髓過氧化物酶在心血管疾病中作用的研究進展

趙 倩，陳還珍

在全球范圍內，心血管疾病仍是死亡和致殘的主要原因。盡管在治療上取得了顯著成效，但心血管風險仍未得到很好控制。有許多研究證明了炎癥和氧化應激反應在心血管疾病的發生、發展中發揮作用，同時發現一些炎癥生物標志物在心血管疾病的診斷、治療、預后中的重要性。髓過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)是一種血紅素過氧化物酶，儲存在中性粒細胞和單核細胞的嗜天青顆粒中，在炎癥過程中釋放到細胞外[1]，在心血管疾病發生和發展中起著重要作用。有研究報道血漿MPO水平升高與心血管疾病不良預后及死亡風險增加有關。因此，MPO被認為是多種心血管疾病風險分層的生物標志物，也可能成為心血管保護的潛在目標。

1 MPO的結構與功能

MPO是血紅素過氧化酶超家族的一員，是一種146 kDa糖基化同二聚體蛋白，由兩個單體組成，每個單體由14.5 kDa的輕鏈和58.5 kDa的重糖基化鏈組成，其中，包含1個輔血紅素衍生物和酶促反應所必需的鈣結合位點[2]。由位于17號染色體上的一個基因編碼，其主要翻譯產物是一個單一的蛋白質，該蛋白質經過N-連接的糖基化作用產生1個92 kDa糖蛋白[3]。這種前MPO蛋白經過蛋白水解修飾，產生了成熟的MPO蛋白。這種成熟的MPO儲存在中性粒細胞和單核細胞的嗜天青顆粒中，在炎癥過程中釋放到細胞外[1]。除了這些炎癥細胞類型，在神經元和內皮細胞中也觀察到了MPO的表達[3]。

活化的中性粒細胞、單核細胞等在炎癥部位釋放MPO，利用過氧化氫(H2O2)氧化底物，如鹵化物(Cl-、Br-)和類鹵化物如硫氰酸鹽(SCN-)，生成次鹵酸、次氯酸(HOCl-)、次溴酸(HOBr-)和次硫氰酸(HOSCN)[2]。這些都是強氧化劑，在正常情況下對某些微生物有殺傷力，并在免疫系統中發揮重要作用。然而，這些氧化劑的過量或不正常的生成會導致宿主細胞損傷并導致多種疾病。

MPO通過形成大量的反應性氧化劑和擴散性自由基，能夠通過脂蛋白過氧化作用、清除一氧化氮和抑制一氧化氮合酶而導致組織氧化損傷[4]，并隨后導致動脈粥樣硬化形成、斑塊易損性、內皮功能障礙、冠狀動脈痙攣和心室重塑等[5-6]。這些途徑有助于冠狀動脈疾病、心力衰竭和高血壓等心血管疾病的發展。

2 MPO在心血管疾病中的作用

2.1 MPO與動脈粥樣硬化 動脈粥樣硬化是一種慢性疾病，也是一種全身性疾病，臨床常見的是冠狀動脈粥樣硬化。MPO通過氧化低密度脂蛋白，修飾高密度脂蛋白，促進內皮功能障礙和動脈粥樣硬化斑塊破裂在動脈粥樣硬化的發病機制中起重要作用。自從Teng等[1]報道在動脈粥樣硬化斑塊中發現MPO以來，MPO已被證明參與了動脈粥樣硬化的發展和進展。Sugiyama等[7]證明，在易損和破裂的斑塊中發現大量含MPO的巨噬細胞，而在動脈粥樣硬化的早期階段僅含有少量的MPO或MPO陰性巨噬細胞。許多研究表明，MPO能夠預測冠心病的風險、斑塊穩定性和不良心血管事件。一項對部分或完全MPO缺乏的受試者進行的基因研究顯示，MPO表達的缺乏顯著降低了患心血管疾病的風險[8]。在MONICA/KORA研究中，平均10.8年的隨訪中，測定了333例冠心病病人和1 727例非冠心病病人的血清MPO水平，發現MPO的升高與冠心病發病風險的增加獨立相關[9]。對1 895例擇期行冠狀動脈造影術的病人進行3年隨訪研究，觀察到MPO水平的升高與主要不良事件(包括死亡、心肌梗死和腦卒中)的發生率顯著相關。表明MPO可以作為冠心病穩定病人不良事件的預后指標[10]。最近的一項研究中，分別測定112例冠心病病人和112名健康受試者的MPO水平，結果顯示，血漿MPO升高水平與冠心病的嚴重程度和動脈粥樣硬化的風險直接相關，可有效預測冠心病，對病人病情判斷和改善預后具有重要的臨床意義[11]。

2.2 MPO與急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS) ACS是一種常見的發病率高、死亡率高的疾病，包括ST段抬高型心肌梗死、非ST段抬高型心肌梗死和不穩定型心絞痛。在ACS中，氧化應激和炎癥在冠狀動脈斑塊的不穩定中發揮重要作用[12]。MPO有助于ACS的早期診斷以及從胸痛病人中識別ACS病人。

為了在胸痛病人中識別ACS，研究人員測定了發病6 h內血漿MPO、心肌肌鈣蛋白I(cTnI)水平，結果發現，在非ACS病人中，MPO和cTnI均顯著降低，而在肌鈣蛋白陰性的ACS病人中觀察到較高的MPO水平，這些病人在6 h后肌鈣蛋白變為陽性，表明聯合應用MPO和cTnI比單獨應用cTnI檢測ACS更敏感[13]。在另一項研究中，連續測定胸痛病人入院時和入院后6 h MPO水平，結果發現，根據MPO水平可在胸痛病人中區分ACS病人和非ACS病人[14]。也可以從ACS中鑒別急性心肌梗死病人和心絞痛病人，并預測其住院期間并發癥的發生[12]。選取ACS病人32例、穩定型心絞痛病人30例和健康者30名分別測定血漿MPO水平，通過冠狀動脈造影檢查評估冠狀動脈狹窄程度和病變血管支數[15]，結果顯示，隨著病人冠狀動脈斑塊不穩定性及冠狀動脈狹窄程度的加重，血漿MPO水平顯著升高。然而，并非所有的研究都是積極的，也有研究顯示MPO水平與ACS的臨床結果沒有相關性[16-17]。

2.3 MPO與心力衰竭 心力衰竭是各類心臟疾病發展的終末階段，死亡率和再住院率一直居高不下，因此，了解其病因和確定預后標志對于有效的治療策略至關重要。早在20世紀30年代末，研究者就觀察到全身炎癥和心力衰竭嚴重程度之間的聯系。而后越來越多的數據支持炎癥和氧化應激在心力衰竭病理生理中的作用[18]。因此，各種炎癥生物標志物可用于預測急性和慢性心力衰竭病人的預后。

在慢性心力衰竭中，Tang等[19]研究測定了105例無心力衰竭病人(對照組)和102例慢性收縮性心力衰竭病人的血漿MPO水平，與對照組相比，心力衰竭病人MPO水平升高，且血漿MPO水平隨著紐約心臟協會(New York Heart Association，NYHA)心功能分級的增加而升高，并與血漿B型利鈉肽(BNP)水平相關。對140例慢性收縮性心力衰竭病人進行血漿MPO水平、超聲心動圖指標以及長期臨床結果之間的相關性研究，發現血漿MPO水平越高，左室舒張功能受損和右心室收縮功能障礙的可能性越大，不良臨床事件的風險也越大[20]。類似地，有研究對136例慢性收縮性心力衰竭病人平均隨訪34個月，發現MPO可作為臨床不良事件的獨立預測因子[21]。最近的一項研究中，對86例急性心力衰竭[射血分數(EF)≥45%]后4～8周的病人和46名健康對照者平均隨訪579 d，發現心力衰竭病人與對照組相比有更高的MPO水平，并指出MPO與心力衰竭的血管功能障礙和預后相關[22]。

在急性心力衰竭中，MPO的診斷和預后意義仍有爭議。在412例出現呼吸困難病人的研究中，急性心力衰竭病人和非急性心力衰竭病人血漿MPO水平差異無統計學意義，血漿MPO水平與這些病人的1年死亡率無關[23]。相比之下，一項更大規模的研究表明，血漿MPO水平獨立預測了急性心力衰竭病人的1年死亡率[24]。MPO在急性心力衰竭病人中的應用仍不清楚，尚待確定。

2.4 MPO與高血壓 高血壓是心血管疾病的主要危險因素，是全球死亡的主要原因之一[25]。由于高血壓很多時候是無癥狀的，導致許多高血壓病人未能及時診治，最終因各種并發癥而過早死亡。因此，找到一種方法及時篩查高血壓風險病人尤為重要。

越來越多的研究顯示，高血壓與免疫及炎癥反應相關[26]。測量219名健康孕婦、130例妊娠期高血壓病人和143例先兆子癇病人的血漿MPO水平和活性，發現與健康孕婦相比，先兆子癇組病人MPO水平較高，且未接受高血壓治療的先兆子癇和妊娠期高血壓病人均表現出較高的MPO水平和活性[27]。此外，高血壓藥物的應用降低了MPO水平，表明這些藥物可能對機體有保護作用。另一項研究中，選取子癇前期和正常孕婦各30例，發現子癇前期組MPO水平升高，可能與子癇前期發病機制有關[28]，表明MPO可作為預測子癇前期的生物標志物。

2.5 MPO與心臟毒性 目前隨著腫瘤診治水平的提高，腫瘤病人生存期不斷延長，針對惡性腫瘤的化療、放療以及靶向治療，都不可避免會引發心臟毒性。由于早期缺乏識別心臟毒性風險增加的能力，而使病人病情加重。現在一些炎癥生物標志物已經逐步成為抗腫瘤藥物致心臟毒性的預測因子。在一項多中心研究中，接受阿霉素和曲妥珠單抗治療的78例乳腺癌病人在隨訪15個月時心臟毒性風險較高，僅與3個月時血清MPO水平升高有關[29]。另一項研究發現血清MPO水平是心臟毒性風險的預測因子[30]。因此，MPO可能是預測心臟毒性潛在的炎性生物標志物。

2.6 MPO與心臟移植 心臟移植是治療終末期心臟病的有效方法，隨著免疫抑制劑、心臟保存技術、手術技術、供體和受者的選擇、排異反應監測等方面的進步，心臟移植受體在術后30 d、1年和5年的存活率分別為90%、86%和70%[31]。心臟移植的壽命在很大程度上取決于心臟移植物血管病變(cardiac allograft vasculopathy，CAV)或慢性排異反應[32]。由于免疫和非免疫因素，慢性排異在心臟移植病人中的患病率很高[33]。CAV的診斷依賴于冠狀動脈造影術，這是一種侵入性檢查，在病變進展和治療時難以進行。所以探索一種無創的檢查方法或炎性生物標志物，對早期發現有CAV風險的病人至關重要。

在評估47例心臟移植受體時，研究人員觀察到CAV病人與沒有發生CAV的病人相比，具有更高的氧化應激指數(OSI)、MPO水平和過氧化氫酶活性。將CAV病人分為輕度、中度和重度，后者較前兩者具有較高的OSI，并觀察到CAV分級與OSI、MPO和過氧化氫酶活性之間存在相關性[34]。但其樣本量較小，未來還需更多的研究來驗證。

3 小結與展望

MPO可提高心血管疾病的診斷和風險分層，其作為多種心血管疾病預后的炎性生物標志物，有可能成為心血管保護的目標。盡管一些研究支持MPO是心血管疾病惡化的預測因子，但這并不是普遍現象，在確定其作為評估疾病嚴重程度和高風險的炎性生物標志物時，應小心謹慎。而且在任何類型的炎癥中都可能發生巨噬細胞和中性粒細胞的活化，因此，準確地了解MPO在這些疾病中的作用機制需要進一步的研究。到目前為止，還沒有利用炎癥生物標志物來決定心血管疾病治療方案的研究，因此，將其納入臨床實踐有些困難。未來可以繼續探索MPO對心血管疾病危險分層及指導臨床治療方案方面的研究。同時，以MPO為靶點進行干預，減輕心肌炎性損傷，也為心血管疾病的治療帶來新的思路。靶向MPO抑制劑有可能成為心血管疾病最有潛力的治療方法。目前在體外和動物研究中，有希望的MPO抑制劑(如PF-1355)和替代底物[20]，已被證明可以減少動脈粥樣硬化負擔、穩定動脈粥樣硬化斑塊和預防冠心病的心臟并發癥。但MPO抑制劑的開發仍存在許多挑戰。