钟久昌：高血压基因治疗新进展
高血压发病是遗传因素和环境因素共同作用的结果。高血压患者目前高达2.6亿，是导致中国人群脑卒中、心肌梗死及心力衰竭等心脑事件发生的首要危险因素[1]。随着老龄化时代的到来，高血压的发病率和患病率正逐年升高，防治高血压刻不容缓。因此，提高我国高血压的防治水平已经成为重要的医学、公共卫生问题。制约解决这个重要问题的瓶颈包括对高血压遗传发生机制认识有限，缺乏有效的早期诊断方法和干预靶点。高血压药物治疗方面目前仍然存在诸多问题，难以从根本上治疗高血压，而基因治疗可能为高血压的防治提供了新策略。
高血压具有家族聚集性1
自上世纪90年代后期起，高血压的基因研究成为热点。功能克隆、候选基因策略、定位克隆以及定位候选策略等均是高血压基因研究的主要策略[2-4]。既往研究提示，高血压有明显的家族聚集性，并有遗传流行病学调查数据显示约有60％高血压患者有高血压家族史[3]。此外，高血压的家族聚集性还有以下表现：患有高血压的人群其亲属的高血压发病率及血压水平高于其他人群；夫妻双方均患高血压，其子女发病概率达46％，因为父母与亲生子女之间存在共同的遗传基础，可以证明高血压的家族聚集性主要是遗传因素的作用。高血压的家族聚集现象提示了遗传因素在高血压发病中的重要作用，但同时也可能与其他因素相关，如因有共同生活环境而共同存在的某些环境因素[4-6]。
高血压治疗的基因靶点2
单基因遗传性高血压是由单一基因突变引发的高血压，多表现为中、重度高血压或难治性高血压，并发症发生早，符合孟德尔遗传定律，故称孟德尔型高血压[2,6]。该类高血压的降压治疗有其特殊性，常规降压药物疗效不佳，是临床“难治性高血压”的重要原因[2]。目前已明确的单基因高血压有近20种，包含40余种亚型。单基因遗传性高血压的发病原因主要为远端肾单位功能发生改变，导致钠－氯重吸收增加，引起血容量扩张。单基因高血压根据基因变异的不同，可分为两类[2,6]：一类是因远端肾单位转运系统异常，水钠吸收增加，包括Liddle's综合征、类盐皮质类固醇过多症（AME）、Gordon综合征等；另一类为肾上腺类固醇合成异常，导致远端肾单位的盐皮质激素受体异常激活，钠转运失调，如先天性肾上腺皮质增生症、家族性醛固酮增多症（FH）及家族性糖皮质激素抵抗综合征等[2]。
传统诊断方法难以确诊单基因型高血压，随着基因诊断技术的发展，通过基因突变筛查可发现致病突变，进而发现携带突变基因的家庭成员。目前对单基因型遗传性高血压已经可以做到早期诊断，同时开展针对性的药物早期治疗，效果较好，可以改善患者预后。在临床上，其中一些由基因致病的高血压患者可采用特定的药物，针对致病基因进行治疗，比如阿米洛利、氨苯蝶啶治疗Liddle's综合征；螺内酯、依普利酮治疗AME；噻嗪利尿剂治疗Gordon综合征；醛固酮受体拮抗剂治疗妊娠合并重型高血压[2]。
单基因遗传性高血压的诊治3
单基因遗传性高血压是由单一基因突变引发的高血压，多表现为中、重度高血压或难治性高血压，并发症发生早，符合孟德尔遗传定律，故称孟德尔型高血压[2,6]。该类高血压的降压治疗有其特殊性，常规降压药物疗效不佳，是临床“难治性高血压”的重要原因[2]。目前已明确的单基因高血压有近20种，包含40余种亚型。单基因遗传性高血压的发病原因主要为远端肾单位功能发生改变，导致钠－氯重吸收增加，引起血容量扩张。单基因高血压根据基因变异的不同，可分为两类[2,6]：一类是因远端肾单位转运系统异常，水钠吸收增加，包括Liddle's综合征、类盐皮质类固醇过多症（AME）、Gordon综合征等；另一类为肾上腺类固醇合成异常，导致远端肾单位的盐皮质激素受体异常激活，钠转运失调，如先天性肾上腺皮质增生症、家族性醛固酮增多症（FH）及家族性糖皮质激素抵抗综合征等[2]。
传统诊断方法难以确诊单基因型高血压，随着基因诊断技术的发展，通过基因突变筛查可发现致病突变，进而发现携带突变基因的家庭成员。目前对单基因型遗传性高血压已经可以做到早期诊断，同时开展针对性的药物早期治疗，效果较好，可以改善患者预后。在临床上，其中一些由基因致病的高血压患者可采用特定的药物，针对致病基因进行治疗，比如阿米洛利、氨苯蝶啶治疗Liddle's综合征；螺内酯、依普利酮治疗AME；噻嗪利尿剂治疗Gordon综合征；醛固酮受体拮抗剂治疗妊娠合并重型高血压[2]。
原发性高血压的基因治疗4
原发性高血压属于多基因疾病，传统的药物治疗并不能从根本上解决问题，基因治疗是目前高血压治疗研究的热点，包括正义基因治疗、反义基因治疗及RNA干扰[9-12]。
1. 正义基因治疗
正义基因治疗是指以脂质体或病毒为基因载体，将目的基因转染到体内使之表达，以达到治疗高血压的目的[10,11]。采用腺相关病毒（AAV）将miRNA-21导入自发性高血压大鼠（SHR）体内干预治疗后，SHR的血压明显降低，伴有心肌肥厚减轻。在血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）诱导制备的高血压小鼠体内，白介素-24（IL-24）表达水平明显低于对照组。采用脂质体将IL-24基因转染到人脐静脉血管内皮细胞可显著下调内皮细胞内的氧自由基水平，减少细胞凋亡及氧化损伤。通过AAV载体将CYP2J2基因转染进高血压小鼠体内后，在降低高血压小鼠血压水平的同时还明显减轻高血压介导的血管炎症反应，并减轻外膜胶原沉积和血管外膜细胞的增殖迁移反应。
Elabela（ELA）是近年发现的Apelin受体激动剂，通过激活Apelin受体可舒张大动脉血管，降低血压。通过尾静脉将AAV-ELA注射到高盐诱导的高血压大鼠体内，其升压效应明显延迟，提示ELA/Apelin可能成为高血压的基因治疗新靶点[12]。
2. 反义基因治疗
反义基因治疗是根据靶基因的结构设计反义寡核苷酸（AS-ODN），通过各种方式将AS-ODN导入靶细胞或机体，使其与双链DNA或mRNA结合，从而完全或部分抑制升血压相关基因的复制或表达，进而达到降压目的[10,11]。学者们已经针对RAAS各成员设计了相应的AS-ODN，并在动物模型上验证了其降压作用，但目前只局限于动物实验阶段。目前临床上一线降压药物仍然以RAAS干预药为主，但约只有一半的患者血压得到了完全控制，除了难治性高血压外，药物副作用是降低治疗效果的主要因素，因而寻找能够调控RAAS活性的新方式仍任重道远[11]。
3. RNA干扰
近年来，非编码RNA研究为心血管疾病的诊断和治疗提供了新的可能，其中小干扰RNA（siRNA）和微小RNA（miRNA）研究取得了显著进展[11]。病毒是将RNA干扰药物导入体内的最好载体，经过化学修饰的siRNA可以避免激活免疫系统并降低脱靶效应。miRNA-155过表达可抑制血管外膜细胞中AngⅡ介导AT1受体表达，还可下调人脐静脉内皮的迁移。以血管紧张素原为靶点的短发夹RNA（shRNA）在纳米粒子载体的介导下导入SHR后，血浆中血管紧张素原和AngⅡ的浓度下调，血管的动脉粥样硬化性损伤也明显减轻。miRNA还参与血管紧张素转换酶2（ACE2）表达的调控，采用人工合成的miRNA-421前体转染原代心脏成纤维细胞可降低细胞内ACE2的表达，ACE2在转录后水平受miRNA-421调控，提示miRNA可能成为调控ACE2表达的干预靶点[13]。
RAAS与高血压基因治疗新进展5
RAAS是心血管功能调控的重要系统，是高血压基因治疗的研究热点[8,14]。作为RAAS的新成员，ACE2是人类ACE的第一个同源酶，ACE2不仅能够直接降解血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）而生成Ang-(1-7)，还能与ACE竞争性结合产生底物AngⅠ，被催化后生成Ang-(1-9)，Ang-(1-9)经ACE催化进一步水解为Ang-(1-7)[8,13-15]。
我们课题组通过重组人ACE2转染高血压小鼠基因治疗后，可显著降低高血压小鼠的收缩压水平，伴有高血压小鼠心血管重构、炎症及氧化应激水平减轻[14,15]。提示机体内ACE2/ACE失衡往往导致AngⅡ-AT1受体作用反馈性增强，通过影响氧自由基和炎症介质生成及心血管结构破坏，造成高血压心血管损伤。新近研究表明[8]，在高血压合并急性心衰或者慢性心衰状态下的患者，体内血浆中的ACE2水平降低，伴有AngⅡ水平上调和Ang-(1-7)水平下调。目前重组人ACE2基因治疗已处于临床Ⅰ期研究过程中。国际心血管知名期刊J Am Coll Cardiol最新研究报道[8]，采用重组人ACE2治疗高血压合并心衰与单纯心衰患者后血浆中AngⅡ下调，Ang-(1-7)水平和Ang-(1-7)/AngⅡ比值升高，提示ACE2可通过调节Ang-(1-7)/AngⅡ代谢平衡在高血压基因治疗中有重要的临床应用价值[8,14,15]。
总 结6
高血压的基因治疗研究已经取得了瞩目的成就，但大部分研究成果还处于临床转化应用前期阶段，尚有许多问题需要解决。高血压发病涉及多基因、多因素，尽管目前已经发现了许多与高血压发病相关的基因变异位点，但要通过基因治疗技术从根本上治疗高血压，还需要开展更多动物实验和临床研究，进一步深入了解高血压相关基因的调控机制，为基因治疗安全转向临床最终应用提供科学依据。
参考文献：
[1] 陈伟伟，高润霖，刘力生，等.中国心血管病报告2015摘要.中国循环杂志, 2016, 31(6):521-528.
[2] 邹玉宝，孙筱璐，王继征，单基因致病型高血压[J].中华医学前沿杂志.2016,8(5):16-22.
[3] 杜婷婷，张子波. 原发性高血压遗传流行病学研究现状[J]. 国际遗传学杂志, 2009, 32:24.
[4] 杨国红，周欣，姜铁民等. 高血压发病机制的基因学研究进展[J]. 武警医学, 2013, 24:985-988.
[5] Padmanabhan S, Caulfield M, Dominiczak AF. Genetic and molecular aspects of hypertension[J], Circ Res, 2015,(116): 937-959.
[6] Rossi GP, Ceolotto G, Caroccia B, et al. Genetic screening in arterial hypertension[J]. Nat Rev Endocrinol, 2017. doi: 10.1038/nrendo. 2016,196.[Epub ahead of print]
[7] Hao Q, Dong X, Chen X, et al. ACE2 inhibits angiotensin II-induced abdominal aortic aneurysm in mice[J]. Hum Gene Ther, 2017. doi: 10.1089/hum. 2016,144. [Epub ahead of print]
[8] Basu R, Poglitsch M, Yogasundaram H, et al. Roles of angiotensin peptides and recombinant human ACE2 in heart failure[J]. J Am Coll Cardiol, 2017,69(7):805-819.
[9] Chen S. Essential hypertension: perspectives and future directions[J]. J Hypertens, 2012(30) :42-45.
[10] 张颖捷, 杜万红. 高血压治疗新进展[ J ] . 中国老年学杂志, 2015,35(7):4084-4087.
[11] 红梅, 付军, 高血压基因治疗回顾与展望[J]. 实用医学杂志, 2010, 26(7):1250-1252.
[12] Schreiber CA, Holditch SJ, Generous A, et al. Sustained ELABELA gene therapy in high salt-induced hypertensive rats[J]. Curr Gene Ther, 2016. Nov 21. [Epub ahead of print]
[13] Lambert DW, Lambert LA, Clarke NE, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 is subject to post-transcriptional regulation by miR-421[J]. Clinical science, 2014,127:243-249.
[14] Zhong J, Basu R, Guo D, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 suppresses pathological hypertrophy, myocardial fibrosis, and cardiac dysfunction[J]. Circulation, 2010,122:717-728.
[15] Patel VB, Zhong JC, Grant MB, et al. Role of the ACE2/angiotensin 1-7 axis of the renin-angiotensin system in heart failure[J]. Circ Res, 2016,118(8):1313-1326.
医师简介
钟久昌
上海交通大学医学院附属瑞金医院
教授、博士生导师
上海交通大学医学院附属瑞金医院高血压科、上海市高血压研究所学术带头人、研究室主任、研究员、博士生导师、博士后合作导师。现为国家心血管病中心高血压专家委员会委员、中国高血压联盟理事、国际心脏协会中国转化医学委员会委员及国际心脏协会中国分会青年委员等职。《中华高血压杂志》、Br. J Pharmacol、J Hypertens、World J Cardiol等编委或审稿专家。主要从事高血压临床与基础研究，在国际上率先提出ACE2/Apelin 治疗高血压病重要理念，先后主持和参与国家重大研究计划资助项目、国家自然科学基金项目、加拿大国际合作项目、国家重点基础研究发展计划项目、上海市浦建人才等10余项科研立项。近年来在国际心血管权威杂志Circulation、Circ Res、Hypertension等上发表论文50余篇。参编全国性高血压指南与专家共识6篇，参编《实用高血压学》《高血压规范防治》等学术著作6部。
END
本文内容为《门诊》杂志原创内容转载须经授权并请注明出处。
