硝酸酯類藥物耐藥機制及臨床應對策略研究進展

謝永花，白 雪，楊思進

·用藥指導·

硝酸酯類藥物耐藥機制及臨床應對策略研究進展

謝永花，白 雪，楊思進

在全球范圍內(nèi)，急性心肌梗死發(fā)病率、病死率均很高，硝酸酯類藥物作為急性心肌梗死及心絞痛的一線治療藥物，可有效增加血管內(nèi)皮細胞一氧化氮(NO)含量及心肌血供，擴張冠狀動脈，但長期持續(xù)使用可導致硝酸酯類藥物耐藥，進而導致其擴張血管作用減弱或消失、血管內(nèi)皮細胞功能紊亂、缺血區(qū)心肌細胞存活能力降低、心肌梗死面積擴大等，因此硝酸酯類藥物耐藥受到越來越多學者的關(guān)注。本文就硝酸酯類藥物耐藥機制及臨床應對策略進行綜述。

心肌梗死；心絞痛；硝酸酯類；抗藥性；藥理作用分子作用機制；綜述

1867年，英國科學家Brunton[1]首次報道亞硝酸戊酯可以緩解心絞痛，19世紀末硝酸甘油被證實可用于緩解心絞痛，到目前為止，硝酸酯類藥物仍是急性心肌梗死、心絞痛及心力衰竭的一線治療藥物。硝酸酯類藥物可通過擴張外周容量血管、減少回心血量、降低心室前負荷、擴張動脈減少后負荷及心室射血阻力等減少心室肌做功及氧耗，同時可通過擴張大、中冠狀動脈及冠狀動脈交通支而增加心肌供血，還有抗血小板聚集和黏附作用，有利于縮小心肌梗死面積[2-3]。但在臨床長期使用過程中，硝酸酯類藥物耐藥現(xiàn)象越來越多，由此帶來的弊端也越來越受到臨床醫(yī)生重視。本文就硝酸酯類藥物耐藥機制及臨床應對策略進行綜述。

1 硝酸酯類藥物的活化機制

目前，臨床上常用的硝酸酯類藥物包括短效硝酸甘油(nitroglycerin，NTG)、長效硝酸異山梨酯(isosorbide dinitrate，ISDN)及5-單硝酸異山梨酯(isosorbide 5-mononitrate，5-ISMN)等。硝酸甘油(或硝酸基化合物)進入人體后可與硫醇發(fā)生化學反應而生成S-亞硝酸硫醇，而S-亞硝酸硫醇可促進一氧化氮(NO)合成及分泌[4]。NO可激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(soluble guanylate cyclase，sGC)，sGC生成增加[5]可激活環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)依賴性蛋白激酶，該酶可降低細胞內(nèi)Ca2+濃度，進而引起血管平滑肌舒張[6]。cCMP還可抑制纖維蛋白原與血小板糖蛋白GPⅡb/Ⅲa的結(jié)合，而由于纖維蛋白原在血小板橋接、聚集過程中必不可少，因此硝酸酯類藥物具有抗血小板聚集作用[7]。

硝酸酯類藥物活化后主要生成1，2-二硝酸甘油、亞硝酸鹽、NO等活性物質(zhì)。研究表明，硝酸甘油的活化途徑包括非酶途徑和酶途徑：非酶途徑主要為部分內(nèi)生還原劑(如硫醇、抗壞血酸鹽)介導的硝酸酯類藥物生物轉(zhuǎn)化，其對血管舒張的調(diào)節(jié)作用是有限的；酶途徑主要為多酶反應，包括谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶、黃嘌呤氧化還原酶，細胞色素P450和乙醛脫氫酶2(aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2)等[5]，其中細胞色素P450主要參與高濃度硝酸酯類藥物的活化，而ALDH2主要參與低濃度硝酸酯類藥物的活化，但隨著研究深入，研究人員發(fā)現(xiàn)ALDH2和P450共同參與了高濃度硝酸酯類藥物的代謝[8]。

2 硝酸酯類藥物的耐藥機制

硝酸酯類藥物耐藥是指連續(xù)使用硝酸酯類藥物后其血流動力學及抗缺血效應迅速減弱甚至消失的現(xiàn)象，硝酸酯類藥物耐藥的發(fā)生不僅影響臨床療效，還可能加劇血管內(nèi)皮細胞功能損傷，對患者預后產(chǎn)生不利影響。硝酸酯類藥物耐藥可分為假性耐藥、真性耐藥(又稱血管性耐藥)、交叉耐藥3種類型。假性耐藥多發(fā)生于短期(24 h內(nèi))連續(xù)使用硝酸酯類藥物后，其產(chǎn)生機制可能與交感-腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RASS)神經(jīng)激素的反向調(diào)節(jié)和血管容量增加有關(guān)；真性耐藥指長期連續(xù)使用硝酸酯類藥物后引起的血管結(jié)構(gòu)及功能改變，最為普遍；交叉耐藥為使用一種硝酸酯類藥物后再使用其他硝酸酯類藥物或NO供體性血管擴張劑及內(nèi)源性NO時作用減弱或抑制，后兩者的發(fā)生機制相似，與多種因素有關(guān)，如ALDH2失活、氧化應激、內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)解耦聯(lián)[9]、sGC活性降低等。

2.1 ALDH2與硝酸酯類藥物耐藥 Ferreira等[10]研究現(xiàn)，急性心肌梗死大鼠持續(xù)使用硝酸甘油可導致心肌梗死面積擴大及心肌細胞功能紊亂。硝酸甘油耐藥對心肌的毒性作用與ALDH2失活有關(guān)[11]，而ALDH2失活與氧化反應及二硫鍵形成(包括半胱氨酸巰基谷胱甘肽化)有關(guān)[5]。ALDH2包括3個半胱氨酸殘基催化部分(Csy301、Csy302、Csy303)，這3個基團之間有3個巰基基團，其分子內(nèi)部形成二硫鍵時即可導致ALDH2失活，硝酸甘油耐藥[12]。ALDH2是催化硝酸甘油生成1，2-二硝酸甘油的關(guān)鍵酶，過氧化物及過氧亞硝酸鹽可直接抑制ALDH2活性；Daiber等[13 ]研究現(xiàn)，硝酸甘油可通過刺激過氧化物的產(chǎn)生而導致ALDH2活性降低。Sydow等[14]在動物模型中發(fā)現(xiàn)，硝酸甘油耐藥與血管ALDH2活性受抑制密切相關(guān)，體外線粒體復合體Ⅲ抑制劑抗霉素A(一種可誘導線粒體氧化應激的藥物)誘導的心肌細胞線粒體氧化應激大鼠ALDH2活性下降50%[15]，硝酸甘油活化受損，導致硝酸甘油耐藥；硝酸甘油與Alda-1(一種ALDH2選擇性激動劑)聯(lián)合應用能徹底抑制硝酸甘油對重組ALDH2的滅活作用，從而有效縮小心肌梗死面積，改善心功能[10]，表明ALDH2失活可導致硝酸甘油耐藥。

2.2 氧化應激與硝酸酯類藥物耐藥 Münzel等[16]研究發(fā)現(xiàn)，硝酸甘油耐藥兔動脈過氧化物水平明顯高于正常兔，提示氧化應激與硝酸甘油耐藥有關(guān)。Schulz等[17]、Sydow等[14]研究發(fā)現(xiàn)，硝酸甘油耐藥大鼠心肌、主動脈線粒體活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)含量明顯高于正常兔，證實ROS與硝酸甘油耐藥有關(guān)；在之后的研究中發(fā)現(xiàn)，多種抗氧化藥物可逆轉(zhuǎn)硝酸甘油耐藥，支持氧化應激導致硝酸酯類藥物耐藥學說。此外，有研究發(fā)現(xiàn)線粒體內(nèi)ROS可滲入細胞質(zhì)，激活還原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH)，進而導致細胞內(nèi)ROS生成，而細胞內(nèi)ROS可抑制細胞色素P450活性及蛋白表達，進而抑制硝酸甘油活性[18]；ROS所致硝酸甘油生物轉(zhuǎn)化過程中可以使激活sGC的中間遞質(zhì)減少，從而減弱硝酸甘油的生物學效應，最終引起硝酸甘油耐藥[8]。

2.3 eNOS解耦聯(lián)與硝酸酯類藥物耐藥 四氫生物蝶呤是eNOS的重要輔助因子，長期使用硝酸酯類藥物可導致血管內(nèi)皮細胞內(nèi)過氧亞硝酸鹽生成增加，而過氧亞硝酸鹽可促使四氫生物蝶呤轉(zhuǎn)變成為二氫生物蝶呤。四氫生物蝶呤的缺乏可導致eNOS解耦聯(lián)，造成eNOS釋放NO減少，ROS生成增加，最終導致血管內(nèi)皮功能紊亂[6]。Mao等[19]通過動物實驗發(fā)現(xiàn)，硝酸甘油耐藥小鼠血管內(nèi)皮細胞微囊蛋白1(Caveolin-1，Cav-1)含量較正常小鼠明顯降低，并證實Cav-1缺乏可導致eNOS解耦聯(lián)并產(chǎn)生大量亞硝酸鹽及超氧游離基，進而導致血管內(nèi)皮細胞功能紊亂，使其對硝酸甘油的反應性降低而產(chǎn)生耐藥。

2.4 sGC活性降低與硝酸酯類藥物耐藥 既往研究表明，硝酸甘油可導致巰基亞硝基化半胱氨酸產(chǎn)生，即持續(xù)使用硝酸甘油導致的巰基亞硝基化。Münzel等[20]通過持續(xù)3 d對離體血管組織使用硝酸甘油后發(fā)現(xiàn)，S-亞硝酸鹽可導致sGC對NO敏感性降低，進而導致硝酸甘油耐藥，而使用含巰基N-乙酰半胱氨酸可逆轉(zhuǎn)硝酸甘油耐藥，現(xiàn)在很多學者已開始研究sGC活化劑以預防及逆轉(zhuǎn)硝酸甘油耐藥。

3 硝酸酯類藥物耐藥的臨床應對策略

3.1 正確使用硝酸酯類藥物 任何劑型的硝酸酯類藥物使用不規(guī)范、不合理均可導致硝酸酯類藥物耐藥，如連續(xù)24 h使用硝酸甘油靜脈滴注或不撤除透皮貼劑、未規(guī)范口服硝酸酯類藥物等。硝酸酯類藥物耐藥呈劑量及時間依賴性，部分耐藥患者停用硝酸酯類藥物后可在短時間內(nèi)很快恢復正常。臨床上為克服硝酸酯類藥物耐藥常采用以下幾種方法：小劑量、間斷使用：靜脈滴注硝酸甘油及硝酸異山梨酯時應保證8～12 h/d的空窗期；使用硝酸甘油透皮貼劑時應注意使用時間的限制，連續(xù)使用12 h后應去除或撤除透皮貼劑；口服硝酸酯類藥物時需確保8～12 h無藥期或低硝酸酯類藥物濃度期；冠心病患者治療過程中無硝酸甘油空窗期時可加用β受體阻滯劑或Ca2+通道阻滯劑以預防心絞痛和血管反跳效應，若在此期間有心絞痛發(fā)作可舌下含服硝酸甘油等以緩解癥狀[21-22]。

3.2 防止硝酸酯類藥物耐藥的藥物

3.2.1 葉酸 有動物實驗證實，硝酸甘油耐藥可導致血管內(nèi)皮細胞內(nèi)自由基及O-2大量堆積，造成NO活性受損，近年研究發(fā)現(xiàn)一氧化氮合酶(NOS)功能異常與O-2大量產(chǎn)生有關(guān)，有學者推測這可能與NOS的輔助因子——四氫生物蝶呤活性減低有關(guān)，而補充四氫生物蝶呤已被證實可逆轉(zhuǎn)持續(xù)使用硝酸甘油等導致的高氧化狀態(tài)下NOS功能障礙，葉酸有利于四氫生物蝶呤活性的恢復[23]。Gori等[24]將18例志愿者隨機分為兩組，分別予以口服葉酸和安慰劑1周，同時予以硝酸甘油貼劑維持24 h后靜脈滴注，之后觀測其前臂血流量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)安慰劑組志愿者前臂血流量無明顯增加，而葉酸組志愿者前臂血流量明顯增加，且與未予以硝酸甘油貼劑和葉酸或安慰劑的健康對照者無明顯差異，證實補充葉酸可防止硝酸甘油耐藥。

3.2.2 血管緊張素Ⅱ轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)及血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑(ARB) 由于壓力感受器作用，48 h內(nèi)連續(xù)使用硝酸酯類藥物可導致 RASS激活，血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)、血管緊張素Ⅱ受體1(AT1)分泌增多，使血管對AngⅡ等多種縮血管物質(zhì)的敏感性增強，導致硝酸甘油擴血管作用減弱。因此，使用硝酸甘油時加用ACEI或ARB可減輕血管對縮血管物質(zhì)的敏感性，有利于防止硝酸甘油耐藥[25]。

3.2.3 巰基供體 多項動物實驗研究證實，硝酸甘油代謝生成NO時需要巰基參與，持續(xù)使用硝酸甘油導致血管巰基逐漸被消耗及NO分泌減少[26]。因此，使用硝酸甘油時加用巰基供體藥物如N-乙酰半胱氨酸、蛋氨酸等可預防及逆轉(zhuǎn)硝酸酯類藥物耐藥。

3.2.4 其他藥物 利尿劑：硝酸酯類藥物假性耐藥的發(fā)生機制可能與RASS激活后的反向調(diào)節(jié)作用及血管容量增加有關(guān)，利尿劑可通過減輕水鈉潴留而緩解假性耐藥；他汀類藥物：阿托伐他汀可通過減少血管組織內(nèi)O2-生成而增強NO作用，還可通過降低血清低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平及阻止P21rac異戊二烯化途徑抑制NADPH膜氧化酶的激活，減少內(nèi)皮細胞O2-的生成[27]，進而減輕硝酸酯類藥物耐藥；血管擴張劑：肼苯噠嗪可降低血管內(nèi)皮細胞對縮血管藥物的敏感性，從而減輕硝酸酯類藥物耐藥[28]；抗氧化藥物：維生素E、維生素C或抗氧化劑丙丁酚等聯(lián)合應用可維持血管對硝酸甘油的敏感性，而卡維地洛不但能抑制交感神經(jīng)活性，還具有抗氧化及清除自由基作用，可用于預防硝酸甘油耐藥[29]。

4 小結(jié)

經(jīng)過1個多世紀的臨床檢驗，硝酸酯類藥物仍是治療急性心肌梗死、心絞痛、心肌缺血及心力衰竭的最常用藥物，但硝酸酯類藥物耐藥現(xiàn)象逐漸增多，其耐藥機制仍未完全闡明。硝酸酯類藥物耐藥并不能簡單地理解為藥效減退，更應關(guān)注其帶來的負面影響，應努力控制硝酸酯類藥物耐藥以發(fā)揮其最大臨床療效。葉酸、ACEI、ARB、巰基供體等雖不能完全逆轉(zhuǎn)硝酸酯類藥物耐藥，但其有助于改善硝酸酯類藥物耐藥，而繼續(xù)深入研究更加安全有效的改善硝酸酯類藥物耐藥的藥物將是今后的重要研究方向之一。

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(本文編輯：鹿飛飛)

Resistance Mechanisms of Organic Nitrates Drugs and the Clinical Coping Strategy

XIEYong-hua，BAIXue，YANGSi-jin.

TraditionalChineseMedicineHospitalAffiliatedtoLuzhouMedicalCollege，Luzhou646000，China

Acute myocardial infarction is a kind of worldwide diseases with high morbidity and mortality，as the first-line drugs of acute myocardial infarction and angina pectoris，organic nitrates drugs can effectively increase the NO content of vascular endothelial cell and myocardial blood flow，expand coronary artery，but long-term continuous using of organic nitrates drugs may result in drug resistance，and then induce the effect decreased or disappeared for expanding blood vessel，vascular endothelial cell dysfunction，ischemic myocardial cells survival ability decreased，myocardial infarct area enlarged and so on.In recent years，more and more people pay attentions to organic nitrates drugs resistance，this paper reviewed resistance mechanisms of organic nitrates drugs and the clinical coping strategy.

Myocardial infarction；Angina pectoris；Organic nitrates drugs；Drug resistance；Molecular mechanisms of pharmacological action；Review

646000四川省瀘州市，瀘州醫(yī)學院附屬中醫(yī)醫(yī)院

楊思進，646000四川省瀘州市，瀘州醫(yī)學院附屬中醫(yī)醫(yī)院；E-mail：ysjmn@sina.com

R 915

A

10.3969/j.issn.1008-5971.2015.07.013

2015-04-15；

2015-07-12)

謝永花，白雪，楊思進.硝酸酯類藥物耐藥機制及臨床應對策略研究進展[J].實用心腦肺血管病雜志，2015，23(7)：47-50.[www.syxnf.net]

Xie YH，Bai X，Yang SJ.Resistance mechanisms of organic nitrates drugs and the clinical coping strategy[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2015，23(7)：47-50.