RAS抑制剂的骨生物学作用研究进展

沙南南 李晓莉 王拥军，4 张岩*

1.上海中医药大学附属龙华医院，上海 200032 2.上海中医药大学脊柱病研究所，上海 200032 3.上海理工大学医疗器械与食品学院，上海 200093 4.上海中医药大学康复医学院，上海 201203

肾素-血管紧张素系统(RAS)常被所熟知的是其对人体水、电解质、体液平衡等的重要调控作用，与血压密切相关。因此，RAS抑制剂是临床常用的一类抗高血压药物，主要包括血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂(ACEI)和血管紧张素受体拮抗剂(ARB)。近来发现，RAS组分肾素(Renin)、血管紧张素原(AGT)、ACE、血管紧张素II(Ang II)、血管紧张素II的1型受体(AT1R)、2型受体(AT2R)等组分存在于局部组织，如骨骼、心脏、血管、肾、中枢、脂肪等[1]。体内、体外研究显示，小鼠长骨、椎骨的松质骨部位、原代培养的骨细胞都表达有RAS组分[1,2]，相关药理学研究也在不断揭示RAS在骨代谢调控中的生物学作用[3,4]。本文综述了RAS抑制剂对骨代谢尤其是骨质疏松症作用的研究进展。

1 血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)

骨质疏松症、高血压、糖尿病是多发于老年人的主要慢性病，并且，高血压、 糖尿病也是骨质疏松症的高风险因素。由于ACEI通常用于治疗高血压、心力衰竭以及糖尿病并发症，如糖尿病肾病[3,4]，因此，非常有必要研究这些药物是否对骨代谢平衡有一定的干预作用。

前期临床研究表明，ACEI干预能够增加骨密度、减少骨折风险[5，6]。相对于未使用ACEI药物福辛普利治疗的绝经期高血压女性，使用该药物治疗后，能够有效抑制生理性的骨量减少[7]。英国实施的一个大型病例对照研究显示，骨折风险的减少与ACEI的长期使用有关[5]，另在包含134例低至中度高血压和恒定的骨密度的患者中所进行的开放性、前瞻性研究，发现使用ACEI药物喹那普利治疗，能够提高血浆钙和25-羟基维生素D水平[8]。具有ACE DD基因型的人群体内血管紧张素Ⅱ水平较高，但喹那普利的应用，可以显著提高ACE DD基因型女性腰椎的骨密度(BMD)[8]。来自香港的研究小组进行了两个大规模队列研究，发现在香港居住的老年男性，ACEI使用者比未使用者的髋关节、股骨颈和腰椎有更高的BMD。同样，女性ACEI使用者股骨颈的BMD也比非使用者显著提高[9]。因此，以上临床数据提示，ACEI的使用具有一定的骨保护作用。

然而，最近的一些临床试验数据，与以上结果存在一定矛盾。证据表明，ACEI的使用不能改变骨折的发生率和骨折风险[10]，甚至导致骨损失的进一步增强[4,11]。来自我国香港的相同研究组也提出，连续使用ACEI的女性患者，其髋关节和股骨颈的骨流失增多[12]。美国开展的针对男性的大样本研究结果也支持这一理论，ACEI的使用和骨损失的增加是正相关的[4]。此外，日本所进行的另一项前瞻性研究显示，ACEI的使用和日本老年人股骨颈的骨损失增加有关[11]。

同临床研究结果相似，目前关于ACEI的骨生物学作用，体内动物实验的结果也不尽一致。ACEI药物依那普利(10～20 mg/kg,i.g.)对去卵巢大鼠[13]或自发性高血压去卵巢大鼠[14]没有任何骨保护作用；同样，依那普利在推荐的治疗高血压剂量下(0.4 mg/kg, i.p)，也没有引起雌性Wistar大鼠骨密度或者股骨形态学参数的显著变化[15]。另一个ACEI药物莫西普利，当单独给予10 mg/kg的口服剂量，对去卵巢大鼠或假手术组大鼠的松质骨部位无明显影响，但它也并不妨碍17β-雌二醇的骨保护作用[16]。尽管依那普利能够有效改善自发性高血压小鼠骨质疏松症[17]，卡托普利(1.5 mg/kg)增加去卵巢大鼠腰椎(L4)骨小梁面积、增加L5的断裂应力和弹性模量等生物力学性能[18]，然而，我们最近的研究结果表明，卡托普利(10 mg/kg, i.g)显著提高1型糖尿病小鼠血清抗酒石酸酸性磷酸酶5b(TRAP 5b)水平，并有降低松质骨BMD、损伤胫骨近端、股骨远端松质骨微结构的趋势[3]。同样，使用培哚普利(3 mg/(kg·d), i.g)干预10周，能显著降低动物股骨远端干骺端BMD[19]。

Ang II对骨组织能够产生显著不利影响，而ACE是产生Ang II的主要代谢酶，这似乎与ACEI类药物不能改善甚至加快人和动物的骨损失存在明显地矛盾。由于ACE水平的微量变化影响缓激肽的能力远强于对Ang II产生水平的影响，换句话说，相对小的ACE水平改变更多的是影响缓激肽系统[20]，而已有研究显示，缓激肽可刺激骨吸收，降低成骨功能，减少骨密度[12]。另一个可能的原因，虽然短期ACEI治疗与Ang II水平降低有关，但是，一些证据表明长期的ACEI干预会导致Ang II朝向基线水平回升的现象，即所谓的“血管紧张素转化酶逃逸现象”[12]。这种整合反馈机制还没有得到充分的证明，需要进行更多的研究去阐明。总之，ACEI干预对骨健康存在潜在的风险，当进行降压治疗、糖尿病并发症治疗时，特别是对伴有骨量减少、骨质疏松症的绝经后女性，应用ACEI类药物需要警惕其对骨代谢的影响[16]。

2 血管紧张素受体拮抗剂(ARB)

ARB类药物与ACEI药物的临床适应症较为一致。在美国，通常当患者对ACEI药物耐受性较差时,会选择使用ARB药物，因此，使用ARB药物干预的人群较少[4]，而关于ARB与骨密度相关性、与骨折风险相关性的临床研究报道较少[10]。从已有的临床和动物研究结果分析来看，ARB对骨功能的影响存在一定的不确定性。

加拿大安大略省进行的一项采用倾向性评分匹配的回顾性队列研究，探讨高血压老年患者经ARB或ACEI干预后的骨质疏松性骨折风险，发现ARB与ACEI对髋部以及其它骨质疏松性骨折部位的影响没有显著差异[21]。另一项对参保并诊断为高血压的人群进行的大型队列研究表明，当采用ARB单一药物干预，其对骨折发生的相对风险随着用药进程具有较好的改善作用[10]。然而，一项来自6个不同地区的针对社区老人开展的大样本研究表明，ARB的使用对老年人骨损失没有任何显著影响[4]。

动物实验结果也显示，ARB对骨代谢的影响存在一定的矛盾。使用替米沙坦、奥美沙坦、或氯沙坦治疗后，能减少去卵巢小鼠的骨损失[13]，减缓去卵巢大鼠骨密度的减少[22]，还能增加去卵巢大鼠股骨的骨强度、骨量和骨小梁的连接密度[23,24]。此外，替米沙坦通过维持PPARγ丝氨酸112位点磷酸化，有效阻断噻唑烷二酮的抑成骨活性，从而，抑制噻唑烷二酮诱导的骨损失[25]，而且，替米沙坦还能够促进小鼠模型的骨折愈合[26]。然而，一些研究报道显示，ARB对正常雌性大鼠[15]、2型糖尿病小鼠[25]、去卵巢大鼠[27]或者去睾丸大鼠[28]的骨特性没有明显作用。更为重要的是，研究发现ARB在某些动物模型上，可以导致动物骨损失的增多[17,29]。给转基因高血压小鼠以氯沙坦干预，导致小鼠低骨量表型的恶化[17]。我们的前期研究发现，1型糖尿病小鼠经氯沙坦干预后，由于代偿性地激活骨组织RAS，主要表现为骨组织肾素、Ang II表达上调，因此，有增加骨量丢少和骨小梁微结构恶化的趋势[29]。

3 展望

由于ACEI类药物、ARB类药物都会引起负反馈性的肾素表达上调，因此，两类药物都不能完全阻断RAS级联[30]。肾素表达增加能够加速Ang I的转换，并最终使Ang II生成增加，这在很大程度上限制了RAS抑制剂的疗效[31]。同时，肾素还能够通过与(前)肾素受体结合，引起Ang II非依赖性地组织损伤[32]。最近的体内研究显示，肾素抑制剂有效保护去卵巢小鼠骨小梁[33]和腰椎[34]的损伤。因此，有必要进一步探索与单一的RAS抑制剂干预相比，是否ARB或ACEI与肾素抑制剂联合使用，如阿利吉仑，对组织损伤(如骨质疏松症)会产生更好的治疗效果。

如本文所述，组织RAS在骨代谢的调控中起着关键作用。然而，在过去的10年里，一些研究提出另一支RAS臂的存在，即ACE2/Ang-(1-7)/Mas轴[35]。对ACE同源异构酶ACE2的发现，揭开了关键性活性肽Ang-(1-7)的存在及其酶合成途径。Ang-(1-7)除了对已知的心血管、肾脏的作用外，发现其对多种不同的器官组织有广泛的病理生理作用[36]。这个七肽物质通过与区别于AT1R、AT2R的G蛋白-偶联受体Mas结合发挥作用[37]。研究显示，ACE2/Ang-(1-7)/Mas轴能够抵消ACE/AngⅡ/AT1轴产生的大部分组织损伤作用，尤其是在病理条件下[38]，例如心脏功能障碍、高血压、降压感受性反射功能障碍、内皮功能障碍、生殖功能下降、血栓生成增加等[36]。因此，在维持、调控骨代谢平衡过程中，RAS双轴系统的网络对话、交互作用有待进一步研究，这也将有助于更好理解骨代谢疾病的分子致病机制。