最近的一项研究发现,Ang-(1-7)通过抑制内皮细胞P38和NF-κB通路,降低AngⅡ诱导的ICAM-1、VCAM-1和MCP-1的表达。以上研究提示Ang-(1-7)可能在动脉粥样硬化的发生发展中起重要的保护作用。一系列动物实验也证实了其抗动脉粥样硬化作用。例如,我们先前的研究发现,Ang-(1-7)剂量依赖性地抑制AngⅡ诱导的动脉粥样硬化病变的形成,并增强斑块稳定性。进一步研究表明,Ang-(1-7)和氯沙坦在早期病变形成中的抗动脉粥样硬化作用相当于。Tesanovic S等人同时证实了Ang-(1-7)在ApoE-/-小鼠中的血管保护和动脉粥样硬化保护作用。另一项研究报告称,Ang-(1-7)可以减少颈动脉粥样硬化斑块的炎症反应。此外,Ang-(1-7)受体Mas激动剂也改善ApoE基因敲除小鼠的动脉粥样硬化进展。以上结果均表明外源性Ang-(1-7)具有抗动脉粥样硬化作用。然而,内源性ang-(1-7)对动脉粥样硬化,特别是对人冠状动脉粥样硬化的影响尚不清楚。

  在我们之前的研究中,我们发现晚期主动脉病变中的AngⅡ和Ang-(1-7)水平均高于早期主动脉斑块,提示AngⅡ和Ang-(1-7)均随动脉粥样硬化的进展而逐渐激活。进一步研究发现,内源性Ang-(1-7)的阻断降低了晚期斑块的稳定性,但不影响早期动脉粥样硬化病变的形成。因此,我们推测内源性Ang-(1-7)对动脉粥样硬化作用不同的原因可能是AngⅡ和Ang-(1-7)在动脉粥样硬化早期和晚期病变中的平衡不同。ACE2是AngⅡ和Ang-(1-7)的重要调节因子,已被证实是心脏病的重要因素。我们先前的研究发现,ACE2的过度表达增强了动脉粥样硬化模型中斑块的稳定性,并减弱了早期动脉粥样硬化的形成然而,在动脉粥样硬化的不同阶段,人颈动脉粥样硬化动脉的ACE2蛋白表达和活性是不同的。王杰等发现增加ACE/ACE2比值可能导致心衰患者血管紧张素II过度激活,加速心脏重塑。由于ACE2对AngⅡ降解和Ang-(1-7)产生的影响,我们有充分的证据推测AngⅡ和Ang-(1-7)之间的平衡在心脏病中起重要作用。

  尽管有大量的动物实验研究,Ang-(1-7)在人类动脉粥样硬化形成中的作用尚不清楚。与我们之前的基本观察不同,我们目前的研究表明,非严重冠状动脉粥样硬化患者的血浆AngⅡ、Ang-(1-7)和AngⅡ/Ang-(1-7)比值均无明显变化。与我们之前的研究一致,对于冠状动脉粥样硬化患者,尽管AngⅡ和Ang-(1-7)均升高,AngⅡ的升高更为明显,导致AngⅡ/Ang-(1-7)比值明显高于正常或非严重型CAD患者。结果表明,Ang-(1-7)可能是动脉粥样硬化早期预防的代偿机制。然而,对于严重动脉粥样硬化患者,AngⅡ过度激活,AngⅡ与Ang-(1-7)之间的平衡被破坏,导致血管增生和炎症增多,加速动脉粥样硬化的发生。然而,在糖尿病患者中,AngⅡ和Ang-(1-7)的变化与我们的研究不同,这表明AngⅡ和Ang-(1-7)在不同病理过程中的作用不同。              肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在动脉粥样硬化病变形成和发展中的作用已在基础和临床观察中得到充分证实。此外,我们还评估了血管重塑中AngⅡ、Ang-(1-7)和TNF-α之间的关系。Bihl JC等人发现血管紧张素-(1-7)通过降低肿瘤坏死因子-α水平,对抗血管紧张素Ⅱ对血管平滑肌细胞、血管重塑的影响。本研究的结果也与我们先前的观察一致,即AngⅡ增加了TNF-α的表达,Ang-(1-7)则抵消了AngⅡ对TNF-α的影响,导致炎症水平降低,进而逆转AngⅡ对炎症和动脉粥样硬化的促进作用总之,这些发现建立了AngⅡ/Ang-(1-7)和TNF-α表达与动脉粥样硬化炎症之间的联系。

  结论

  总之,我们的研究首次发现严重冠状动脉粥样硬化患者AngⅡ和Ang-(1-7)之间的失衡。未来提高血浆Ang-(1-7)水平,维持AngⅡ和Ang-(1-7)平衡的临床策略可能为防治人类冠状动脉粥样硬化提供一种新的治疗途径。

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