早期預警:氧化高密度脂蛋白—動脈粥樣硬化的標志物?

宋 瑞，王 廣，張永珍

(北京大學第三醫院，北京100191)

高密度脂蛋白(HDL)具有兩個重要作用，促進膽固醇逆轉運和調節炎癥。流行病學研究表明HDL水平與心血管事件發生的風險呈明顯負相關，但許多發生心血管事件的患者，HDL水平正常，甚至升高。測定HDL水平只是反映HDL的量，而不能提供HDL的成分及功能信息。HDL的蛋白成分(尤其是載脂蛋白A1，apoA-1)氧化可使其喪失逆轉運膽固醇的特性，并由抗炎轉化為促炎，由預防動脈粥樣硬化轉化為促發動脈粥樣硬化。本文就氧化HDL對動脈粥樣硬化的早期預警作用作以介紹。

1 傳統觀點:HDL絕對的心臟保護因子

動脈粥樣硬化是目前人類死亡的主要原因，特征性標志是炎癥性巨噬細胞沉積于動脈壁。低密度脂蛋白(LDL)升高是引起動脈粥樣硬化的主要危險因素，而HDL對動脈壁則具有保護作用。臨床、流行病學和動物研究表明，HDL水平與冠心病的風險呈反相關系［1，2］。

HDL主要通過3條途徑發揮其心臟保護效應［1～3］:①清除巨噬細胞內膽固醇(即膽固醇的逆轉運)為主要機制，發揮這一效應的第一步是由三磷酸腺苷結合盒轉運子(ABCA1)所介導。大量證據表明，小鼠ABCA1的髓特異性缺失不影響血漿脂蛋白水平而促進動脈粥樣硬化的發生;②HDL調節定向造血干細胞的增值，調控白細胞增多和循環單核細胞的數目，單核細胞是動脈壁內巨噬細胞的主要前體細胞;③HDL的抗炎和保護內皮功能效應，如HDL抑制巨噬細胞的1型干擾素反應，而且HDL所載蛋白在急性期反應、蛋白分解和補體系統中起關鍵作用，表明脂蛋白與炎癥的調節具有極強的關聯，在急性炎癥期，炎癥明顯改變HDL的脂質和蛋白成分，兩個重要靶子為apoA-1和血清淀粉樣蛋白A(SAA)，在SAA1和SAA2含量明顯增加時，HDL的apoA-1成分則降低，HDL的蛋白和脂質成分變化對巨噬細胞膽固醇逆轉運影響的確切機制仍不清楚。動物與臨床研究表明氧化HDL表現為功能不全，喪失其心臟的保護效應，機制可能與HDL氧化損傷有關［1］。

2 觀念更新:HDL功能不全可促發動脈粥樣硬化發生

HDL實現膽固醇逆轉運主要是通過兩個途徑［3］。①ABCA1:無脂或貧脂apoA-1為HDL的主要蛋白，apoA-1與膜關聯ABCA1發生相互作用實現膽固醇的逆轉運;②ABCG1:是另一種ATP結合盒轉運子，由完整的HDL顆粒所介導。卵磷脂膽固醇酰基轉移酶(LCAT)的作用是快速將游離膽固醇轉化為膽固醇酯，膽固醇酯具有明顯的疏水性，存于HDL的核心，LCAT在以上兩條途徑中均起重要作用。

HDL具有抗炎和保護內皮功能的作用，可延緩動脈粥樣硬化的發生，或促使已形成的動脈粥樣硬化逆轉。鳥槍蛋白組學研究表明在冠心病時，HDL荷載一種獨特的載貨蛋白，其具有促炎和抗炎雙重特性。最近的研究表明，HDL可變成功能不全，喪失其心臟保護效應，潛在機制尚不清楚，可能與apoA-1成分改變和喪失清楚巨噬細胞膽固醇的能力有關。最重要的機制可能是HDL氧化損傷，HDL的氧化損傷及apoA-1成分改變可以影響:①HDL顆粒通過ABCA1途徑清除細胞膽固醇的能力;②與膜關聯ABCA-1相互作用使無脂載脂蛋白的再生［1，3］。研究表明，HDL氨甲酰化可促使粥樣病變內的泡沫細胞形成［4］和主動脈內皮細胞凋亡［5］，功能不全的HDL缺乏抗動脈粥樣硬化特性，而具有促炎作用［6］。新近，Besler等［7］研究表明，從健康人分離出的HDL與從穩定性心絞痛或急性冠狀動脈綜合征患者分離出的HDL具有不同的生物學效應，后者不再具有內皮細胞抗炎作用，不能激活內皮一氧化氮合酶(eNOS)誘導內皮產生一氧化氮(NO)而刺激內皮修復，反而對NO的產生具有抑制作用，機制可能與HDL對相關氧磷酶活性下降有關。說明HDL對心血管的作用不但與其含量有關，更需要加深對HDL生物學作用的理解，研制評估人類HDL功能的方法［8］。

3 髓過氧化物酶(MPO)氧化HDL

關于在巨噬細胞泡沫細胞形成中HDL氧化的作用知之甚少，采用同位素稀釋液相質譜/串聯質譜研究發現，人動脈粥樣硬化病變內存在氧化HDL，在冠心病患者，粥樣病變內HDL 的 3-氯酪氨酸、3-硝酪氨酸［1，3］和氨甲酰賴氨酸［4］水平明顯高于血漿HDL中水平，表明MPO氧化人動脈壁內的HDL。

血漿氧化HDL是否可以作為冠心病的標志物?研究發現，與健康人相比，冠心病患者血漿HDL含有更高的3-氯酪氨酸和3-硝酪氨酸，而在健康人和冠心病患者的血漿LDL和血漿總蛋白中未檢測到氯酪氨酸和硝酪氨酸，說明HDL是MPO的選擇性氧化靶標，HDL不可能在血循環中被氧化［1，3］。一個可能性是HDL在富含氧化劑(MPO)的微環境中被損傷，在進入循環之前被抗氧化劑消除，此環境為炎癥性動脈粥樣硬化病變。粥樣病變內的HDL中也可檢測到MPO蛋白，采用抗3-硝酪氨酸抗體和抗次氯酸(HOCl)修飾蛋白抗體研究表明，氯化和硝基化的加成化合物與巨噬細胞在人動脈粥樣病變中共存。MPO是人類目前已知的惟一的氯化中間體來源，是急性炎癥鼠模型的一種強力活性氮來源，強力支持在人動脈粥樣硬化病變MPO氧化HDL的假說。MPO催化HDL氧化不僅使其喪失脂蛋白逆轉運膽固醇的抗動脈粥樣硬化活性，亦失去非膽固醇轉運相關活性，并出現促炎作用［9，10］。

4 MPO氧化HDL的可能機制

關于MPO氧化HDL的機制尚不清楚，研究表明的可能機制為［1，3］:①MPO 損傷 apoA-1，使其與膜關聯 ABCA1 發生相互作用，促使膽固醇轉運能力喪失;②HOCl或MPO氯化系統氯化的主要靶點位于apoA-1的Tyr192;③氯胺促進MPO對蛋白酪氨酸(tyr192)的氯化作用;④酪氨酸氯化與甲硫氨酸氧化一起損害apoA-1的膽固醇逆轉運;⑤Tyr192是硝基化的主要部位。

5 結論與展望

在炎癥組織損傷時，出現吞噬白細胞的蛋白氧化，一個重要的靶子可能是HDL，HDL通過清除動脈壁巨噬細胞內過多膽固醇而發揮抗動脈粥樣硬化作用。在人動脈壁，荷膽固醇巨噬細胞是MPO的豐富來源，在細胞外環境，MPO通過過氧化氫發揮氧化反應，氯酪氨酸、硝酪氨酸和氨甲酰賴氨酸是MPO的特征性產物，在人動脈粥樣硬化病變的HDL中顯著升高，apoA-1為HDL的主要蛋白，MPO依賴性氯化作用可損害apoA-1與膜關聯ABCA1發生相互作用促進膽固醇轉運的能力。串聯質譜和apoA-1突變型研究表明，在相匹配的并列賴氨酸殘基經氯胺中間體以部位特異性方式使apoA-1的酪氨酸殘基氯化。冠心病患者的血漿HDL較健康人也含有高水平的氯化或硝基化酪氨酸殘基，因此，存在氯化HDL可以作為冠心病風險的一個標志，由于體外MPO損傷HDL可使HDL喪失功能，體內抑制MPO對心臟可能具有保護作用。功能不全的HDL經飲食調節、運動或藥物等可恢復其正常功能，同時，apoA-1模擬蛋白具有廣泛的臨床應用前景［11～13］。

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