二羥基腺嘌呤可能是誘發(fā)痛風(fēng)的“元兇”

張 楠，董鮮祥，云 宇，段為鋼

(1昆明醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理學(xué)系，2云南中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 云南 昆明 650500)

痛風(fēng)被認(rèn)為是由尿酸鹽沉積所致的晶體相關(guān)性關(guān)節(jié)病，與嘌呤代謝紊亂和(或)尿酸排泄減少所致的高尿酸血癥直接相關(guān)，包括急性發(fā)作性關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)石性慢性關(guān)節(jié)炎、尿酸鹽腎病和尿酸性尿路結(jié)石，重者可出現(xiàn)關(guān)節(jié)殘疾和腎功能不全，甚至危及生命。該病男性多見(jiàn)，絕經(jīng)后女性的發(fā)病與男性基本一致[1]。此病由來(lái)已久，最早以歐洲和北美較為多見(jiàn)[1]。自20世紀(jì)50年代以后，日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，痛風(fēng)及高尿酸血癥患病人數(shù)逐漸增加。我國(guó)在20世紀(jì)80年代后的患病情況有明顯的上升趨勢(shì)，且男性高于女性，如2006年山東沿海地區(qū)流行病學(xué)調(diào)查顯示高尿酸血癥的男性患病率為18.3%，痛風(fēng)為1.94%[2]。目前未見(jiàn)大規(guī)模流行病學(xué)調(diào)查，但有報(bào)道稱某些地方(如云南布朗山地區(qū))的痛風(fēng)發(fā)病率可高達(dá)10%以上[3]。高尿酸血癥與痛風(fēng)的關(guān)系似乎牢不可破，但面對(duì)目前血尿酸正常者也發(fā)作痛風(fēng)的事實(shí)[4-5]，有必要重新尋找引發(fā)痛風(fēng)的“元兇”。

1 嘌呤到尿酸的主要代謝途徑

尿酸由嘌呤轉(zhuǎn)化而來(lái)，機(jī)體可以從頭合成多種嘌呤核苷，這些嘌呤核苷均可轉(zhuǎn)化為黃嘌呤，繼而被黃嘌呤脫氫酶又名黃嘌呤氧化酶(xanthine dehydrogenase，XDH)脫氫氧化直接生成尿酸[6]。雖然尿酸的極性很大，呈弱酸性，但因分子的平面結(jié)構(gòu)以及分子間可形成較多的氫鍵，很容易形成排列緊密不易溶于水的結(jié)晶(圖1)。

正常成人每日約產(chǎn)生750 mg尿酸，其中80%來(lái)自內(nèi)源性嘌呤代謝，20%來(lái)自外源性嘌呤代謝。人體的尿酸代謝池約為1 200 mg，每日消除的尿酸約占代謝池的60%，其中1/3經(jīng)腸道分解代謝排泄，2/3經(jīng)腎臟排泄，從而可維持體內(nèi)尿酸水平的穩(wěn)定[7]。如果成年男性血尿酸超過(guò)70 mg/L(約420 μmol/L)，女性超過(guò)60 mg/L(約360 μmol/L)則可診斷為高尿酸血癥。

2 血尿酸水平與痛風(fēng)發(fā)作相關(guān)又不相關(guān)

盡管痛風(fēng)的病因尚不完全清楚[3-4]，但目前明確的是：尿酸水平的波動(dòng)可導(dǎo)致尿酸鹽結(jié)晶沉積，沉積的尿酸鹽對(duì)白細(xì)胞具有強(qiáng)烈的趨化作用，單核巨噬細(xì)胞吞噬尿酸鹽結(jié)晶(但又不能對(duì)其進(jìn)行降解)可釋放炎癥因子和水解酶而誘發(fā)炎癥[8-9]，也可激活疼痛信號(hào)通路(如P2X7R信號(hào)通路)[10]，繼而導(dǎo)致痛風(fēng)發(fā)作?？梢钥隙ǖ氖侨芙鉅顟B(tài)的“尿酸鹽”不會(huì)直接導(dǎo)致痛風(fēng)發(fā)作。這種高極性的結(jié)晶沉淀作為異物很容易激活固有免疫引發(fā)炎癥和痛風(fēng)發(fā)作[8-10](類似的還有二氧化硅[11]和草酸鈣[12]可引激活固有免疫引發(fā)炎癥)，甚至在病灶處(關(guān)節(jié)液)檢查到“尿酸鹽”晶體是診斷痛風(fēng)的“金”標(biāo)準(zhǔn)[7，13]。痛風(fēng)與高尿酸血癥的聯(lián)系也早就得到了流行病學(xué)的證據(jù)支持[2]，現(xiàn)在一般認(rèn)為高尿酸血癥是痛風(fēng)的基礎(chǔ)，在臨床上，降低血尿酸的策略大多能有效防治痛風(fēng)[4，13]。這些認(rèn)識(shí)甚至寫(xiě)入了《內(nèi)科學(xué)》各版規(guī)劃教材的“高尿酸血癥和痛風(fēng)”章節(jié)。

然而，如果痛風(fēng)的發(fā)作由尿酸(鹽)沉積引發(fā)，理論上，血尿酸水平越高，痛風(fēng)發(fā)作應(yīng)該越嚴(yán)重。但臨床研究早就發(fā)現(xiàn)，有些痛風(fēng)發(fā)作的患者血尿酸水平并不高[4-5]，甚至在尿酸水平低于70 mg/L(約420 μmol/L)的人群中，每年也有0.1%的痛風(fēng)發(fā)生率[4]。實(shí)際上，在痛風(fēng)臨床診療規(guī)范中早就明確[7]：“血尿酸水平既不能確定診斷亦不能排除診斷”。國(guó)外最近的肌苷(次黃嘌呤核苷)臨床研究發(fā)現(xiàn)，肌苷雖然能升高尿酸水平(甚至升高到80 mg/L以上)，但未觀察到痛風(fēng)發(fā)作和腎結(jié)石病例[14-15]；在國(guó)內(nèi)，服用肌苷導(dǎo)致痛風(fēng)發(fā)作的案例也是罕見(jiàn)的，甚至藥品說(shuō)明書(shū)都不進(jìn)行警示。

這說(shuō)明目前的痛風(fēng)理論(單純的尿酸鹽沉積理論)很難解釋這種“血尿酸水平與痛風(fēng)發(fā)作相關(guān)又不相關(guān)”的矛盾。因此，高尿酸血癥和痛風(fēng)之間，只存在較強(qiáng)的臨床相關(guān)性，其中更直接的原因可能被忽視了。由于未能找到導(dǎo)致痛風(fēng)的真正“元兇”，有學(xué)者建議：必須將患者的血尿酸水平控制在60 mg/L以下[4]。當(dāng)然，這種矯枉過(guò)正的做法容易導(dǎo)致過(guò)度醫(yī)療而帶來(lái)新的問(wèn)題。

尿酸在血清或血漿中的溶解度真的是70 mg/L嗎?我們的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：在室溫環(huán)境，血清、血漿和細(xì)胞內(nèi)液對(duì)尿酸的溶解度可達(dá)800 mg/L(4 700 μmol/L)；在37℃，尿酸在尿液中的溶解度可達(dá)900 mg/L(5 300 μmol/L)。查詢第一代尿酸酶敲除純合子小鼠(半數(shù)存活期4周，死于“尿酸”沉積腎功能衰竭)的血尿酸濃度，也可以達(dá)到100 mg/L(600 μmol/L)以上[16]，第二代尿酸酶敲除小鼠(半數(shù)存活期10周，死于腎衰)的血尿酸也可達(dá)到90 mg/L(540 μmol/L)以上[17]；遺憾的是，雖然這些實(shí)驗(yàn)鼠的血尿酸很高，但在關(guān)節(jié)部位均未發(fā)現(xiàn)有類似人類痛風(fēng)的“痛風(fēng)石”[16-17]。

因此，體液尿酸的溶解度還是有很大空間的，不應(yīng)該那么容易出現(xiàn)尿酸(鹽)結(jié)晶沉淀。至少對(duì)血尿酸水平不高的痛風(fēng)而言，用“尿酸鹽”沉積來(lái)解釋痛風(fēng)很牽強(qiáng)。這提示，我們還有未認(rèn)識(shí)的致痛風(fēng)因素。

3 “尿酸鹽”沉淀另有原因

腺嘌呤或合用氧嗪酸鉀(尿酸酶抑制劑)是造成動(dòng)物尿酸升高的常用方法[18-19]。然而，我們的前期研究發(fā)現(xiàn)，單用腺嘌呤(400 mg/kg，灌胃5 d)可將雄性SD大鼠的血尿酸從(26.0±3.4)mg/L升高到40 mg/L[20]。雖然還不及高尿酸血癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)，但能造成肉眼可見(jiàn)的腎損害(腫脹)，甚至可以明顯看到腎臟表面存在白色結(jié)晶顆粒(曾認(rèn)為是“尿酸鹽”沉淀)[20]。

我們的預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：腺嘌呤(150 mg/kg)合用氧嗪酸鉀(200 mg/kg)后，大鼠的血尿酸可以進(jìn)一步升高到60 mg/L以上，腎臟腫脹依然明顯、表面也可見(jiàn)白色斑點(diǎn)(圖2A)。而用等摩爾劑量的其他嘌呤類藥物如鳥(niǎo)嘌呤、黃嘌呤、次黃嘌呤甚至肌苷(次黃嘌呤核苷)與氧嗪酸鉀合用，5 d內(nèi)幾乎無(wú)升高血尿酸作用(表1)(文獻(xiàn)報(bào)道稱[21]，氧嗪酸鉀的作用時(shí)間較短，添加到飼料中有利于發(fā)揮持續(xù)作用)，無(wú)明顯腎損傷，更是未見(jiàn)腎臟白色結(jié)晶斑點(diǎn)。另外，在我們研制的尿酸酶基因敲除(Uox-/-)雄性SD大鼠發(fā)現(xiàn)，盡管血尿酸可高達(dá)90 mg/L(540 μmol/L)、腎組織尿酸可高達(dá)3 770 μg/g，腎臟雖有腫脹，但未見(jiàn)結(jié)晶顆粒沉積(圖2B)。因此提示，腺嘌呤所致的血尿酸升高繼發(fā)于腎功能損害之后，所致的腎臟結(jié)晶體沉淀主要不是尿酸(鹽)。

圖2 藥物造模 “高”尿酸血癥大鼠和Uox-/-大鼠的腎

表1 嘌呤類藥物合用氧嗪酸鉀灌胃5 d對(duì)雄性SD大鼠血清尿酸及腎功能的影響 (n=10，±s)

表1 嘌呤類藥物合用氧嗪酸鉀灌胃5 d對(duì)雄性SD大鼠血清尿酸及腎功能的影響 (n=10，±s)

肌酐的摩爾質(zhì)量約為次黃嘌呤的2倍。檢測(cè)方法：磷鎢算法。

序號(hào) 給藥 劑量(mg/kg) 血清尿酸 血尿素氮(mmol/L) 血肌酐(μmol/L) 左腎指數(shù)(%)1 生理鹽水 同體積 18.4±4.7 4.04±0.34 64.98±7.63 0.32±0.02 2 腺嘌呤+氧嗪酸鉀 150+200 66.5±9.2 11.12±1.05 98.63±12.93 0.68±0.09 3 黃嘌呤+氧嗪酸鉀 150+200 24.1±0.7 5.52±0.05 86.68±0.92 0.36±0.01 4 鳥(niǎo)嘌呤+氧嗪酸鉀 150+200 14.5±0.5 4.38±0.05 92.21±0.97 0.36±0.03 5 次黃嘌呤+氧嗪酸鉀 150+200 23.5±0.5 4.36±0.04 89.36±0.88 0.36±0.01 6 肌酐+氧嗪酸鉀 300+200 20.1±0.4 4.29±0.05 90.07±0.93 0.36±0.02

這說(shuō)明：①腺嘌呤代謝后特別容易產(chǎn)生沉淀；②體液對(duì)尿酸有一定的溶解能力，較低的血尿酸水平不可能出現(xiàn)尿酸鹽沉淀；如果出現(xiàn)沉淀，很可能是我們忽視的其他嘌呤代謝物。

4 痛風(fēng)發(fā)作可能涉及DHA沉積

經(jīng)查詢文獻(xiàn)，在腺嘌呤-磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(APRT)缺陷時(shí)[22]，腺嘌呤攝入容易導(dǎo)致腎臟結(jié)晶沉積而損害腎功能，該沉積物被證實(shí)為二羥基腺嘌呤(2，8-dihydroxyadenine，DHA)[23]，由XDH催化生成。DHA水溶性較尿酸更低，不能被尿酸酶降解，但對(duì)磷鎢酸試劑反應(yīng)陽(yáng)性[24]。這似乎從另一方面回答了磷鎢酸法血尿酸參考值(盡管現(xiàn)在臨床不用此法檢查)略高于酶法的原因[25]。DHA也是弱酸性物質(zhì)，可溶于堿性溶液，理化性質(zhì)與尿酸有很大的相似性。因此，DHA很可能是未被認(rèn)識(shí)的“尿酸鹽”，參與、甚至引發(fā)了痛風(fēng)發(fā)作，特別是血尿酸不高患者的痛風(fēng)發(fā)作。

然而，目前國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)DHA與高尿酸血癥、痛風(fēng)之間的關(guān)聯(lián)性研究。在此，我們提出如下假設(shè)：即使機(jī)體無(wú)APRT缺陷，一定量的腺嘌呤也能轉(zhuǎn)化成DHA。一方面，因DHA溶解度極低且與尿酸結(jié)構(gòu)高度相似，產(chǎn)生的DHA晶核可以吸附尿酸進(jìn)一步促進(jìn)尿酸鹽沉積繼而引發(fā)痛風(fēng)；另一方面，沉積的DHA本身或與尿酸產(chǎn)生的復(fù)合沉淀具有誘發(fā)痛風(fēng)(樣)的作用。

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)血尿酸水平預(yù)測(cè)痛風(fēng)發(fā)作一直是臨床的難題。如果證實(shí)DHA沉積才是痛風(fēng)發(fā)作的直接始動(dòng)因素，①有望明確DHA沉積是痛風(fēng)發(fā)作的直接始因，從本質(zhì)上回答了高尿酸血癥患者不發(fā)生痛風(fēng)，或者血尿酸不高患者也發(fā)作痛風(fēng)的學(xué)術(shù)問(wèn)題；②將為痛風(fēng)的臨床診治提供了新的思路。