《Journal of the American Heart Association》：Associations of Angiotensin‐Converting Enzyme 2 Activity With Markers of Endothelial Dysfunction and Oxidative Stress in Young Healthy Adults: The African‐PREDICT Study
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背景：肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活通过内皮功能障碍和氧化应激等在心血管疾病的发病机制中发挥重要作用。循环ACE2（血管紧张素转化酶2）正逐渐成为心血管疾病风险的生物标志物；然而，其在较年轻人群中的作用尚未明确确立。本研究旨在探讨表面健康的年轻男性和女性中
背景：肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活通过内皮功能障碍和氧化应激等在心血管疾病的发病机制中发挥重要作用。循环ACE2（血管紧张素转化酶2）正逐渐成为心血管疾病风险的生物标志物；然而，其在较年轻人群中的作用尚未明确确立。本研究旨在探讨表面健康的年轻男性和女性中血清ACE2活性的性别差异及其与内皮功能障碍和氧化应激相关标志物的关联。
方法：在这项横断面研究中，研究人员纳入了1134名年轻人（年龄20–30岁），包括男性（n=557）和女性（n=577）。采用经过验证的荧光测定法测量血清ACE2活性。研究人员分析了内皮功能障碍、氧化应激和抗氧化能力的标志物。进行了双样本t检验和Mann-Whitney U检验。应用多变量调整的Tobit回归分析以处理左截断数据。
结果：男性的ACE2活性高于女性（P<0.001）。在对协变量进行多重调整后，男性中ACE2活性与血管性血友病因子（P=0.006）以及含I型血小板反应蛋白基序的解整合素样金属蛋白酶成员13（P=0.019）呈正相关。在女性中，ACE2活性与非对称二甲基精氨酸（P=0.043）和超氧化物歧化酶（P=0.004）呈负相关。
结论：男性血清ACE2活性高于女性，并且与内皮功能障碍和氧化应激相关标志物存在性别特异性关联。研究结果表明，ACE2脱落与内皮完整性改变及早期内皮功能障碍相关的病理生理过程存在关联，这一过程可能受性别影响。这突显了循环ACE2作为年轻成人心血管疾病风险潜在早期生物标志物的作用。
注册：URL: https://clinicaltrials.gov; 唯一标识符: NCT03292094。
研究背景与目的
心血管疾病（CVD）是全球发病率和死亡率的主要原因，且在绝经前阶段，男性的CVD风险高于女性。遗传与环境因素的相互作用可触发内皮功能障碍和氧化应激等病理生理通路，进而导致CVD。鉴于内皮功能障碍在CVD发生之前即已显现，评估循环生物标志物有助于了解内皮功能状态及内皮功能障碍发病机制。肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）的过度激活是CVD发病的核心环节，主要通过血管紧张素II介导内皮功能障碍和氧化应激。ACE2（血管紧张素转化酶2）作为RAAS反向调节轴的成员，可降解血管紧张素II生成具有生物活性的血管紧张素七肽（Angiotensin [1–7]），从而限制血管紧张素II的不良效应。ACE2在多种人体组织中表达，其蛋白水解脱落形成可溶形式并在血浆中检测到。研究表明，健康个体血浆ACE2活性较低或检测不到，而伴有CVD危险因素的个体则较高。因此，循环ACE2活性正成为CVD风险的生物标志物。尽管RAAS阻断已被用作治疗靶点，但对ACE2等替代组分在CVD发病病理过程中的临床数据有限。此外，在年轻健康人群中，循环ACE2活性的性别差异尚不明确，且ACE2活性是否与内皮功能障碍和氧化应激标志物相关以及这种关联是否因性别而异仍属未知。因此，本研究旨在探讨表面健康的年轻男性和女性中ACE2活性的性别差异，以及ACE2活性与内皮功能障碍和氧化应激标志物的关联。
研究方法
这是一项横断面研究，数据来源于非洲PREDICT（非洲心血管疾病和高血压早期检测与识别前瞻性研究），该纵向研究在南非西北省Potchefstroom地区招募了1202名黑人和白人年轻人（20–30岁），随访超过10年。本研究纳入1134名参与者（男性n=557，女性n=577），排除了ACE2活性数据缺失者（n=68）。主要技术方法包括：（1）使用经过验证的荧光底物法测定血清ACE2催化活性，检测下限为0.04 pmol/mL/min；（2）采用气相色谱-质谱法（GC-MS）测量尿液中ADMA（非对称二甲基精氨酸）和SDMA（对称二甲基精氨酸）；（3）使用夹心ELISA测定柠檬酸盐血浆中的vWF（血管性血友病因子）抗原水平；（4）采用MILLIPEX MAP人类心血管疾病磁珠Panel 2测量血清ADAMTS13（含I型血小板反应蛋白基序的解整合素样金属蛋白酶成员13）；（5）使用高通量分光光度法测定血清总过氧化物（ROS，活性氧种类）；（6）采用GC-MS测量尿液丙二醛（MDA）并以肌酐排泄标准化；（7）使用Randox试剂盒和Cobas Integra 400plus测定SOD（超氧化物歧化酶）、GPx（谷胱甘肽过氧化物酶）、GR（谷胱甘肽还原酶）活性和总抗氧化状态（TAS）；（8）全血样品用于测定总谷胱甘肽。统计分析采用双样本t检验、Mann-Whitney U检验和χ2检验比较组间差异，并使用多变量调整的Tobit回归分析处理左截断数据，协变量包括年龄、种族、社会经济地位、BMI、24小时收缩压、血糖、低密度脂蛋白、吸烟状况、饮酒情况以及女性的激素避孕药使用。
研究结果
参与者特征：男性比女性具有更高的临床和动态血压（均P<0.001），吸烟率也更高（P<0.001）。
ACE2活性的性别差异：男性血清ACE2活性显著高于女性（P<0.001），且黑人与白人相比ACE2活性更高（男性P<0.001，女性P=0.011）。在校正种族、吸烟和血压后，男性较高的ACE2活性仍然显著（P<0.001）。
内皮功能障碍标志物：男性ADAMTS13水平（P=0.015）和SDMA水平（P<0.001）高于女性，而vWF（P=0.18）和ADMA（P=0.96）无显著性别差异。
氧化应激相关标志物：女性ROS（P<0.001）和MDA（P=0.035）水平更高，但GGT（γ-谷氨酰转移酶）（P<0.001）、GPx（P<0.001）和TAS（P<0.001）更低。SOD（P=0.26）、GR（P=0.24）和总谷胱甘肽（P=0.06）无显著性别差异。
ACE2活性与标志物的关联（Tobit回归分析）：在男性中，ACE2活性与vWF（β=0.001，P=0.006）和ADAMTS13（β=0.0002，P=0.019）呈正相关。在女性中，ACE2活性与ADMA（β=?0.481，P=0.043）和SOD（β=?0.044，P=0.004）呈负相关。在两性中，ACE2活性均与GGT（男性β=0.007，P<0.001；女性β=0.008，P<0.001）和GR（男性β=0.004，P=0.004；女性β=0.004，P=0.039）呈正相关。
按性别和种族的亚组分析：在黑人男性中，ACE2活性与vWF（β=0.002，P=0.018）和ADAMTS13（β=0.0002，P=0.036）正相关；在黑人女性中与vWF（β=0.001，P=0.038）正相关。在白人男性中，ACE2活性与GR（β=0.005，P=0.015）正相关。ACE2活性与SOD在黑人和白人女性中均呈负相关（黑人β=?0.052，P=0.023；白人β=?0.042，P=0.042），而与总谷胱甘肽在黑人女性（β=0.0004，P=0.004）和白人男性（β=0.0004，P=0.002）中正相关。GGT在所有种族和性别分组中均与ACE2活性正相关（均P≤0.004）。
敏感性分析：额外校正C反应蛋白后，所有观察到的关联仍然显著（均P≤0.045），表明这些关联独立于炎症。
讨论与结论
本研究发现，在年轻健康人群中，男性血清ACE2活性高于女性，且独立于血压和吸烟状态。这与既往在慢性肾病患者中的发现一致，表明年轻男性可能具有更高的CVD风险。ACE2基因位于X染色体上，可能逃避X失活，但这不能完全解释男性中更高的ACE2活性，其他心脏代谢和环境暴露因素也可能发挥作用。
在内皮功能障碍方面，男性中ACE2活性与vWF正相关，提示ACE2活性可能响应vWF释放而增加，反映了易发内皮功能障碍的血管环境，可能增加血栓形成风险。同时，男性中ACE2活性与ADAMTS13正相关，ADAMTS13在剪切应力条件下切割vWF以防止过度血小板粘附和血栓形成，这可能是一种代偿性保护机制。在女性中，ACE2活性与ADMA负相关，ADMA抑制一氧化氮合酶（NOS）活性并降低NO生物利用度，这种负相关可能反映了两者共享的与NO生物利用度和ACE2活性调节相关的潜在生理过程。
在氧化应激方面，女性中ACE2活性与SOD负相关，提示随着氧化应激增加，ACE2活性可能升高，而SOD活性可能下调，表明单一的抗氧化酶可能不足以对抗伴随ACE2活性升高的氧化应激效应。在两性中，ACE2活性与GGT和GR均呈正相关，GGT参与谷胱甘肽代谢并调节细胞内外的氧化还原状态，同时也产生活性氧，而GR通过维持细胞内谷胱甘肽来保持氧化还原平衡，这表明ACE2活性与氧化应激和氧化还原调节之间存在复杂的相互作用。
研究人员指出，膜结合的ACE2局部降解血管紧张素II并生成具有血管舒张和抗炎作用的Angiotensin (1–7)。ACE2脱落增加发生在炎症条件下，因此循环ACE2升高可能不代表局部Angiotensin II代谢增强，而是反映组织ACE2表达减少。虽然生物工程的可溶性ACE2蛋白在实验条件下具有治疗潜力，但本研究测量的是表面健康人群的内源性循环ACE2活性，反映了体内正在发生的生理或病理过程。
结论：在年轻表面健康的成年人中，男性血清ACE2活性高于女性，且独立于血压和吸烟状态。ACE2活性与内皮功能障碍和氧化应激标志物在男性和女性中分别存在关联。男性中ACE2活性与vWF和ADAMTS13的正相关表明较高的ACE2活性可能与内皮和止血过程有关，而女性中与ADMA和SOD的负相关则提示ACE2活性、NO生物利用度和氧化还原调节之间存在复杂关系。这些在表面健康人群中的发现揭示了ACE2活性作为CVD风险潜在早期生物标志物的独特病理生理作用。
