糖基化终产物与心脑肾疾病的关系
作者：刘乃丰
单位：南京铁道医学院附属医院心内科 江苏省南京市，210009
关键词：
中国微循环000203
80年代初Gerami和Browlee等首先报道糖尿病患者持久的高血糖状态会导致许多结构功能蛋白和核酸蛋白非酶糖基化,这在糖尿病慢性并发症的发生中占有重要地位,且与衰老过程密切相关。近两年来的研究表明，其病理意义比原来预计的更广泛。不仅与衰老、尿毒症与透析相关疾病和Alzheimer's病密切相关，且与胞浆及核蛋白如转录因子、原癌基因和肿瘤抑制因子的糖基化有关，很可能是一种以前未发现的类似于蛋白质磷酸化的重要调控方式。本文就这一领域的国际研究动态并结合我们的初步研究结果作一报告。
1 糖基化终产物及其受体
, 百拇医药
还原糖如葡萄糖与蛋白质等大分子物质发生的非酶糖基化反应是转录后修饰过程，先形成可逆的早期糖基化产物Schiff氏碱和Amadori产物，此反应通常于数周内达到平衡。如临床用于监测长期血糖控制的HbA1c便属其一。如反应继续，则分子重排形成一系列高活性的糖基化终产物(advanced glycosylation end-products，AGEs)，结构已明确的有pentosidine,crossline,3_deoxyglucosone(3_DG),carboxymethyl_lysine(CML)。它们的共同特征是形成缓慢，但不可逆，有棕黄色素和特征性荧光光谱，与氧化修饰密切相关，能与特异胞膜受体结合，能形成蛋白和基质间的交链[1]。
由于AGEs的检出量远比体外同样条件孵育时检出的AGEs量少得多,人们推测在体内一定存在某种机制去除那些堆积有AGEs的蛋白质。AGEs受体便是清除AGEs修饰蛋白质及衰老大分子物质的主要承担者。最早从鼠肝和巨噬细胞膜分离出两种AGEs受体，p60和p90， 部分序列已清楚。近来发现p60 N-末端与新发现的微粒体膜上48KD寡糖转移酶(OST-48)95%同源，而p90 则相似于一种膜相关蛋白(plasma membrane-associated protein 80K-H)，因其是有效的蛋白激酶C磷酸化底物，可能在受体调控的信号转导中起关键作用。流式细胞术发现许多细胞都表达这两种蛋白，推测该受体有多个成分分别参与胞吞和细胞激活[2]。Galectin-3也是一种高亲合性的AGEs结合蛋白，被认为是AGEs受体家族的新成员[3] 。此外，乳铁蛋白样的多肽也能与AGEs受体非共价结合组成AGEs膜特异性结合位点[4]。
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人血管内皮细胞、平滑肌细胞(SMC)，肾系膜细胞、成纤维细胞、单核细胞、心肌细胞、巨噬细胞，乃至人脑神经元表达此受体，种属间相当保守。该受体属细胞表面分子免疫球蛋白超家族的成员，胞外有三个免疫球蛋白样的Domain，连接一个跨膜区，胞内的一个短胞浆尾可能连接信号转导通路。已发现这些整合膜蛋白不仅是AGEs受体，可能还是其它细胞因子或粘附分子的结合位点，其功能也不仅仅是结合清除AGEs[5]。比较巨噬细胞上的清道夫受体与AGEs受体的特异性时发现前者也能介导胞吞并降解AGEs，可能有多种受体蛋白能识别AGEs[6]。血糖正常的尿毒症患者动静脉内皮细胞均表达AGEs受体，而大动脉和非尿毒症患者静脉内皮细胞则未见表达。
我们用放射配基结合法发现大鼠主动脉SMC表达AGEs受体。AGEs明显促进大鼠SMC增殖，呈浓度依赖性，且伴有胞浆游离钙增高。可能AGEs与其受体结合改变了胞内信号转导，促进胞内钙释放通道开放。这符合糖尿病人冠脉SMC增殖明显增强的报道。我们用生物素标记并经纯化的AGEs作为配基，发现人肝星状细胞能特异性结合该配基，非标记AGEs能竟争此结合。RT-PCR也证实该细胞表达AGEs受体基因。
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2 与衰老、神经病变和肾功能不全的关系
衰老过程中AGEs逐渐增多，积聚于长半寿期的蛋白质上，尤以血管胶原和肾小球基底膜上为甚，且可捕获大分子如LDL与之交联。被其修饰的AGEs-LDL体内清除受阻，可被巨噬细胞通过非饱和机制大量摄取。糖尿病人AGEs-LDL血浓度显著增高，促进氧化修饰LDL的产生。在糖尿病大鼠模型和人主动脉AS病灶中，特别在胶原中能捡出AGEs[7]，而皮肤胶原中的AGEs水平能更早地预示糖尿病肾病和视网膜病变。现发现CML是主要糖基化和氧化共同产物，广泛分布于全身各种组织和血清蛋白，在动脉壁和AS病灶中含量最高，并呈随龄性增加。它不仅是AGEs修饰蛋白质中的主要抗原决定簇，而且可作为体内氧化负荷及衰老过程中蛋白质长期受损的标志。糖尿病患者这一过程明显加快[8]。给正常的大鼠和家兔灌注体外制备的AGEs也能诱发多种类似于糖尿病体内的病理改变，如血管渗透性增加，对舒血管因子或药物无反应。最近发现AGEs还出现在短半寿期的蛋白质、脂质、甚至核酸上。人的海马神经元也发现有AGEs，并随年龄而增加。AGEs在局灶性脑卒中表现出神经毒性作用[9]。AGEs受体在Alzheimer's病灶中的高表达[10]及在该病患者外周血中检出高水平的AGEs强烈提示它们在发病学中的内在联系[11]。
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巨噬细胞上的AGEs受体是AGEs降解的主要机制，胞内消化后释放到间质，与间质蛋白降解成份一起构成循环中一类低分子量物质，从肾脏清除。这些物质与肾功能呈负相关。组织自然降解的AGEs释放的中间产物还能再结合到其他物质上，如不能被肾脏及时清除，则形成第二代AGEs。终末期肾衰需透析时，其浓度可比正常人高8倍，不能被现有的透析治疗有效地清除。在透析引起的淀粉样变性患者中，pentosidine是淀粉丝中含的AGEs修饰微球蛋白的主要成份[12]。这类物质作为一种重要的代谢标志或毒物，在尿毒症及透析相关疾病中的作用倍受重视[13]。AGEs在肾脏的降解过程也被阐明，提示肾脏不仅是清除和降解AGEs的主要部位，也是易受其害而发生糖尿病肾病的靶器官。
3 与生长因子和基质的关系
AGEs促进糖尿病并发症发生的另一重要机制是:AGEs改变了细胞外某些基质的结构与功能。胶原是第一个被发现AGEs形成分子内共价交联基质蛋白。AGEs形成可抑制基底膜Ⅳ型胶原分子在正常网样结构中的旁侧联系，引起I型胶原分子间空隙增大。此外，胶原上AGEs的形成共价捕获可溶性血浆蛋白如LDL，IgG，IgM,引发糖尿病血管闭塞。
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除影响、干扰基质-基质连接外，还影响基质与细胞的连接。在促进轴突向外生长的Laminin分子A链，发现一个富含赖氨酸的氨基酸序列，此序列一旦被AGEs修饰，即可使轴尖的向外生长抑制50%～60%。AGEs 可抑制内皮细胞来源的舒张因子及抗增生因子NO的活性，这可部分解释糖尿病及老年患者血管对NO舒张反应的丧失。而在细胞培养状态下，AGEs可阻止NO抑制平滑肌细胞、基底膜细胞的增殖作用。
AGEs修饰的大分子与这类特异受体作用后会改变细胞功能，如影响内皮细胞通透性及抗凝特性，并趋化单核细胞迁移至内皮细胞下层并转化为巨噬细胞，分泌细胞因子、生长因子和粘附分子，如EGF、PDGF、IL-1、TNF、VCAM-1等[14],与临床发现糖尿病血浆血管细胞粘附分子水平增高结果相一致。AGEs可上调肾系膜细胞基质如胶原、Laminin和纤维联结素(Fibronectin)的mRNA和蛋白质表达，并与PDGF相关，不仅抗AGEs受体抗体能阻断这些效应，而且抗PDGF抗体也有抑制作用。但PDGF究竟如何起作用还不清楚，可能PDGF的自分泌是必要的中间环节[15]。
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我们的实验证实AGEs促进人单核巨噬细胞和大鼠SMC表达c-sis。有理由推测SMC可通过自分泌和旁分泌改变其功能，由收缩型转化为合成型并大量分泌基质，这可能是其致病的一个重要环节。人单核巨噬细胞经高浓度糖培养6d后PDGF受体表达明显增强，还发现AGEs通过PDGF/BB及其受体介导而刺激人胰腺癌细胞的生长。我们还发现AGEs能以浓度依赖的方式刺激人肝脏星状细胞的增殖，并合成前胶原、纤维连接素等基质，可能在糖尿病人加速的肝纤维化过程中起作用。
基质在心室重构和冠脉再狭窄中的作用已受到高度重视。非常有趣的是，当胶体金标记的AGEs被灌注到冠脉血管床，可见其紧密结合到内皮，然后被胞吞及穿越细胞转移或释放到内皮下间隙。AGEs能改变内皮细胞对大分子的通透性。除了刺激平滑肌细胞增殖外，还可能促进基质分泌并与之交联。大量增殖的SMC及胞外基质构成了粥样斑块的主要成份，而胞外基质在调控细胞周期、信号转导及细胞间相互接触中的作用，不仅对糖尿病血管并发症，而且对冠脉PTCA后再狭窄都有重要意义。
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4 AGEs的检测
目前临床检测的糖化血红蛋白和糖化白蛋白都属Amadori类糖化蛋白,是临床评估糖尿病患者检查前几天或几周内血糖平均水平的重要指标。AGEs 具有棕色荧光反应的特点，因而可用荧光分光光度计测定其荧光值(测定470 nm，激发在390 nm)。糖尿病病程越长，荧光值增加越明显。这种AGEs荧光值的测定只能粗略估计AGEs形成量。第26周糖尿病鼠视网膜血管上AGEs荧光值比非糖尿病鼠增加2.6倍，但用抗AGEs特异抗体的酶联免疫吸附法(ELISA)测定却显示：同样的糖尿病鼠标本，AGEs生成量比非糖尿病组却多10-25倍，提示在糖尿病组织上非荧光的AGEs比带荧光的AGEs要多得多。
至今临床上仍缺乏特异性较强的检测方法。可用ELISA法来测定AGEs修饰的Hb。Hb-AGEs在正常人为0.42%，而糖尿病患者占0.78%。用 AGEs抑制剂-氨基胍治疗4周后，Hb-AGEs降低28%而HbA1c无明显变化。提示Hb-AGEs可作为检测体内AGEs形成的生化指标，也可为临床评估抗糖基化药物疗效提供依据。
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本实验室正在建立联合应用紫外和荧光检测AGEs的方法，初步结果较满意。尿毒症患者的AGEs水平最高，说明肾脏在排泄AGEs过程中起重要作用，而且血液透析能有效地清除血循环中增高的AGEs水平。
5 AGEs与微循环
糖尿病患者不仅易患动脉粥样硬化，其晚期慢性并发症与微循环异常有密切关系。近年的研究集中在血管壁细胞，特别是内皮细胞已成为研究热点。胰岛素依赖型糖尿病的特征是微循环毛细血管压力增高和流速增快，导致微血管内皮损伤，并发生适应性微血管硬化，自身调节能力受损，渗透性增加。正常血压的非胰岛素依赖型糖尿病人，在临床前期与胰岛素抵抗有密切关系[16]。
心脏的微循环变化与炎症反应机制引起了人们的很大兴趣。NO的生物活性降低导致的微血管内皮细胞依赖性舒张是突出的变化。临床上再灌注的表现是炎症反应所致。内皮功能异常、氧自由基、中性粒细胞、TNF及NOS是关键因素[17]。在高糖浓度灌注的大鼠心脏，微血管床很快发生结构性变化，毛细血管直径变小，内皮细胞缝隙增大，基底膜增厚[18]。
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长期非卧床腹膜透析病人，超滤失败是一较严重的并发症。已发现在低超滤的腹膜透析病人，AGEs可积聚在腹膜上的微血管床，与间质纤维化和血管硬化密切相关[19]。
当视网膜血管周细胞和内皮细胞暴露于高浓度的糖时，细胞内的蛋白质被糖基化修饰，可能是糖尿病视网膜病变的重要发病因素。糖或AGEs能修饰抗氧化酶，抑制视网膜内皮细胞的NO合酶活性[20]，对其有明显的细胞毒性作用。最近发现即使是正常的小鼠，经常或大量摄入糖，可明显加速微血管的衰老[21]。有学者在糖尿病大鼠模型中证实，AGEs和内皮上的RAGE介导微血管的渗漏，可能与增强的氧化负荷有关[22]。
6 药物干预
目前WHO的一项重要研究(DCCT)已显示：高血糖的持续存在与糖尿病慢性血管、神经并发症密切相关，有效地降低血糖是行之有效的方法。在糖尿病大鼠模型上已证实严格的血糖控制有助于减少胶原上集聚的糖氧化终产物。此外，寻找或开发阻断蛋白糖化产物形成及转化为AGEs的药物极为重要。
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AGEs通过血管内皮细胞上的特异受体损害其屏障功能，诱导细胞内氧化负荷及核转录因子表达，失活内皮来源的舒张因子，这些效应能被抗AGEs受体的抗体、维生素E和抗氧化剂Probucol阻断。抗氧化剂维生素C，维生素E无论在体内或体外实验中，不仅可阻断蛋白质的糖基化，且具有“清道夫”作用，清除蛋白质糖基化所产生的自由基。
80年代初筛选出来的氨基胍(aminoguanidine,AG)则代表了一类能阻止AGEs形成的新型药物。虽其不能阻止Amadori产物的形成，但能阻止其重排形成AGEs，有效降低AGEs的危害。AGEs-血红蛋白作为体内长期(60d)血糖控制水平指标优于HbA1c。体外实验证实AG可抑制可溶性血浆蛋白与胶原的交联、胶原自身的交联以及抑制由交联所致多阴离子蛋白聚糖与胶原纤维蛋白和基底膜的结合。动物试验有防止糖尿病肾小球基底膜增厚的作用。AG除具有阻止AGEs形成的作用外，尚能捕获醛基或过氧化脂质(LPO)。AG防止动脉粥样硬化发生，一方面通过阻止AGE形成，另一方面也可能有效地干扰了LDL的氧化修饰。AG还能预防中性粒细胞的功能异常[23]。
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最近，有学者针对AGEs在结缔组织与基质成份形成交链(Crosslinks),设计出了一种AGE蛋白质交联阻断剂(N-phenacylthiayolium bromide,PTB),能够将AGEs-BSA-胶原复合物中的BSA释放出来，并且能清除体内已形成的AGEs蛋白质交链[24]。虽然目前还不能肯定清除了组织中的AGEs就能逆转其病理过程，但至少为寻找有临床应用前景的治疗药物提供了很有价值的线索。
参考文献
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(收稿：1999-10-29 修回：2000-01-31), http://www.100md.com
单位：南京铁道医学院附属医院心内科 江苏省南京市，210009
关键词：
中国微循环000203
80年代初Gerami和Browlee等首先报道糖尿病患者持久的高血糖状态会导致许多结构功能蛋白和核酸蛋白非酶糖基化,这在糖尿病慢性并发症的发生中占有重要地位,且与衰老过程密切相关。近两年来的研究表明，其病理意义比原来预计的更广泛。不仅与衰老、尿毒症与透析相关疾病和Alzheimer's病密切相关，且与胞浆及核蛋白如转录因子、原癌基因和肿瘤抑制因子的糖基化有关，很可能是一种以前未发现的类似于蛋白质磷酸化的重要调控方式。本文就这一领域的国际研究动态并结合我们的初步研究结果作一报告。
1 糖基化终产物及其受体
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还原糖如葡萄糖与蛋白质等大分子物质发生的非酶糖基化反应是转录后修饰过程，先形成可逆的早期糖基化产物Schiff氏碱和Amadori产物，此反应通常于数周内达到平衡。如临床用于监测长期血糖控制的HbA1c便属其一。如反应继续，则分子重排形成一系列高活性的糖基化终产物(advanced glycosylation end-products，AGEs)，结构已明确的有pentosidine,crossline,3_deoxyglucosone(3_DG),carboxymethyl_lysine(CML)。它们的共同特征是形成缓慢，但不可逆，有棕黄色素和特征性荧光光谱，与氧化修饰密切相关，能与特异胞膜受体结合，能形成蛋白和基质间的交链[1]。
由于AGEs的检出量远比体外同样条件孵育时检出的AGEs量少得多,人们推测在体内一定存在某种机制去除那些堆积有AGEs的蛋白质。AGEs受体便是清除AGEs修饰蛋白质及衰老大分子物质的主要承担者。最早从鼠肝和巨噬细胞膜分离出两种AGEs受体，p60和p90， 部分序列已清楚。近来发现p60 N-末端与新发现的微粒体膜上48KD寡糖转移酶(OST-48)95%同源，而p90 则相似于一种膜相关蛋白(plasma membrane-associated protein 80K-H)，因其是有效的蛋白激酶C磷酸化底物，可能在受体调控的信号转导中起关键作用。流式细胞术发现许多细胞都表达这两种蛋白，推测该受体有多个成分分别参与胞吞和细胞激活[2]。Galectin-3也是一种高亲合性的AGEs结合蛋白，被认为是AGEs受体家族的新成员[3] 。此外，乳铁蛋白样的多肽也能与AGEs受体非共价结合组成AGEs膜特异性结合位点[4]。
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人血管内皮细胞、平滑肌细胞(SMC)，肾系膜细胞、成纤维细胞、单核细胞、心肌细胞、巨噬细胞，乃至人脑神经元表达此受体，种属间相当保守。该受体属细胞表面分子免疫球蛋白超家族的成员，胞外有三个免疫球蛋白样的Domain，连接一个跨膜区，胞内的一个短胞浆尾可能连接信号转导通路。已发现这些整合膜蛋白不仅是AGEs受体，可能还是其它细胞因子或粘附分子的结合位点，其功能也不仅仅是结合清除AGEs[5]。比较巨噬细胞上的清道夫受体与AGEs受体的特异性时发现前者也能介导胞吞并降解AGEs，可能有多种受体蛋白能识别AGEs[6]。血糖正常的尿毒症患者动静脉内皮细胞均表达AGEs受体，而大动脉和非尿毒症患者静脉内皮细胞则未见表达。
我们用放射配基结合法发现大鼠主动脉SMC表达AGEs受体。AGEs明显促进大鼠SMC增殖，呈浓度依赖性，且伴有胞浆游离钙增高。可能AGEs与其受体结合改变了胞内信号转导，促进胞内钙释放通道开放。这符合糖尿病人冠脉SMC增殖明显增强的报道。我们用生物素标记并经纯化的AGEs作为配基，发现人肝星状细胞能特异性结合该配基，非标记AGEs能竟争此结合。RT-PCR也证实该细胞表达AGEs受体基因。
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2 与衰老、神经病变和肾功能不全的关系
衰老过程中AGEs逐渐增多，积聚于长半寿期的蛋白质上，尤以血管胶原和肾小球基底膜上为甚，且可捕获大分子如LDL与之交联。被其修饰的AGEs-LDL体内清除受阻，可被巨噬细胞通过非饱和机制大量摄取。糖尿病人AGEs-LDL血浓度显著增高，促进氧化修饰LDL的产生。在糖尿病大鼠模型和人主动脉AS病灶中，特别在胶原中能捡出AGEs[7]，而皮肤胶原中的AGEs水平能更早地预示糖尿病肾病和视网膜病变。现发现CML是主要糖基化和氧化共同产物，广泛分布于全身各种组织和血清蛋白，在动脉壁和AS病灶中含量最高，并呈随龄性增加。它不仅是AGEs修饰蛋白质中的主要抗原决定簇，而且可作为体内氧化负荷及衰老过程中蛋白质长期受损的标志。糖尿病患者这一过程明显加快[8]。给正常的大鼠和家兔灌注体外制备的AGEs也能诱发多种类似于糖尿病体内的病理改变，如血管渗透性增加，对舒血管因子或药物无反应。最近发现AGEs还出现在短半寿期的蛋白质、脂质、甚至核酸上。人的海马神经元也发现有AGEs，并随年龄而增加。AGEs在局灶性脑卒中表现出神经毒性作用[9]。AGEs受体在Alzheimer's病灶中的高表达[10]及在该病患者外周血中检出高水平的AGEs强烈提示它们在发病学中的内在联系[11]。
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巨噬细胞上的AGEs受体是AGEs降解的主要机制，胞内消化后释放到间质，与间质蛋白降解成份一起构成循环中一类低分子量物质，从肾脏清除。这些物质与肾功能呈负相关。组织自然降解的AGEs释放的中间产物还能再结合到其他物质上，如不能被肾脏及时清除，则形成第二代AGEs。终末期肾衰需透析时，其浓度可比正常人高8倍，不能被现有的透析治疗有效地清除。在透析引起的淀粉样变性患者中，pentosidine是淀粉丝中含的AGEs修饰微球蛋白的主要成份[12]。这类物质作为一种重要的代谢标志或毒物，在尿毒症及透析相关疾病中的作用倍受重视[13]。AGEs在肾脏的降解过程也被阐明，提示肾脏不仅是清除和降解AGEs的主要部位，也是易受其害而发生糖尿病肾病的靶器官。
3 与生长因子和基质的关系
AGEs促进糖尿病并发症发生的另一重要机制是:AGEs改变了细胞外某些基质的结构与功能。胶原是第一个被发现AGEs形成分子内共价交联基质蛋白。AGEs形成可抑制基底膜Ⅳ型胶原分子在正常网样结构中的旁侧联系，引起I型胶原分子间空隙增大。此外，胶原上AGEs的形成共价捕获可溶性血浆蛋白如LDL，IgG，IgM,引发糖尿病血管闭塞。
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除影响、干扰基质-基质连接外，还影响基质与细胞的连接。在促进轴突向外生长的Laminin分子A链，发现一个富含赖氨酸的氨基酸序列，此序列一旦被AGEs修饰，即可使轴尖的向外生长抑制50%～60%。AGEs 可抑制内皮细胞来源的舒张因子及抗增生因子NO的活性，这可部分解释糖尿病及老年患者血管对NO舒张反应的丧失。而在细胞培养状态下，AGEs可阻止NO抑制平滑肌细胞、基底膜细胞的增殖作用。
AGEs修饰的大分子与这类特异受体作用后会改变细胞功能，如影响内皮细胞通透性及抗凝特性，并趋化单核细胞迁移至内皮细胞下层并转化为巨噬细胞，分泌细胞因子、生长因子和粘附分子，如EGF、PDGF、IL-1、TNF、VCAM-1等[14],与临床发现糖尿病血浆血管细胞粘附分子水平增高结果相一致。AGEs可上调肾系膜细胞基质如胶原、Laminin和纤维联结素(Fibronectin)的mRNA和蛋白质表达，并与PDGF相关，不仅抗AGEs受体抗体能阻断这些效应，而且抗PDGF抗体也有抑制作用。但PDGF究竟如何起作用还不清楚，可能PDGF的自分泌是必要的中间环节[15]。
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我们的实验证实AGEs促进人单核巨噬细胞和大鼠SMC表达c-sis。有理由推测SMC可通过自分泌和旁分泌改变其功能，由收缩型转化为合成型并大量分泌基质，这可能是其致病的一个重要环节。人单核巨噬细胞经高浓度糖培养6d后PDGF受体表达明显增强，还发现AGEs通过PDGF/BB及其受体介导而刺激人胰腺癌细胞的生长。我们还发现AGEs能以浓度依赖的方式刺激人肝脏星状细胞的增殖，并合成前胶原、纤维连接素等基质，可能在糖尿病人加速的肝纤维化过程中起作用。
基质在心室重构和冠脉再狭窄中的作用已受到高度重视。非常有趣的是，当胶体金标记的AGEs被灌注到冠脉血管床，可见其紧密结合到内皮，然后被胞吞及穿越细胞转移或释放到内皮下间隙。AGEs能改变内皮细胞对大分子的通透性。除了刺激平滑肌细胞增殖外，还可能促进基质分泌并与之交联。大量增殖的SMC及胞外基质构成了粥样斑块的主要成份，而胞外基质在调控细胞周期、信号转导及细胞间相互接触中的作用，不仅对糖尿病血管并发症，而且对冠脉PTCA后再狭窄都有重要意义。
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4 AGEs的检测
目前临床检测的糖化血红蛋白和糖化白蛋白都属Amadori类糖化蛋白,是临床评估糖尿病患者检查前几天或几周内血糖平均水平的重要指标。AGEs 具有棕色荧光反应的特点，因而可用荧光分光光度计测定其荧光值(测定470 nm，激发在390 nm)。糖尿病病程越长，荧光值增加越明显。这种AGEs荧光值的测定只能粗略估计AGEs形成量。第26周糖尿病鼠视网膜血管上AGEs荧光值比非糖尿病鼠增加2.6倍，但用抗AGEs特异抗体的酶联免疫吸附法(ELISA)测定却显示：同样的糖尿病鼠标本，AGEs生成量比非糖尿病组却多10-25倍，提示在糖尿病组织上非荧光的AGEs比带荧光的AGEs要多得多。
至今临床上仍缺乏特异性较强的检测方法。可用ELISA法来测定AGEs修饰的Hb。Hb-AGEs在正常人为0.42%，而糖尿病患者占0.78%。用 AGEs抑制剂-氨基胍治疗4周后，Hb-AGEs降低28%而HbA1c无明显变化。提示Hb-AGEs可作为检测体内AGEs形成的生化指标，也可为临床评估抗糖基化药物疗效提供依据。
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本实验室正在建立联合应用紫外和荧光检测AGEs的方法，初步结果较满意。尿毒症患者的AGEs水平最高，说明肾脏在排泄AGEs过程中起重要作用，而且血液透析能有效地清除血循环中增高的AGEs水平。
5 AGEs与微循环
糖尿病患者不仅易患动脉粥样硬化，其晚期慢性并发症与微循环异常有密切关系。近年的研究集中在血管壁细胞，特别是内皮细胞已成为研究热点。胰岛素依赖型糖尿病的特征是微循环毛细血管压力增高和流速增快，导致微血管内皮损伤，并发生适应性微血管硬化，自身调节能力受损，渗透性增加。正常血压的非胰岛素依赖型糖尿病人，在临床前期与胰岛素抵抗有密切关系[16]。
心脏的微循环变化与炎症反应机制引起了人们的很大兴趣。NO的生物活性降低导致的微血管内皮细胞依赖性舒张是突出的变化。临床上再灌注的表现是炎症反应所致。内皮功能异常、氧自由基、中性粒细胞、TNF及NOS是关键因素[17]。在高糖浓度灌注的大鼠心脏，微血管床很快发生结构性变化，毛细血管直径变小，内皮细胞缝隙增大，基底膜增厚[18]。
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长期非卧床腹膜透析病人，超滤失败是一较严重的并发症。已发现在低超滤的腹膜透析病人，AGEs可积聚在腹膜上的微血管床，与间质纤维化和血管硬化密切相关[19]。
当视网膜血管周细胞和内皮细胞暴露于高浓度的糖时，细胞内的蛋白质被糖基化修饰，可能是糖尿病视网膜病变的重要发病因素。糖或AGEs能修饰抗氧化酶，抑制视网膜内皮细胞的NO合酶活性[20]，对其有明显的细胞毒性作用。最近发现即使是正常的小鼠，经常或大量摄入糖，可明显加速微血管的衰老[21]。有学者在糖尿病大鼠模型中证实，AGEs和内皮上的RAGE介导微血管的渗漏，可能与增强的氧化负荷有关[22]。
6 药物干预
目前WHO的一项重要研究(DCCT)已显示：高血糖的持续存在与糖尿病慢性血管、神经并发症密切相关，有效地降低血糖是行之有效的方法。在糖尿病大鼠模型上已证实严格的血糖控制有助于减少胶原上集聚的糖氧化终产物。此外，寻找或开发阻断蛋白糖化产物形成及转化为AGEs的药物极为重要。
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AGEs通过血管内皮细胞上的特异受体损害其屏障功能，诱导细胞内氧化负荷及核转录因子表达，失活内皮来源的舒张因子，这些效应能被抗AGEs受体的抗体、维生素E和抗氧化剂Probucol阻断。抗氧化剂维生素C，维生素E无论在体内或体外实验中，不仅可阻断蛋白质的糖基化，且具有“清道夫”作用，清除蛋白质糖基化所产生的自由基。
80年代初筛选出来的氨基胍(aminoguanidine,AG)则代表了一类能阻止AGEs形成的新型药物。虽其不能阻止Amadori产物的形成，但能阻止其重排形成AGEs，有效降低AGEs的危害。AGEs-血红蛋白作为体内长期(60d)血糖控制水平指标优于HbA1c。体外实验证实AG可抑制可溶性血浆蛋白与胶原的交联、胶原自身的交联以及抑制由交联所致多阴离子蛋白聚糖与胶原纤维蛋白和基底膜的结合。动物试验有防止糖尿病肾小球基底膜增厚的作用。AG除具有阻止AGEs形成的作用外，尚能捕获醛基或过氧化脂质(LPO)。AG防止动脉粥样硬化发生，一方面通过阻止AGE形成，另一方面也可能有效地干扰了LDL的氧化修饰。AG还能预防中性粒细胞的功能异常[23]。
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最近，有学者针对AGEs在结缔组织与基质成份形成交链(Crosslinks),设计出了一种AGE蛋白质交联阻断剂(N-phenacylthiayolium bromide,PTB),能够将AGEs-BSA-胶原复合物中的BSA释放出来，并且能清除体内已形成的AGEs蛋白质交链[24]。虽然目前还不能肯定清除了组织中的AGEs就能逆转其病理过程，但至少为寻找有临床应用前景的治疗药物提供了很有价值的线索。
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(收稿：1999-10-29 修回：2000-01-31), http://www.100md.com