殘余膽固醇在急性缺血性卒中發病中的作用及其機制研究進展

沈雪陽，何亞玲，葛朝明

蘭州大學第二醫院神經內科，蘭州730000

缺血性卒中（ischemic stroke，IS）占全部卒中的75%左右，是造成人類死亡和致殘的重要疾病之一，嚴重影響人們生活質量，給社會經濟帶來嚴重負擔。盡管大多數發達國家急性缺血性卒中（Acute ischemic stroke，AIS）的發病率有所下降，但全球卒中幸存者人數和卒中的終生風險依舊在增加［1］。有一項基于人群的研究［2］表明，高達22%的卒中是復發性卒中，它們比首次卒中更有可能致殘或致命。在各種危險因素中，血脂異常在首次卒中的一級預防和復發性卒中的二級預防中尤為突出。根據《中國成人血脂異常防治指南（2016 年修訂版）》，我國成人血脂異常的總體患病率高達40.40%［3］。膽固醇水平高的人群患卒中的風險更高，而血脂異常的管理是卒中預防的重要工具。目前血脂防治指南的策略是將低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）作為評估AIS 風險以及治療的參考目標，以降低動脈粥樣硬化相關的心腦血管疾病風險［4］。然而，大量他汀類藥物、非他汀類藥物和聯合治療試驗清楚地表明，盡管降脂治療使得AIS 患者的血漿LDL-C 濃度下降，但仍存在動脈粥樣硬化性心腦血管疾病的殘余風險，其中部分歸因于殘余膽固醇（remnant cholesterol，RC）水平的升高。RC是近年來新提出的非傳統血脂指標，是指富含甘油三酯脂蛋白（triacylglycerol-rich lipoproteins，TRLs）的總膽固醇含量。我們對RC在AIS發病中的作用及其機制研究進展進行了歸納，以期為AIS 患者的防治提供新的策略。

1 RC定義及檢測方法

RC 是TRLs 的總膽固醇含量，它是在TRLs 被脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase，LPL）耗盡甘油三酯（triglyceride，TG）時形成的，由禁食狀態下的極低密度脂蛋白膽固醇（very low-density lipoprotein cholesterol，VLDL-C）和中密度脂蛋白膽固醇（intermediate density lipoprotein cholesterol，IDL-C）以及非禁食狀態下的乳糜微粒（chylomicron，CM）殘余物組成［5］。高濃度的RC 是由原發性（即遺傳性）和繼發性（或兩者的組合）引起的，其最常見的原因是糖尿病和肥胖［6］。目前已發現，血漿總膽固醇的三分之一含量是RC［7］，而TRLs 中的膽固醇被認為是導致動脈壁斑塊形成的主要致動脈粥樣硬化劑［8］，相比之下，TG 對動脈的直接致動脈粥樣硬化作用相對較小。

RC的檢測方法包括直接檢測和計算獲得兩種。可通過聚丙烯酰胺凝膠電泳法、超速離心法、核磁共振波譜法和免疫分離測定等［9］方法直接檢測RC 水平。然而，這些檢測方法相對復雜且價格昂貴，在大多數醫院中還不能列為常規化驗項目。在臨床上，RC 值常通過標準脂質譜來計算，即總膽固醇減去LDL-C 減去高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）［10］，此方法無需額外成本。但是，它也有一個局限性，即當使用Friedewald方程估計LDL-C和RC時，在大多數血漿中甘油三酯（TG）和VLDL 之間的比例是固定的，一般為5∶1［11］，而TG和膽固醇的比率在個體之間有差異，在不同的時間點，同一個體內也會有所不同。在一項來自丹麥普通人群的16 207名個體的前瞻性隊列研究［12］中發現，計算所得的RC 與直接測量的RC 相比，約有5%實際高RC 水平的個體被當作正常RC 水平個體，而這些個體的心肌梗死（myocardial infarction，MI）風險則增加1.8 倍；且直接測量的高RC 水平與缺血性心臟?。↖schemic heart disease，IHD）和MI 的高風險均相關。但是，這并不意味著計算所得的RC沒有用，計算所得的高RC 水平與IHD 和MI 的高風險同樣具有相關性，大多數直接測量的RC 值高的個體，其計算所得的RC值也高，兩種方法獲得的RC值密切相關。

2 RC在AIS發病中的作用

AIS 的發病機制復雜，系由各種原因所致的局部腦組織區域血液供應障礙，導致腦組織缺血缺氧性改變，臨床上表現為對應的神經功能缺失，RC 作為非傳統的血脂指標，參與并影響著AIS 的發生。在一項來自哥本哈根普通人群的102 964 名個體的前瞻性、觀察性研究［13］中發現，逐步升高的RC 濃度與逐步升高的IS風險相關。糖尿病是AIS發生的獨立危險因素。在糖尿病人群中的相關研究［14］表明，RC 水平較高的患者預后明顯較差，且RC 濃度升高會增加AIS 的患病風險［15］，以RC 和LDL-C 濃度都較高的患者風險最高。近期有研究［16］報道，在IS 患者中空腹RC 水平升高與平均頸動脈內中膜厚度（Carotid intima-media thickness，CIMT）和最大CIMT 呈正相關，表明RC 水平升高是動脈粥樣硬化病變原因的強有力證據，并對AIS 的發生發揮作用，且RC作為動脈粥樣硬化性心腦血管疾病的風險指標可能優于LDL-C，尤其是在超重和肥胖人群中［12］。在一項針對丹麥普通人群的前瞻性隊列研究［8］中發現，與不診斷為IS和（或）MI的人群相比，具有上述診斷的人群擁有更高的RC 水平，且高RC 水平會增加主要心血管不良事件（Major adverse cardiovascular events，MACE）的再發風險，表明RC與AIS的發生密切相關。

3 RC在AIS發病中的作用機制

3.1 RC水平升高致動脈粥樣硬化 動脈粥樣硬化是AIS 最常見的病因。研究顯示，動脈粥樣硬化通過原位血栓形成血管閉塞或斑塊部位的血栓脫落栓塞遠端血管兩種機制導致卒中，60%～80%的AIS是由頸部或顱內動脈粥樣硬化引起的。RC 是在TRLs 被LPL 耗盡TG 時形成的，這些膽固醇一部分被肝臟清除，另一部分膽固醇繼續循環，并被LPL和肝脂酶（hepatic lipase，HL）進一步修飾，從而形成富含膽固醇的IDL-C 和VLDL-C［17］。RC 致動脈粥樣硬化潛能與其結構特性有關，這些特性決定了它們在動脈內膜停留時間、對氧化的敏感性、對動脈壁的滲透性以及誘導泡沫細胞形成和促進斑塊形成的能力［18］。研究［19］表明，TRLs 可以進入動脈內膜，但是該速率比LDL-C 慢。VLDL-C 和CM 無法穿透動脈壁，通過與蛋白多糖和動脈內膜的其他成分結合，導致膽固醇在動脈內的積累［20］，當膽固醇堆積足夠時，血管內膜的內皮細胞會釋放激素促進單核細胞聚集，單核細胞進而分化為巨噬細胞，巨噬細胞介導滲入血管內皮下的LDL-C 發生氧化修飾，形成氧化型LDL-C，并主要通過A 型清道受體吞噬大量氧化型LDL-C，導致細胞內脂質堆積，形成泡沫細胞。泡沫細胞堆積形成脂質條紋乃至脂質斑塊。血清中高濃度的RC 將有助于增加對動脈壁的滲透，使得RC 比LDL-C 更容易被巨噬細胞捕獲和吸收，這會導致泡沫細胞的更快形成［21］。RC 也可通過增加氧化應激加速內皮細胞衰老，并通過抑制一氧化氮的產生誘導內皮功能障礙［22］，從而致血管動脈粥樣硬化。LPL 存在于巨噬細胞和泡沫細胞上動脈粥樣硬化部位的內膜中，當TG 被截留在動脈內膜中時，LPL 極有可能會降解TG［23］，但不能降解膽固醇，因此，RC在動脈壁的積累對動脈粥樣硬化的發展中起到重要作用［8］。

3.2 RC 水平升高激活炎癥反應 眾所周知，免疫炎癥反應參與了AIS 的發生和發展，RC 以激活炎癥反應的方式參與著AIS 的發病。TRLs 水解產生的RC 可通過纖溶酶原激活物抑制劑1 誘導細胞因子（TNF-α）、白細胞介素（IL-1、IL-6、IL-8）和促動脈粥樣硬化黏附分子的產生，且RC 可輕易被巨噬細胞捕獲［24］，無需進一步氧化，促進在動脈壁中產生局部炎癥［25］，炎癥性巨噬細胞的聚集和泡沫細胞的形成加速了斑塊的破裂，從而進一步導致血管狹窄或堵塞。遺傳證據表明，RC 水平升高與低度炎癥相關［26］，同時對于RC水平升高但LDL-C水平較低的患者，其特征也是動脈壁炎癥增加，RC 水平升高的受試者中單核細胞的促炎癥表型有助于發現動脈炎癥活動的增加［27］。BERNELOT 等［27］研究發現，家族性異常β 脂蛋白血癥（familial dysbetalipoproteinemia，FD，即RC 濃度非常高）患者的主動脈和頸動脈中動脈壁炎癥增加。在一項有60 608 名個體參與的哥本哈根人群研究中發現，非禁食性RC 升高與低度炎癥和IHD 有因果關系，而LDL-C 升高與無炎癥的IHD 有因果關系；LDL-C 升高導致動脈粥樣硬化，而動脈粥樣硬化的炎癥成分是由非禁食RC 升高引起的［26］。

3.3 RC 水平升高致血栓形成 血栓形成后，AIS的發病風險會明顯升高。有研究［28］顯示，高甘油三酯血癥和高膽固醇血癥是深靜脈血栓形成的危險因素。RC可促進內皮功能障礙，進而影響由組織因子途徑抑制物（tissue factor pathway inhibitor，TFPI）和血栓調節蛋白（thrombomodulin，TM）濃度降低而引發的止血機制的調節。TFPI 主要在內皮細胞中合成，當血漿中LDL-C 水平升高時，游離形式的TFPI會與LDL-C 和VLDL-C 結合，導致內皮細胞相關的TFPI 減少，致血栓形成風險增加［29］。同時，血管內皮細胞損傷后，容易引起血小板黏附、聚集、活化。由于血小板大量活化、功能亢進，血小板消耗破壞，外周血中血小板相應減少而刺激骨髓代償性增生，血小板生成旺盛，外周血中出現大量新生血小板。而膽固醇帶有正電荷，能中和紅細胞血小板表面電荷，所以膽固醇含量越高，紅細胞血小板負電荷越少，其聚集性增強使血黏度增高，致血栓形成［30］。

3.4 RC水平升高促進骨髓增生活躍 既往有關小鼠試驗表明，造血干細胞和祖細胞（hematopoietic stem and progenitor cells，HSPC）中的脂質積聚會導致造血譜系的擴展。SOPHIE 等［27］進行了體外實驗，將由粒細胞集落刺激因子（Granulocyte-colony stimulating factor，G-CSF）獲得的HSPC 與來自FD 患者和健康對照者的RC 一起培養，結果發現，與對照組相比，從FD 患者分離出的RC 在和HSPC 共培養24 h 后，HSPC 中的脂滴數量明顯增加；7 d 后，這種共培養導致CD13 和CD33 陽性的HSPC 增加，導致體內造血系統向髓系傾斜。VARBO 等［13］研究發現，RC水平非常高的個體會表現出骨髓增生活躍，單核細胞和白細胞計數明顯增加，同時，單核細胞和白細胞中脂質的積累也明顯增多。這些發現表明，RC濃度增加使骨髓增生活躍，炎癥細胞增多，增加AIS 的患病風險。

3.5 RC 水平升高引發胰島素抵抗（insulin resistance，IR）眾所周知，胰島素能顯著降低血漿TG濃度，原因是它可以抑制肝臟產生VLDL-C［31］。在健康人體中，持續攝入熱量后，胰島素濃度提高，會急性抑制腸道產生含ApoB48的CM［32］。CM 的產生增加和清除率降低是IR 和2 型糖尿病的特征之一，容易導致餐后高甘油三酯血癥，增加動脈粥樣硬化的風險［33］。在具有胰島素敏感的人群中，高胰島素血癥和IR 與ApoB48生成增加有關，同時，脂肪內脂和肝素會促進游離脂肪酸增多，也會增加ApoB48的產生［34］。在2 型糖尿病患者中，含ApoB48的CM 生成增加后，胰島素對其急性抑制作用則會減弱，導致CM 的蓄積［33］。糖尿病和IR 都是AIS 的危險因素，積極對CM 進行檢測及干預可有助于阻止動脈粥樣硬化的進程，但血中CM 的半壽期為10～15 min，進食后12 h，正常人血中幾乎無CM，因此RC 可作為CM 間接的觀察指標，對AIS 的發生發揮作用。

綜上所述，RC 作為非傳統的血脂指標，在AIS的發病中發揮著重要的作用。RC 可以從標準血脂譜中計算出來，無需額外費用，因此，RC 可作為新的動脈粥樣硬化性腦血管疾病的風險指標，有望在臨床實踐中得到廣泛應用，以早期識別AIS 復發風險較高的患者。然而，治療RC 以減少腦血管疾病的起點和目標仍然未知，需要更多的研究來調查RC 與腦血管疾病事件之間的聯系，并進一步確定RC 在腦血管疾病風險一級和二級預防中的個體目標。未來仍需更多的研究來進一步探索RC 在AIS中的具體作用途徑，為AIS 的干預提供更多的可能性。