髓過氧化物酶在臨床心血管疾病中的意義和研究展望

李 歡馮 磊方繞紅李海龍白 梅

（1、云南省滇南中心醫(yī)院(紅河州第一人民醫(yī)院)，云南 蒙自 661100；2、昆明醫(yī)科大學第六附屬醫(yī)院，云南 玉溪 653100）

近年，中國心血管疾病危險因素流行趨勢明顯，心血管疾病患病率處于持續(xù)上升階段。據(jù)測算心血管疾病現(xiàn)患病人數(shù)近3.30億，每年約350萬人死于心血管疾病，心血管疾病已經(jīng)成為我國居民健康的首要威脅[1]。髓過氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）是一種含血紅素的過氧化物酶，存在于髓系細胞的嗜苯胺藍顆粒中，是髓細胞的特異性標志，是血紅素細胞過氧化物酶超家族成員之一[2]。研究表明MPO與心血管疾?。–VD）之間存在關聯(lián)，包括冠心病、充血性心力衰竭、動脈高壓、肺動脈高壓、外周動脈疾病、心肌缺血、再灌注相關損傷、中風、心律失常和靜脈血栓形成[3]。在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展中，從內(nèi)皮功能障礙的早期發(fā)展到斑塊的形成和破裂，MPO氧化應激和炎癥反應貫穿了整個過程，MPO催化的反應對潛在的動脈粥樣硬化前期有生物活性，MPO催化產(chǎn)生許多反應氧化物及激活物，這些產(chǎn)物能促使脂質(zhì)過氧化及對靶蛋白產(chǎn)生大量的翻譯后修飾作用，包括氯化、硝基化及氧化交聯(lián)，在動脈粥樣硬化及其并發(fā)癥中發(fā)揮重要的作用，與內(nèi)皮功能障礙、脂質(zhì)代謝、NO消耗、斑塊破裂、MMP的激活、血栓形成都存在廣泛的聯(lián)系[4]。因此，MPO是這些常見疾病中炎癥和氧化應激生物標志物的最佳診斷工具之一，MPO可作為一個獨立且意義重大的心血管疾病監(jiān)測指標。

1 MPO的結(jié)構(gòu)和生物學作用

1.1 MPO的結(jié)構(gòu)

MPO是含亞鐵的血紅素蛋白酶，約占外周多形核白細胞（PMN）內(nèi)總蛋白質(zhì)含量的5%，血液中95%的MPO來源于PMN。成熟的MPO是由兩個亞基聚合而成的二聚體蛋白質(zhì)，相對分子質(zhì)量為150000，每個亞基又由一條重鏈（α鏈，相對分子質(zhì)量為60000）和一條輕鏈（β鏈，相對分子質(zhì)量為15000）構(gòu)成，2個亞基在α鏈處由1個二硫鍵連接[5]。

1.2 MPO的生物學作用

1.2.1 鹵化循環(huán) MPO通過產(chǎn)生的氧化劑促進微生物消除，次鹵酸（如次氯酸、次溴酸）是吞噬細胞殺菌活性的主要氧化劑[6]。MPO的天然三價鐵血紅素與H2O2反應，通過雙電子氧化反應生成反應性中間體化合物Ⅰ（·+Por-Fe4+=OH），該化合物具有高氧化態(tài)，可催化鹵化物和假鹵化物離子（Cl-、Br-、SCN-）轉(zhuǎn)化為次鹵酸（HOCl、HOBr）和次硫氰酸（HOSCN），并通過雙電子還原將化合物Ⅰ還原為天然狀態(tài)[7]。這個反應過程構(gòu)成了鹵化循環(huán)（天然酶—化合物Ⅰ—天然酶），Cl-是血漿中鹵化循環(huán)最豐富的底物，因此HOCl是鹵化循環(huán)中形成的主要物質(zhì)，HOCl具有高反應性，參與許多生物靶標的氧化和氯化。HOBr產(chǎn)生量約占鹵化循環(huán)過程中消耗的H2O2的25%。

1.2.2 過氧化物酶循環(huán) 化合物Ⅰ通過單電子反應生成化合物II（·+Por-Fe4+-OH）和自由基，然后在第二個單電子還原反應中將化合物II還原回其天然狀態(tài)。同時，化合物Ⅲ（Por-Fe3+-O2·-）通過Fe3+與O2·-反應生成，或通過單電子還原成亞鐵并隨后與O2反應生成化合物Ⅲ。由于過氧化物酶循環(huán)而形成的一種自由基物質(zhì)是二氧化氮（NO2），它是NO2-氧化的產(chǎn)物。NO2是一種高度不穩(wěn)定的分子，可促進蛋白質(zhì)硝化和脂質(zhì)過氧化[8]。MPO衍生的氧化劑（如HOCL和NO2-）修飾可以改變蛋白質(zhì)的活性，從而整體細胞功能。MPO的催化循環(huán)過程見圖1[5]。

圖1 MPO的催化循環(huán)過程

2 MPO在心血管疾病中的作用和機制

2.1 促進內(nèi)皮功能障礙

MPO催化消耗一氧化氮（NO）并抑制其生物活性，導致內(nèi)皮功能障礙。MPO主要通過MPO形成的活性物質(zhì)消耗和中斷內(nèi)源性NO合成兩種途徑破壞NO代謝。MPO及其產(chǎn)物通過多種方式破壞NO形成或生物利用度[5]：（1）HOCL氯化精氨酸（內(nèi)皮型NO酶的底物），限制精氨酸的生物利用度并形成可以直接抑制內(nèi)皮型NO酶的氯化精氨酸；（2）HOCL直接氧化eNOS（內(nèi)皮型NO酶），導致合成酶的單體化和解偶聯(lián)；（3）MPO/H2O2/N2O-系統(tǒng)修飾脂蛋白導致eNOS從內(nèi)皮細胞的質(zhì)膜上解離并降低eNOS的表達。

2.2 氧化修飾低密度蛋白質(zhì)（LDL）

LDL的氧化修飾參與了動脈粥樣硬化的形成，是動脈粥樣硬化的重要因素之一。MPO衍生的HOCL可以通過靶向載脂蛋白B-100上的賴氨酸殘基來氧化LDL，它是LDL的最主要成分，它使LDL更容易被巨噬細胞上的清道夫受體識別，導致在動脈粥樣硬化斑塊的脂質(zhì)核心內(nèi)形成巨噬細胞泡沫細胞動脈粥樣硬化斑塊[9]。MPO產(chǎn)生的活性氮物質(zhì)也能夠修飾低密度脂蛋白以形成NO2LDL，這是巨噬細胞可以攝取的另外一種致動脈粥樣硬化的LDL。此外，由MPO衍生的氰酸鹽對LDL上賴氨酸殘基的氨基甲?；灿兄谂菽毎男纬珊蛣用}粥樣硬化。

2.3 選擇修飾高密度蛋白（HDL）

MPO還能夠修飾高密度脂蛋白（HDL），這是唯一一種通過將外周膽固醇轉(zhuǎn)運回肝臟來提供動脈粥樣硬化保護作用的脂蛋白。這也被稱為巨噬細胞的膽固醇逆向轉(zhuǎn)運，通過ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1（ABCA1）、G1（ABCG1）和載脂蛋白A1（載脂蛋白A-1）之間的相互作用[10]。MPO與螺旋8結(jié)合并在酪氨酸殘基處氧化APO-A1，導致巨噬細胞中ABCA1依賴性膽固醇流出受損。MPO還可以氧化對氧磷酶1（一種與APO-A1結(jié)合的HDL相關抗氧化蛋白），導致HDL的動脈粥樣硬化保護特性降低[11]。此外，MPO產(chǎn)生的HOCl通過巨噬細胞上的清道夫受體與天然HDL競爭脂質(zhì)攝取，最終導致HDL功能失調(diào)。

2.4 促進內(nèi)皮細胞凋亡和血栓的形成

在斑塊不穩(wěn)定或破裂情況下，MPO和MPO衍生氧化劑在促進動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定性中的潛在作用。單核細胞/巨噬細胞釋放的MPO中性粒細胞可以激活MMPs并抑制TIMPs，導致ECM的減少，尤其是在纖維帽中。此外，MPO可能通過誘導內(nèi)皮細胞釋放組織因子和引發(fā)血小板來促進血栓形成環(huán)境聚合。最后，MPO可以增加內(nèi)皮細胞（EC）的通透性和凋亡，從而增加血管的滲漏內(nèi)皮細胞。

2.5 基 質(zhì)MMP的激活

纖維帽的厚度是動脈粥樣硬化斑塊相對穩(wěn)定性的關鍵決定因素。MPO可能通過激活MMP并使其抑制劑失活導致斑塊不穩(wěn)定，從而導致纖維帽基質(zhì)的降解。人中性粒細胞的激活可導致MPO和活性MMP-9的同時釋放，表明MPO可能會在脫粒時激活MMP。事實上，低濃度的HOCl在體外通過氧化MMP半胱氨酸開關域的硫醇部分直接激活MMP-7，此外，MPO產(chǎn)生的氧化劑可以使金屬蛋白酶-1的組織抑制劑失活，否則會抵消MMP的作用，從而整體削弱ECM。

2.6 MPO與動脈粥樣硬化斑塊的減弱

動脈粥樣硬化斑塊的脆弱性取決于覆蓋由泡沫細胞產(chǎn)生的脂質(zhì)核心的纖維帽的完整性[12]。MPO可以通過MPO衍生的HOCl通過抑制Bcl-2和促進內(nèi)皮細胞內(nèi)細胞色素C的表達參與內(nèi)皮細胞的凋亡、MPO和HOCl激活基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）、與一些細胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)蛋白結(jié)合并由次氯酸氧化降低血管平滑肌細胞粘附三種主要機制減少纖維帽的厚度[9]。另外，MPO與動脈粥樣硬化斑塊減弱有關。首先，HOCl已被證明可以抑制一種酶的同種型，該酶可以抵消基質(zhì)金屬蛋白酶的組織抑制劑金屬蛋白酶-1，通過氧化N端的半胱氨酸殘基，導致無對抗MMPs，進一步削弱纖維帽，并促進隨后的斑塊破裂。其次，氧化的低密度脂蛋白和氧化應激也能夠通過引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激來削弱動脈粥樣硬化斑塊，隨后誘導壞死核心內(nèi)的巨噬細胞凋亡，導致更脆弱的斑塊。

2.7 MPO與冠狀動脈痙攣

MPO直接催化消耗NO，導致冠狀動脈痙攣，引起心肌缺血、心絞痛甚至心肌梗死的發(fā)生。MPO將NO氧化為氮氧化物，加快氧化損傷和LDL的氧化轉(zhuǎn)變速率，最終導致動脈粥樣硬化。

2.8 促進心肌功能紊亂和心肌梗死后異常心室重塑

纖維帽破裂、管腔阻塞之后的病理過程中，炎癥仍起著主要的作用，白細胞遷移至壞死部位周圍，閉塞動脈再灌注，促進炎癥和氧分壓增加，MPO促進心室逆向重塑。

3 MPO在心血管疾病中的臨床意義

3.1 MPO是ACS患者心血管不良事件（MACE）獨立預測因子

Baldus等[13]研究了1090例ACS患者血清MPO水平與隨訪6個月內(nèi)發(fā)生死亡事件的關系。結(jié)果顯示MPO水平與肌鈣蛋白cTnT、可溶性CD40配體、C反應蛋白水平、ST段變化無關，但是MPO水平升高，患者的MACE的發(fā)生率明顯升高（OR=2.25）。Brennan等[14]評估了604名胸痛患者MPO濃度水平與MACE發(fā)生風險關系，在對患者入院時和入院后16h內(nèi)（0、4、8、16h）進行MPO和cTnI濃度水平檢測，在30d和6個月的隨訪中發(fā)現(xiàn)，當cTnI檢測值處于正常參考范圍內(nèi)，6個月內(nèi)發(fā)生MACE的患者有44.4%被漏診。但當MPO處于正常參考范圍內(nèi)，發(fā)生MACE的漏診率只有9.3%。另外，Kaya等[15]研究發(fā)現(xiàn)73名ST抬高型心肌梗死（STEMI）患者的血漿MPO水平明顯高于46名年齡和性別相匹配的健康對照組（82±34 v s 20±12ng/mL；P=0.001），復合性心血管不良事件（MACE）在高MPO水平患者中發(fā)生概率（33%）是低MPO水平患者中發(fā)生概率（11%）的3倍。而且，在多變量分析中，血漿MPO水平是MACE的獨立預測因子（OR=3.843，95%CI：1.625-6.563，P=0.003）。綜上所述，MPO是ACS患者心血管不良事件（MACE）獨立預測因子。

3.2 MPO可提高急性冠脈綜合征（ACS）的早期診斷率

Sawichi等[16]開展的ACS患者對照研究結(jié)果顯示，非ACS受試者的MPO和cTnI值均顯著低于ACS患者。特別是以97.5%為分界點，不穩(wěn)定型心絞痛患者和非ACS受試者的MPO明顯優(yōu)于cTnI，入院時肌鈣蛋白陰性的ACS患者在6小時后變?yōu)榧♀}蛋白陽性，并顯示出明顯更高的MPO濃度。說明MPO極有力于ACS的早期診斷，尤其是提高肌鈣蛋白陰性的ACS患者診斷率。

3.3 MPO預測健康人群未來心血管疾病風險

Meuwese等[17]在EPIC（歐洲癌癥和營養(yǎng)前瞻性調(diào)查）-諾?？饲罢靶匀巳貉芯恐性u估了MPO水平與健康個體未來冠心病風險的關系。結(jié)果顯示MPO病例組受試者血清C反應蛋白（CRP）水平顯著高于對照組受試者，并且與C反應蛋白（CRP）和白細胞計數(shù)相關。在MPO濃度的連續(xù)四分位數(shù)中，未來CAD的風險增加，最高四分位數(shù)與最低四分位數(shù)的比值比1.49（95%C I：1.20-1.84，P<0.001）。在調(diào)整了風險因素后，前四分位數(shù)的O R仍為1.36（95%CI：1.07-1.73）。在低密度脂蛋白（LDL）<130mg/dL、高密度脂蛋白（HDL）>50mg/dL或C反應蛋白（CRP）<2.0mg/dL的受試者中，MPO水平升高（>728pmol/L）同樣能夠預測到冠心病患者的風險增加（O R值分別為1.52（95%C I：1.2-1.91）、1.59（95%C I：1.24-2.05）和1.42（95%CI：1.14-1.77））。這說明血清MPO水平與健康的個體中CAD未來發(fā)展的風險相關，MPO可以預測健康人群未來心血管疾病風險。

3.4 MPO可作為心力衰竭的獨立風險指標

MPO與心力衰竭（HF）的死亡率、疾病進展和嚴重程度相關。Tang等[18]檢測了105例正常對照者和102例慢性收縮性心衰患者（HF）的MPO和血漿B型利鈉肽水平，結(jié)果顯示，與正常對照組相比，MPO水平與HF的患病率密切相關。并且，MPO作為一個獨立的風險評估指標可以很好地評價急性心力衰竭的1年死亡率，尤其是在BNP不能很好地反映機體真實狀態(tài)的情況下。

3.5 MPO預測心血管疾病死亡率

Heslop等[19]對885例CAD患者進行了13年隨訪發(fā)現(xiàn)，與最低三分位MPO水平患者相比，最高三分位MPO水平預測心血管死亡率的風險為2.4倍（95%CI：1.47-2.98）。另外，評估了MPO和C-反應蛋白（CRP）對心血管疾病的風險，MPO或CRP升高的患者心血管死亡風險高出5.3倍（95%CI：1.86-14.9），MPO和CRP均升高的患者比單獨升高的患者相比風險高出4.3倍（95%C I：2.26-8.31），在調(diào)整心血管危險因素和疾病負擔后，這些結(jié)果仍然顯著。表明MPO可以預測冠心病患者的心血管疾病死亡風險。

3.6 MPO-463G/A基因多態(tài)性與冠狀動脈疾病

人類MPO基因由12個外顯子和11個內(nèi)含子組成，位于染色體的17q23-q24。人類可以存在G/G、A/A、A/G三種基因型。一項薈萃分析結(jié)果表明[20]：MPO基因-463G/A多態(tài)性與CAD風險相關，特別是GG基因型的患者無論是心血管疾病的發(fā)生風險還是不良事件的發(fā)生均明顯高于AA或GA型的患者。多因素分析顯示，GG基因型是CAD患者發(fā)生心血管意外的強預測因子，AA基因型可降低終末期腎臟疾病患者發(fā)生CAD的危險，MPO基因-463G/A變異可降低對CAD的易感性。尤其是在中國人口中。MPO基因-463G/A多態(tài)性的A等位基因可能保護人們免受CAD風險。

3 總結(jié)與展望

綜上所述，MPO心血管疾病之間存在密切聯(lián)系，MPO作為一種新的炎癥標志物，在心血管疾病的診斷和評估中具有重要意義。目前國內(nèi)外大量關于MPO的研究還處于實驗室階段，MPO可用數(shù)據(jù)相對較少，并且涉及MPO的研究都使用了不同的方法，還需要更多的研究來建立標準和規(guī)范。MPO的檢測方法主要包括連續(xù)監(jiān)測法、酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）和流式細胞儀測定法。連續(xù)監(jiān)測法雖然具有快速、靈敏、成本低特點，但易受其他過氧化物酶和一些血紅素蛋白的干擾；ELISA靈敏度、特異度均較高，幾乎不受體液和激活劑、抑制劑的影響，也不受過氧化物酶和血紅素蛋白的干擾，但是該方法需要制備高效價抗體，成本較高，并且測定時間長，僅限于科學研究；流式細胞儀測定法特異性強、靈敏度高，但技術復雜，需要使用特殊儀器。因此，受檢測方法的限制，MPO檢測方法還無法實現(xiàn)臨床應用，即MPO目前還無法作為一個急診項目。但隨著分子生物學領域的不斷發(fā)展，對MPO的作用機制研究將不斷深入，其在冠心病的診斷、預后等方面的作用也將日益突出。