硝酸酯类药物耐药机制及临床应对策略研究进展

谢永花，白 雪，杨思进

·用药指导·

硝酸酯类药物耐药机制及临床应对策略研究进展

谢永花，白 雪，杨思进

在全球范围内，急性心肌梗死发病率、病死率均很高，硝酸酯类药物作为急性心肌梗死及心绞痛的一线治疗药物，可有效增加血管内皮细胞一氧化氮(NO)含量及心肌血供，扩张冠状动脉，但长期持续使用可导致硝酸酯类药物耐药，进而导致其扩张血管作用减弱或消失、血管内皮细胞功能紊乱、缺血区心肌细胞存活能力降低、心肌梗死面积扩大等，因此硝酸酯类药物耐药受到越来越多学者的关注。本文就硝酸酯类药物耐药机制及临床应对策略进行综述。

心肌梗死；心绞痛；硝酸酯类；抗药性；药理作用分子作用机制；综述

1867年，英国科学家Brunton[1]首次报道亚硝酸戊酯可以缓解心绞痛，19世纪末硝酸甘油被证实可用于缓解心绞痛，到目前为止，硝酸酯类药物仍是急性心肌梗死、心绞痛及心力衰竭的一线治疗药物。硝酸酯类药物可通过扩张外周容量血管、减少回心血量、降低心室前负荷、扩张动脉减少后负荷及心室射血阻力等减少心室肌做功及氧耗，同时可通过扩张大、中冠状动脉及冠状动脉交通支而增加心肌供血，还有抗血小板聚集和黏附作用，有利于缩小心肌梗死面积[2-3]。但在临床长期使用过程中，硝酸酯类药物耐药现象越来越多，由此带来的弊端也越来越受到临床医生重视。本文就硝酸酯类药物耐药机制及临床应对策略进行综述。

1 硝酸酯类药物的活化机制

目前，临床上常用的硝酸酯类药物包括短效硝酸甘油(nitroglycerin，NTG)、长效硝酸异山梨酯(isosorbide dinitrate，ISDN)及5-单硝酸异山梨酯(isosorbide 5-mononitrate，5-ISMN)等。硝酸甘油(或硝酸基化合物)进入人体后可与硫醇发生化学反应而生成S-亚硝酸硫醇，而S-亚硝酸硫醇可促进一氧化氮(NO)合成及分泌[4]。NO可激活可溶性鸟苷酸环化酶(soluble guanylate cyclase，sGC)，sGC生成增加[5]可激活环磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)依赖性蛋白激酶，该酶可降低细胞内Ca2+浓度，进而引起血管平滑肌舒张[6]。cCMP还可抑制纤维蛋白原与血小板糖蛋白GPⅡb/Ⅲa的结合，而由于纤维蛋白原在血小板桥接、聚集过程中必不可少，因此硝酸酯类药物具有抗血小板聚集作用[7]。

硝酸酯类药物活化后主要生成1，2-二硝酸甘油、亚硝酸盐、NO等活性物质。研究表明，硝酸甘油的活化途径包括非酶途径和酶途径：非酶途径主要为部分内生还原剂(如硫醇、抗坏血酸盐)介导的硝酸酯类药物生物转化，其对血管舒张的调节作用是有限的；酶途径主要为多酶反应，包括谷胱甘肽-S-转移酶、黄嘌呤氧化还原酶，细胞色素P450和乙醛脱氢酶2(aldehyde dehydrogenase 2，ALDH2)等[5]，其中细胞色素P450主要参与高浓度硝酸酯类药物的活化，而ALDH2主要参与低浓度硝酸酯类药物的活化，但随着研究深入，研究人员发现ALDH2和P450共同参与了高浓度硝酸酯类药物的代谢[8]。

2 硝酸酯类药物的耐药机制

硝酸酯类药物耐药是指连续使用硝酸酯类药物后其血流动力学及抗缺血效应迅速减弱甚至消失的现象，硝酸酯类药物耐药的发生不仅影响临床疗效，还可能加剧血管内皮细胞功能损伤，对患者预后产生不利影响。硝酸酯类药物耐药可分为假性耐药、真性耐药(又称血管性耐药)、交叉耐药3种类型。假性耐药多发生于短期(24 h内)连续使用硝酸酯类药物后，其产生机制可能与交感-肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RASS)神经激素的反向调节和血管容量增加有关；真性耐药指长期连续使用硝酸酯类药物后引起的血管结构及功能改变，最为普遍；交叉耐药为使用一种硝酸酯类药物后再使用其他硝酸酯类药物或NO供体性血管扩张剂及内源性NO时作用减弱或抑制，后两者的发生机制相似，与多种因素有关，如ALDH2失活、氧化应激、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)解耦联[9]、sGC活性降低等。

2.1 ALDH2与硝酸酯类药物耐药 Ferreira等[10]研究现，急性心肌梗死大鼠持续使用硝酸甘油可导致心肌梗死面积扩大及心肌细胞功能紊乱。硝酸甘油耐药对心肌的毒性作用与ALDH2失活有关[11]，而ALDH2失活与氧化反应及二硫键形成(包括半胱氨酸巯基谷胱甘肽化)有关[5]。ALDH2包括3个半胱氨酸残基催化部分(Csy301、Csy302、Csy303)，这3个基团之间有3个巯基基团，其分子内部形成二硫键时即可导致ALDH2失活，硝酸甘油耐药[12]。ALDH2是催化硝酸甘油生成1，2-二硝酸甘油的关键酶，过氧化物及过氧亚硝酸盐可直接抑制ALDH2活性；Daiber等[13 ]研究现，硝酸甘油可通过刺激过氧化物的产生而导致ALDH2活性降低。Sydow等[14]在动物模型中发现，硝酸甘油耐药与血管ALDH2活性受抑制密切相关，体外线粒体复合体Ⅲ抑制剂抗霉素A(一种可诱导线粒体氧化应激的药物)诱导的心肌细胞线粒体氧化应激大鼠ALDH2活性下降50%[15]，硝酸甘油活化受损，导致硝酸甘油耐药；硝酸甘油与Alda-1(一种ALDH2选择性激动剂)联合应用能彻底抑制硝酸甘油对重组ALDH2的灭活作用，从而有效缩小心肌梗死面积，改善心功能[10]，表明ALDH2失活可导致硝酸甘油耐药。

2.2 氧化应激与硝酸酯类药物耐药 Münzel等[16]研究发现，硝酸甘油耐药兔动脉过氧化物水平明显高于正常兔，提示氧化应激与硝酸甘油耐药有关。Schulz等[17]、Sydow等[14]研究发现，硝酸甘油耐药大鼠心肌、主动脉线粒体活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)含量明显高于正常兔，证实ROS与硝酸甘油耐药有关；在之后的研究中发现，多种抗氧化药物可逆转硝酸甘油耐药，支持氧化应激导致硝酸酯类药物耐药学说。此外，有研究发现线粒体内ROS可渗入细胞质，激活还原型尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH)，进而导致细胞内ROS生成，而细胞内ROS可抑制细胞色素P450活性及蛋白表达，进而抑制硝酸甘油活性[18]；ROS所致硝酸甘油生物转化过程中可以使激活sGC的中间递质减少，从而减弱硝酸甘油的生物学效应，最终引起硝酸甘油耐药[8]。

2.3 eNOS解耦联与硝酸酯类药物耐药 四氢生物蝶呤是eNOS的重要辅助因子，长期使用硝酸酯类药物可导致血管内皮细胞内过氧亚硝酸盐生成增加，而过氧亚硝酸盐可促使四氢生物蝶呤转变成为二氢生物蝶呤。四氢生物蝶呤的缺乏可导致eNOS解耦联，造成eNOS释放NO减少，ROS生成增加，最终导致血管内皮功能紊乱[6]。Mao等[19]通过动物实验发现，硝酸甘油耐药小鼠血管内皮细胞微囊蛋白1(Caveolin-1，Cav-1)含量较正常小鼠明显降低，并证实Cav-1缺乏可导致eNOS解耦联并产生大量亚硝酸盐及超氧游离基，进而导致血管内皮细胞功能紊乱，使其对硝酸甘油的反应性降低而产生耐药。

2.4 sGC活性降低与硝酸酯类药物耐药 既往研究表明，硝酸甘油可导致巯基亚硝基化半胱氨酸产生，即持续使用硝酸甘油导致的巯基亚硝基化。Münzel等[20]通过持续3 d对离体血管组织使用硝酸甘油后发现，S-亚硝酸盐可导致sGC对NO敏感性降低，进而导致硝酸甘油耐药，而使用含巯基N-乙酰半胱氨酸可逆转硝酸甘油耐药，现在很多学者已开始研究sGC活化剂以预防及逆转硝酸甘油耐药。

3 硝酸酯类药物耐药的临床应对策略

3.1 正确使用硝酸酯类药物 任何剂型的硝酸酯类药物使用不规范、不合理均可导致硝酸酯类药物耐药，如连续24 h使用硝酸甘油静脉滴注或不撤除透皮贴剂、未规范口服硝酸酯类药物等。硝酸酯类药物耐药呈剂量及时间依赖性，部分耐药患者停用硝酸酯类药物后可在短时间内很快恢复正常。临床上为克服硝酸酯类药物耐药常采用以下几种方法：小剂量、间断使用：静脉滴注硝酸甘油及硝酸异山梨酯时应保证8～12 h/d的空窗期；使用硝酸甘油透皮贴剂时应注意使用时间的限制，连续使用12 h后应去除或撤除透皮贴剂；口服硝酸酯类药物时需确保8～12 h无药期或低硝酸酯类药物浓度期；冠心病患者治疗过程中无硝酸甘油空窗期时可加用β受体阻滞剂或Ca2+通道阻滞剂以预防心绞痛和血管反跳效应，若在此期间有心绞痛发作可舌下含服硝酸甘油等以缓解症状[21-22]。

3.2 防止硝酸酯类药物耐药的药物

3.2.1 叶酸 有动物实验证实，硝酸甘油耐药可导致血管内皮细胞内自由基及O-2大量堆积，造成NO活性受损，近年研究发现一氧化氮合酶(NOS)功能异常与O-2大量产生有关，有学者推测这可能与NOS的辅助因子——四氢生物蝶呤活性减低有关，而补充四氢生物蝶呤已被证实可逆转持续使用硝酸甘油等导致的高氧化状态下NOS功能障碍，叶酸有利于四氢生物蝶呤活性的恢复[23]。Gori等[24]将18例志愿者随机分为两组，分别予以口服叶酸和安慰剂1周，同时予以硝酸甘油贴剂维持24 h后静脉滴注，之后观测其前臂血流量，结果发现安慰剂组志愿者前臂血流量无明显增加，而叶酸组志愿者前臂血流量明显增加，且与未予以硝酸甘油贴剂和叶酸或安慰剂的健康对照者无明显差异，证实补充叶酸可防止硝酸甘油耐药。

3.2.2 血管紧张素Ⅱ转换酶抑制剂(ACEI)及血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂(ARB) 由于压力感受器作用，48 h内连续使用硝酸酯类药物可导致 RASS激活，血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)、血管紧张素Ⅱ受体1(AT1)分泌增多，使血管对AngⅡ等多种缩血管物质的敏感性增强，导致硝酸甘油扩血管作用减弱。因此，使用硝酸甘油时加用ACEI或ARB可减轻血管对缩血管物质的敏感性，有利于防止硝酸甘油耐药[25]。

3.2.3 巯基供体 多项动物实验研究证实，硝酸甘油代谢生成NO时需要巯基参与，持续使用硝酸甘油导致血管巯基逐渐被消耗及NO分泌减少[26]。因此，使用硝酸甘油时加用巯基供体药物如N-乙酰半胱氨酸、蛋氨酸等可预防及逆转硝酸酯类药物耐药。

3.2.4 其他药物 利尿剂：硝酸酯类药物假性耐药的发生机制可能与RASS激活后的反向调节作用及血管容量增加有关，利尿剂可通过减轻水钠潴留而缓解假性耐药；他汀类药物：阿托伐他汀可通过减少血管组织内O2-生成而增强NO作用，还可通过降低血清低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平及阻止P21rac异戊二烯化途径抑制NADPH膜氧化酶的激活，减少内皮细胞O2-的生成[27]，进而减轻硝酸酯类药物耐药；血管扩张剂：肼苯哒嗪可降低血管内皮细胞对缩血管药物的敏感性，从而减轻硝酸酯类药物耐药[28]；抗氧化药物：维生素E、维生素C或抗氧化剂丙丁酚等联合应用可维持血管对硝酸甘油的敏感性，而卡维地洛不但能抑制交感神经活性，还具有抗氧化及清除自由基作用，可用于预防硝酸甘油耐药[29]。

4 小结

经过1个多世纪的临床检验，硝酸酯类药物仍是治疗急性心肌梗死、心绞痛、心肌缺血及心力衰竭的最常用药物，但硝酸酯类药物耐药现象逐渐增多，其耐药机制仍未完全阐明。硝酸酯类药物耐药并不能简单地理解为药效减退，更应关注其带来的负面影响，应努力控制硝酸酯类药物耐药以发挥其最大临床疗效。叶酸、ACEI、ARB、巯基供体等虽不能完全逆转硝酸酯类药物耐药，但其有助于改善硝酸酯类药物耐药，而继续深入研究更加安全有效的改善硝酸酯类药物耐药的药物将是今后的重要研究方向之一。

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(本文编辑：鹿飞飞)

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

646000四川省泸州市，泸州医学院附属中医医院

杨思进，646000四川省泸州市，泸州医学院附属中医医院；E-mail：ysjmn@sina.com

R 915

A

10.3969/j.issn.1008-5971.2015.07.013

2015-04-15；

2015-07-12)

谢永花，白雪，杨思进.硝酸酯类药物耐药机制及临床应对策略研究进展[J].实用心脑肺血管病杂志，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.