載脂蛋白與急性心肌梗死的相關性研究進展

夏斌，劉天宇，孫忠東

(1.濰坊醫學院，山東 濰坊 261053； 2.濰坊市人民醫院心外科，山東 濰坊 261000)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是一種高發病率、高死亡率的疾病，嚴重威脅人類的生命健康。早期的血運重建術、支架治療等措施雖可降低AMI患者的死亡率，但住院死亡率仍高達12%，且初次心肌梗死出院后1年內不良心血管事件死亡率為10%，未來心肌梗死的發病率仍呈上升趨勢[1]。AMI的病理基礎多為冠狀動脈粥樣硬化與斑塊形成，斑塊破裂脫落造成冠狀動脈閉塞、心肌急性持續性缺血，最終造成心肌缺氧壞死。血脂異常對AMI的病理基礎也有顯著影響[2]。載脂蛋白(apolipoprotein，Apo)是構成人體血漿脂蛋白的重要部分，在脂質代謝、脂質運輸等過程中通過調節各種酶的活性、促進脂蛋白配體結構形成等發揮作用，Apo異常通過影響脂質代謝過程，最終導致血脂異常和紊亂，從而導致冠心病與AMI的發生。研究發現，國內血脂異常患者存在性別、民族和地域差異[3]，這可能與不同人群中Apo基因本身或表達存在差異有關。Apo基因多態性是冠心病心肌梗死遺傳學研究熱點，目前研究證實，與冠狀動脈粥樣硬化關系密切的Apo基因型有ApoA5、ApoB、ApoE[4]，現就Apo與AMI的相關性研究進展予以綜述。

1 Apo基因多態性

血清Apo水平與冠心病及心肌梗死的相關性越來越受到國內外學者的關注，有望成為預測冠心病和心肌梗死風險的指標，編碼Apo的基因存在顯著的基因多態性，常見的Apo基因型有ApoA1、ApoA2、ApoA4、ApoA5、ApoB100、ApoB48、ApoC、ApoD、ApoE等，其中與心肌梗死發病密切相關的基因型有ApoB、ApoA5、ApoE。

1.1ApoB ApoB是低密度脂蛋白(low ensity lipoprotein，LDL)的主要結合和轉運蛋白。ApoB基因位于第2號染色體，包括29個外顯子和28個內含子，主要以ApoB100和ApoB48兩種形式存在于脂蛋白中，其中ApoB100是LDL唯一的蛋白質成分[4]，所以研究中的ApoB主要是指ApoB100。ApoB有7個堿性氨基酸結構域，不僅是肝素的結合位點，還可以幫助毛細血管內皮細胞結合脂蛋白，ApoB基因限制性片段長度具有顯著的多態性，其遺傳特性及其多態性大多通過限制性片段長度多態性聚合酶鏈反應的方式體現，ApoB非編碼區的序列變化與限制性片段長度多態性密切相關，目前發現的多態性片段至少有375種，主要包括AvaⅡ、MspⅠ、EcoRⅠ、XbaⅠ、ApaLⅠ、Ins/Del等，大部分通過改變氨基酸引起血脂變化[5]。

ApoB與人體血脂代謝關系密切，ApoB基因的某一點改變即可能顯著影響血脂代謝過程，從而導致冠狀動脈粥樣硬化的發生，其中-516C/T、Ins/DeⅠ、EcoRⅠ、MspⅠ位點的基因多態性與血脂代謝過程關系最為顯著[6]。Khlebus等[7]對俄羅斯人的DNA樣本進行了單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism，SNP)基因分型，結果發現ApoB基因的變異與血脂水平密切相關。ApoB在不同人群、種族中對血脂水平的影響存在差異，謝金衛等[8]應用限制性片段長度多態性聚合酶鏈反應技術分析EcoRⅠ、XbaⅠ、MspⅠ位點的多態性分布，應用常規聚合酶鏈反應分析Ins/Del及3′端的可變串聯重復序列位點的多態性分布發現，除XbaⅠ與Ins/Del間存在較弱的連鎖不平衡外，其余點位間無顯著連鎖不平衡，提示ApoB的基因型和等位基因頻率之間存在種族差異，因此在ApoB基因相關研究中應考慮不同遺傳因素和背景的影響。

1.2ApoE 有研究認為，ApoE是與亞洲人群冠狀動脈粥樣硬化發病最為相關Apo，被視為亞洲人冠心病的易患基因[9]。ApoE基因位于第19號染色體長臂13區2帶，具有顯著的遺傳多態性，其外顯子4存在3種等位基因(ε2、ε3、ε4)和6種基因型(ε2/ε2、ε3/ε3、ε4/ε4、ε2/ε3、ε2/ε4、ε3/ε4)，其中ε3為野生型基因，其余兩種為突變型基因，其不同來自第158位和第112位上的單個氨基酸(半胱氨酸和精氨酸)差異[10]，這3種等位基因編碼3種異構體，各自具有不同的生理功能，在脂質代謝過程中發揮重要作用。在一項包括14項研究的Meta分析中，攜帶等位基因ε4的患者冠心病的發病率較攜帶等位基因ε3的患者高26%[11]。胡耀等[12]基于685例高脂血癥患者的研究發現，ε3表型占70%～80%，其在機體正常的脂質代謝中發揮重要作用[13]；ε2型占5%～10%，有研究認為其可降低老年癡呆的發生率[14]；ε4型占10%～15%，該人群發生老年癡呆和冠狀動脈粥樣硬化的風險更高，與心肌梗死的發生密切相關[15]。有學者對冠心病患者及健康人群的ApoE基因型與患病率的相關性進行研究發現，在校正糖尿病、高血壓、血尿酸、總膽固醇和LDL水平后，攜帶ε4等位基因人群冠心病的患病率顯著升高[16]。

1.3ApoA5 ApoA5主要存在于乳糜微粒(chylomicron，CM)、極低密度脂蛋白和高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)中，是一種由肝臟合成的負責調節脂蛋白代謝的重要物質。Pennacchio等[5]研究發現，敲除小鼠的ApoA5基因后血漿三酰甘油(triacylglycerol，TG)水平顯著升高，而高表達該基因的小鼠血漿TG水平較正常表達或弱表達ApoA5基因的小鼠顯著降低，提示ApoA5對TG代謝具有促進作用。ApoA5基因最初是比對人和小鼠的ApoA1/C3/A4基因簇序列時發現的Apo新成員，該基因位于人類第11號染色體q23，ApoA4基因下游約30 kb處，全長1 889 bp，由4個外顯子和3個內含子組成，編碼的ApoA5包含366個氨基酸殘基[4]。目前，針對該基因多態性位點研究較多的包括SNP3、SNP4、c.553G>T等。Guardiola等[17]對422例血脂異常患者進行基于SNP3的基因分型研究，結果發現，具有SNP3稀有基因型患者發生動脈粥樣硬化的概率顯著高于不含有SNP3基因型的患者，提示在血脂異常患者中，SNP3基因型可增加動脈粥樣硬化的發生風險。田敏[18]對1 233例冠心病患者進行Taqman探針基因分型，通過熒光素酶報告基因檢測該基因區間的常見SNP位點突變發現，在該人群中3個SNP基因突變與冠心病風險密切相關。

2 Apo參與AMI發生的機制

動脈粥樣硬化與斑塊形成是AMI發生的病理基礎，在機體免疫應答介導的炎癥反應發展過程中，巨噬細胞、淋巴細胞等炎癥細胞因子增加了LDL的跨膜轉運，促進動脈內膜脂質沉積，加速動脈粥樣硬化形成。在冠狀動脈走形與血流方向呈直角的區域，動脈易受血流沖擊而導致內膜損傷，這些區域更易形成動脈斑塊，而斑塊脫落則可導致AMI發生。此外，動脈粥樣硬化也受多種因素影響，除環境因素外，遺傳因素也起關鍵作用。在多種遺傳因素中，Apo基因通過影響血脂代謝促進冠狀動脈粥樣硬化和AMI的發生。

2.1ApoB基因突變與LDL沉積 血中LDL水平過高會造成LDL在動脈血管沉積，促進冠狀動脈內膜脂質斑塊和粥樣硬化壞死形成，最終導致AMI發生發展[19]。而ApoB是LDL的特異性結合受體，是負責將LDL轉化及代謝清除的重要Apo，如果ApoB基因信息發生變化而使功能發生改變，將導致LDL不能及時被清除造成LDL沉積。人體在攝入食物后，食物中的脂質成分在小腸黏膜細胞中轉變為CM，血液中的CM在脂蛋白脂肪酶的作用大部分被分解利用，剩余部分在肝臟內與ApoB等結合為極低密度脂蛋白。極低密度脂蛋白富含膽固醇，其中TG被水解后轉化為LDL，血液循環中的LDL被ApoB受體識別并被吞入細胞后在溶酶體中降解。通過一系列過程，循環血液中70%的LDL被降解清除。當ApoB的遺傳信息發生變化時，ApoB發生結構性改變，從而不能識別LDL受體，進而導致循環中的LDL水平升高，造成脂質代謝紊亂，使本應該清除的膽固醇進入外周組織，附著于血管壁，形成動脈硬化斑塊，此外ApoB結構發生變化后還可導致HDL膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)水平降低，促進動脈粥樣硬化和動脈斑塊的形成，最終導致AMI[20]。

EcoRⅠ酶切位點基因突變是由位于ApoB第29外顯子的密碼子突變(GAA-AAA)導致，其編碼的谷氨酸突變為賴氨酸，原有EcoRⅠ酶切位點基因發生結構變化，ApoB的結構與功能也隨之變化，ApoB不能再正常與Apo受體結合，影響了LDL的正常分解與轉化，從而增加了該類人群患冠狀動脈粥樣硬化的易感性和AMI的發生風險。針對EcoRⅠ酶切位點基因突變的一項Meta分析顯示，EcoRⅠ酶切位點基因突變是增加人群AMI易感性的影響因素[21]。在不同人群和種族中，EcoRⅠ酶切位點基因突變所帶來的影響可能有所差異。一項研究分析了正常對照組、冠心病組、腦梗死組三組研究對象ApoB基因XbaⅠ位點和EcoRⅠ酶切位點基因的突變情況發現，三組人群中僅冠心病組有1例患者同時發生了XbaⅠ位點和EcoRⅠ酶切位點基因突變，6例只發生XbaⅠ位點基因突變，且冠心病組和腦梗死組患者EcoRⅠ酶切位點基因突變率明顯高于正常對照組，提示EcoRⅠ酶切位點基因突變增加了心腦血管疾病的發生風險[22]，XbaⅠ位點也是某些患者的易感因素。該研究提示對于某些個體或人群，導致AMI發生的基因可能在不同位點或由不同基因決定。一項關于ApoB基因型與AMI風險的研究發現，在Rs676210基因型患者中，與AA基因型攜帶者相比，GG基因型攜帶者AMI的發生風險顯著增加；且GTTGG單倍型患者發生AMI的風險明顯高于ATTGA單倍體型患者[23]。該研究表明，部分ApoB基因突變與血漿ApoB水平明顯相關，是該類人群高AMI發生率的重要影響因素。研究表明，ApoB可引起TG、血清總膽固醇(total cholesterol，TC)、LDL膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平升高和HDL-C水平下降，ApoB是AMI發生的危險因素之一，且ApoB對該風險的預測與常規脂質成分檢驗和其他(高血壓、糖尿病等)危險因素無關，是目前最優的冠心病心肌梗死臨床預測指標[24]。

2.2ApoE基因多態性與高脂血癥 有研究發現，ApoE雙條帶基因缺陷小鼠的血漿TG和TC水平均明顯升高，而HDL-C無明顯改變，脂質沉積和動脈斑塊形成的發生率顯著高于正常小鼠[25]。ApoE基因多態性是遺傳性高脂血癥的重要遺傳因素，ApoE等位基因與基因型對患者血脂水平有重要影響，這種影響與其他危險因素獨立相關，有高脂血癥危險基因型是AMI的重要影響因素。各種原因造成的高脂血癥是導致動脈粥樣硬化進而導致AMI發生的基礎，也是AMI重要的危險因素。高脂血癥的臨床表現包括TG、TC以及LDL-C水平的升高，而LDL-C水平的升高是冠狀動脈粥樣硬化和斑塊形成的獨立危險因素[26]。ApoE等位基因與人類高脂血癥密切相關，等位基因差別造成了ApoE基因功能上的差異，主要體現在與LDL受體結合的活性上，ε3、ε4對受體的結合力基本相同，而ε2與受體的結合力顯著低于其他兩種等位基因，在ε2、ε3、ε4所產生的6種不同的表型中，ε3/ε4表型的人群LDL-C水平最高，而ε2/ε3表型的人群最低[27]。近年研究發現，高膽固醇負荷的HDL會促進動脈粥樣硬化過程，也會促進ApoE與HDL-C的結合，從而抑制冠狀動脈粥樣硬化形成，進而降低AMI的發生率[28]。Meena等[29]通過比較高脂血癥患者和健康人群ApoE基因多態性與高脂血癥的關系發現，高脂血癥患者攜帶ε4基因的頻率明顯高于健康人群，在調整了性別、年齡、體質指數等因素后，攜帶ε3/ε4基因表型者與攜帶ε4基因表型者高脂血癥發生率明顯高于健康人群，提示ApoEε4等位基因和ε3/ε4基因型是高脂血癥的重要遺傳標志物，早期的ApoE基因檢測或許可以更早地識別高危群體，通過早期干預或可降低心肌梗死的發生風險。胡漢寧等[30]的一項基于165例高脂血癥患者和108健康人群的研究顯示，ε4基因攜帶者血清中的TC、TG、LDL-C水平顯著高于未攜帶者，而攜帶ε2、ε3基因者血脂水平顯著低于攜帶ε4基因者，提示ApoE基因多態性與高脂血癥密切相關。國外一些針對ApoE ε4等位基因的研究也發現，ε4等位基因是冠狀動脈粥樣硬化狹窄的危險因素，也是冠心病心肌梗死的獨立危險因素，因此ApoE等位基因的多態性可能是影響AMI發生及患者死亡的重要因素[31-33]。夏金蘭等[34]通過分析ApoE基因123 bp及156 bp位點HhaⅠ酶切多態性發現，ApoE基因123 bp與156 bp位點HhaⅠ酶切多態性與血清LDL-C水平及ApoB功能密切相關。ApoB是LDL-C最主要的載體，ApoB水平的改變可以顯著影響血清LDL-C水平，而ApoE基因位點的多態性可通過影響ApoB的功能，進而間接影響血清LDL-C水平，從而增加冠狀動脈斑塊形成的風險，影響AMI的發生。

2.3ApoA5基因突變與TG清除率降低 TG及其代謝產物非酯化脂肪酸是導致動脈脂質沉積和心肌炎性損傷的重要危險因素，TG清除率降低將導致非酯化脂肪酸水平顯著升高，進而增加患者發生AMI的風險[35]。ApoA5是血漿TG的關鍵調節因子，其通過增加TG的代謝清除體內的TG。當ApoA5基因突變導致功能發生改變時，TG清除率下降，從而造成血漿TG和非酯化脂肪酸水平顯著升高，從而增加脂質沉積和提高斑塊形成率，同時還會對動脈內膜造成一定程度的損傷，增加斑塊破裂與冠狀動脈急性狹窄的發生風險，并與AMI的發生密切相關[36]。近年來，學者們對于ApoA5調節TG的研究主要集中在兩個方面。一方面，ApoA5通過增加對特定脂蛋白的代謝，降低了富含TG的脂蛋白水平[37]。另外，ApoA5可阻止肝細胞內的TG與ApoB、膽固醇等結合，減少極低密度脂蛋白的生成，進而降低血TG水平。但也有學者發現，在某些代謝性疾病(糖尿病、肥胖癥等)狀態下ApoA5與TG呈正相關[38]，這是因為在炎癥狀態下，ApoA5基因的某些基團被氧化，信使RNA穩定性降低，從而導致ApoA5基因表達減少，TG代謝途徑發生改變，造成ApoA5與TG同向變化[39]。以上提示，并非在所有條件下ApoA5都與TG呈負相關，也可以呈正相關。非酯化脂肪酸是TG的代謝產物，Nilsson等[40]的研究發現，ApoA5與TG及非酯化脂肪酸呈階梯負相關，證實了ApoA5對TG的負調節理論，TG水平下降，非酯化脂肪酸也同步下降。ApoA5遺傳信息突變導致Apo功能區結構發生改變時，可引起顯著的低脂蛋白血癥，主要表現為HDL-C水平的顯著降低及過早發生的冠狀動脈粥樣硬化[41]。ApoA5與HDL呈階梯正相關，且與ApoA1具有重要的協同效應，ApoA1是HDL的主要蛋白質成分，約占HDL蛋白質總量的70%，是構成HDL結構及維持其功能的重要功能蛋白質，可促進HDL的成熟及LDL和TC的逆轉運[42]。ApoA1是卵磷脂膽固醇轉酰酶的激動劑，卵磷脂膽固醇轉酰酶的活力會隨著ApoA1的升高而升高，從而增加TG及LDL-C等的清除率，減少動脈血管的脂質沉積，降低斑塊形成率[43]。當ApoA5基因發生改變時，ApoA1的作用也隨之下降，從而增加AMI的發生率。ApoA5也具有與CM、極低密度脂蛋白和HDL相結合的特性，這點與ApoA1類似，提示ApoA5的變化與ApoA1具有一定程度的一致性。以上研究提示，ApoA5與TG水平密切相關，雖然ApoA5的血漿水平顯著低于其他Apo，但ApoA5是TG重要的負性調節因子，與冠狀動脈粥樣硬化及斑塊形成進展密切相關。華沙等[44]的研究顯示，ApoA5與心肌肌鈣蛋白Ⅰ呈顯著負相關，這可能因為ApoA5與TG代謝產物非酯化脂肪酸呈負相關，ApoA5水平下降導致TG及非酯化脂肪酸水平升高，從而加速了外周組織及動脈內膜攝取脂質，促進了脂質沉積和動脈斑塊形成，除造成局部炎癥反應外，也間接導致了纖維蛋白原、凝血因子及炎癥因子釋放，伴隨著纖溶功能受損，進而加速了動脈粥樣硬化和AMI的形成[45]，同時過量的非酯化脂肪酸造成心肌細胞損傷，更加速了AMI的形成[46]。Guardiola等[17]的一項基于422例高脂血癥患者的分析顯示，與健康人群相比，存在ApoA5等位基因突變者致動脈粥樣硬化的脂蛋白顯著增加，提示ApoA5突變基因會導致脂蛋白再分布，影響脂質在動脈內膜的沉積，導致動脈內膜增厚，具有顯著的致動脈粥樣硬化和脂質沉積作用。

3 Apo與脂代謝研究的不足

雖然目前的研究已經證實了Apo對脂蛋白代謝過程及途徑的影響，但研究僅通過對照分析證實了Apo對冠心病發病、動脈脂質沉積及斑塊形成、AMI等心血管事件有確切影響，大部分研究并未詳細闡述具體機制。另外，Apo基因型及表型對脂質代謝的影響具有不可消除的種族差異，不同種族的基因表型對脂質代謝的作用具有顯著差異，未來需針對不同種族的Apo基因表型進行研究。

他汀類藥物是目前預防心肌梗死以及改善缺血性心臟病預后的一線用藥，也是臨床使用最為廣泛的降脂藥物，是調控血脂的基石藥物[47]。但近年研究發現，他汀類藥物的效果具有顯著的個體差異，大劑量他汀治療所帶來的不良反應同樣存在顯著的個體差異，這可能與Apo的基因多態性相關[48-49]。未來針對Apo基因多態性的研究有助于為高脂血癥患者提供更加個體化的降脂治療方案，這將極大提高血脂調控的效果，降低心肌梗死相關疾病的發生率。隨著分子生物學的不斷發展和進步，Apo基因多態性與AMI的關系將被更進一步的揭示，不僅能提高AMI的早期預防效率，也將改善心肌梗死患者的預后。

4 小 結

傳統血脂指標如LDL-C作為冠狀動脈粥樣硬化和AMI的風險預測指標存在一定的不足，而Apo相關基因型可能具有更好的預測作用。ApoB基因變異導致LDL沉積，促進動脈內膜斑塊形成，增加AMI的發生率，而不同ApoB基因變異對不同人群所造成的AMI風險也不同；ApoE基因多態性是遺傳性高脂血癥的重要遺傳因素，攜帶危險等位基因的人群發生AMI的風險也更高；ApoA5基因突變造成TG清除率下降和非酯化脂肪酸水平升高，造成脂質沉積和內膜損傷增厚，增加了AMI的發生風險。然而目前對于Apo基因與AMI的研究多基于單個基因多態性位點，AMI可能是多個基因位點的共同作用導致的疾病，而不存在一個“主要基因”，未來關于Apo對AMI影響的研究還需要進行更大樣本量、不同地區和種族人群的交叉研究、聯合分析，從而更全面地分析Apo基因對AMI的影響，為臨床AMI的早期預防和治療提供指導。