高密度脂蛋白與動脈粥樣硬化的相關(guān)性研究進(jìn)展

翟振麗，馬維紅，申 煒

高密度脂蛋白 (HDL)是動脈粥樣硬化 (AS)的主要保護因子，能有效降低心血管疾病的危險性，臨床上治療冠心病 (CHD)也以升高HDL為重要靶標(biāo)。但近年來的研究結(jié)果對此認(rèn)識提出質(zhì)疑，在全身性炎癥或代謝性疾病中，HDL的抗AS作用減弱或消失，甚至表現(xiàn)出促AS的作用［1］，這主要與HDL的功能改變有關(guān)。因此，臨床上常用的檢測血漿高密度脂蛋白膽固醇 (HDL-C)水平不能完全反映HDL的功能，而HDL的功能檢測對預(yù)測AS發(fā)病風(fēng)險更有意義。本文就HDL的功能改變與AS相關(guān)性的研究進(jìn)展做一綜述。

1 HDL的概述

HDL是由多種成分聚集形成的脂蛋白顆粒，密度為 1.063 ～1.210 g/ml，主要包含 HDL2(密度為 1.063 ～1.125 g/ml)和 HDL3(密度為 1.125 ～ 1.210 g/ml)。與其他脂蛋白顆粒相比，HDL的蛋白質(zhì)含量最高，膽固醇含量最低。載脂蛋白AⅠ (apoAⅠ)是HDL的主要成分，約占65%。除此之外，HDL還包含磷脂(約25%)、膽固醇 (約4%)、三酰甘油(約3%)和膽固醇酯 (約12%)。HDL的蛋白組學(xué)復(fù)雜［2］，按其功能大致可分為4類:(1)與脂質(zhì)轉(zhuǎn)運相關(guān)的蛋白，如載脂蛋白;(2)脂解酶，如卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶 (LCAT)和屏氧酶1(PON1);(3)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運蛋白，如膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白 (CETP)和磷脂轉(zhuǎn)移蛋白(PLTP);(4)急性期反應(yīng)蛋白，如血清淀粉樣蛋白A(SAA)等。

2 HDL的功能

HDL有很多抗AS的功能，如膽固醇逆轉(zhuǎn)運 (RCT)、抗氧化、抗炎、內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)、抗血栓形成等，而HDL的血管保護作用主要歸因于RCT。血漿HDL-C水平與AS發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)［3］，但在某些情況下，HDL的功能可發(fā)生轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)出促炎、促氧化、RCT功能減退、促血栓形成等作用。

2.1 功能性HDL

2.1.1 HDL的RCT功能 HDL將外周的膽固醇轉(zhuǎn)運到肝臟通過膽汁直接分泌或代謝的過程稱之為RCT。主要通過2條途徑進(jìn)行RCT:一是通過B1型清道夫受體(SR-B1)直接轉(zhuǎn)運，SR-B1與HDL協(xié)同可以有效減輕動脈壁脂質(zhì)沉積，發(fā)揮防止AS的作用［4］;二是通過 CETP將膽固醇酯轉(zhuǎn)運給含載脂蛋白B(apoB)的脂蛋白，再被肝臟攝取，此途徑是人體RCT的主要機制。RCT是新生的高密度脂蛋白前體 (pre-HDL)向成熟的α-HDL轉(zhuǎn)化的過程［5］，膽固醇的外流是RCT的第一步，apoAⅠ與ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運子 A1(ABCA1)結(jié)合，轉(zhuǎn)運游離的膽固醇和磷脂，HDL可上調(diào)人單核巨噬細(xì)胞株THP-1細(xì)胞B1型清道夫受體的表達(dá)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇流出［6］。體內(nèi) RCT模擬試驗也已證實降低血漿HDL水平可導(dǎo)致排泄物中巨噬細(xì)胞結(jié)合的膽固醇降低［7］。HDL可通過不同的機制促進(jìn)膽固醇從細(xì)胞中流出［8］，將膽固醇酯轉(zhuǎn)運到肝臟被選擇性攝取。檢測膽固醇流出是評估RCT功能非常重要的手段。

2.1.2 HDL的抗氧化、抗炎功能 低密度脂蛋白 (LDL)的氧化脂質(zhì)可產(chǎn)生活性氧，誘導(dǎo)單核細(xì)胞遷移，這是AS形成的重要階段。HDL抗氧化特征主要與抑制LDL氧化有關(guān)。在AS形成的病理過程中，正常功能的HDL可清除LDL產(chǎn)生的活性氧，減少氧化性LDL的生成和炎性遞質(zhì)的聚集，減少血管壁泡沫細(xì)胞生成，從而起到抗氧化的作用［9-10］。apoAⅠ還能減弱巨噬細(xì)胞對內(nèi)毒素的反應(yīng)，抑制Ⅰ型干擾素的作用，表現(xiàn)出HDL的抗炎活性［11］。

2.1.3 其他功能 HDL主要通過促進(jìn)一氧化氮 (NO)生成及改善前列環(huán)素I2-血栓素A2的平衡來發(fā)揮改善內(nèi)皮功能的作用，同時HDL還具有抗血栓形成［12］及腎臟保護作用。

2.2 失功能性HDL

2.2.1 HDL被修飾后失功能 HDL可被多種因素修飾，修飾后的HDL抗AS作用減弱，甚至加速AS進(jìn)程。這些主要包括:(1)金屬離子、羥自由基、過氧化氫、次氯酸等的氧化修飾;(2)髓過氧化物酶 (MPO)、磷脂酶A2等酶的修飾;(3)糖基化等代謝修飾。apoAⅠ是RCT過程中必不可少的起始脂蛋白，MPO作為動脈壁氯化活性氧類的主要來源，可使apoAⅠ特異位點氯化和硝化，使氨基酸殘基甲硫氨酸、半胱氨酸、精氨酸、組氨酸被氧化［13］，被修飾的 apoAⅠ直接影響HDL的理化性質(zhì)，降低整體的抗AS效應(yīng)。Shao等［14］研究證實丙二醛可修飾改變apoAⅠ，抑制膽固醇外流。Smith［15］報道銅氧化、羥自由基或脂質(zhì)過氧化物均可修飾HDL，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)及功能改變。2型糖尿病患者體內(nèi)的HDL防止脂質(zhì)氧化的相關(guān)酶被SAA、血漿銅藍(lán)蛋白等急性期蛋白置換，發(fā)生氧化或糖基化修飾而滅活，HDL蓄積過多的氧化脂質(zhì)和氧化蛋白轉(zhuǎn)變成為致炎物質(zhì)，從而誘導(dǎo)HDL失去原來的抗AS功能［16］。修飾后的 HDL促NO生成作用減低，促進(jìn)單核細(xì)胞遷移、黏附和內(nèi)皮細(xì)胞凋亡作用增強［17］，對內(nèi)皮的保護作用下降。

2.2.2 HDL組分改變導(dǎo)致失功能 實驗證實，在慢性炎癥或急性反應(yīng)期，HDL的組成成分發(fā)生改變，導(dǎo)致RCT受抑制，抗炎、抗氧化性質(zhì)改變，血管內(nèi)皮保護作用下降。主要變化有:(1)SAA、可溶性磷脂酶A2、銅藍(lán)蛋白等增加，apoAⅠ含量減少;(2)脂質(zhì)構(gòu)成改變，神經(jīng)鞘磷脂、三酰甘油、游離膽固醇等水平增加，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)增加，膽固醇酯和磷脂水平減少;(3)抗氧化酶 (如PON1等)、CETP、LCAT減少，導(dǎo)致膽固醇酯化被抑制，HDL抗氧化能力減低，氧化LDL生成增加。文獻(xiàn)報道，敗血癥患者HDL與膽固醇結(jié)合能力降低，RCT減弱，表現(xiàn)為失功能［18］。經(jīng)內(nèi)毒素作用的小鼠或術(shù)后患者急性炎癥階段產(chǎn)生的HDL，誘導(dǎo)SAA和可溶性磷脂酶A2增加，apoAⅠ減少［19］。McGillicuddy 等［20］報道小鼠注射脂多糖誘導(dǎo)炎性反應(yīng)狀態(tài)下，RCT受損，阻斷膽固醇的排泄。Charles-Schoeman等［21］發(fā)現(xiàn)RCT與炎癥及HDL的抗氧化能力有關(guān)，HDL功能減退與血漿中HDL-C無關(guān)，活動期的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者RCT功能受損，增加了CHD發(fā)病風(fēng)險。

3 HDL與AS的相關(guān)性研究

HDL有預(yù)防AS的作用，主要是HDL能通過巨噬細(xì)胞促進(jìn)斑塊中的膽固醇流出，阻止泡沫細(xì)胞生成 (出現(xiàn)在AS進(jìn)展的過程中)或促使膽固醇從泡沫細(xì)胞流出 (在斑塊消退中)。有資料顯示，升高HDL-C水平可減慢AS進(jìn)程或促使斑塊消退。但最近有研究顯示，血漿HDL-C水平與冠狀動脈疾病 (CAD)發(fā)病風(fēng)險降低無關(guān)［22］，最可能的解釋為 HDL-C不一定是反映HDL功能的可靠指標(biāo)，傳統(tǒng)的檢測HDL-C水平不能說明其功能。

3.1 HDL與AS的進(jìn)展 大量研究顯示在AS的小鼠模型中，增加HDL的生成，巨噬細(xì)胞、泡沫細(xì)胞和斑塊的核心成分均減少。給載脂蛋白E(apoE)敲除的小鼠進(jìn)行人apoAⅠ轉(zhuǎn)基因，結(jié)果apoAⅠ及HDL-C增多，動脈硬化進(jìn)程被抑制＞80%［23］。Lebherz等［24］通過病毒轉(zhuǎn)染的方式給AS小鼠模型進(jìn)行人apoAⅠ基因編碼后，斑塊中apoAⅠ明顯增多，即使喂高脂飲食，動脈硬化的進(jìn)程在早期就受到了抑制。但是有部分臨床研究結(jié)果與此結(jié)論相反，血漿HDL-C水平與患CHD風(fēng)險不一致。先天性HDL-C或apoAⅠ明顯降低的患者卻沒有早發(fā)的CHD［25］。藥物試驗顯示CETP抑制劑Torcetrapib和煙酸緩釋片均能升高HDL-C水平，但臨床及血管內(nèi)超聲檢查表明，藥物并未減少心血管疾病的發(fā)病風(fēng)險，Torcetrapib還有升高血壓的不良反應(yīng)［16，26］。對于這一現(xiàn)象，惟一的解釋為干預(yù)手段增加的HDL顆粒是否有功能尚不能確定。

3.2 HDL與AS的消退 盡管抑制AS進(jìn)程研究給人類帶來了欣喜，但如果能使動脈斑塊消退似乎更具有誘惑力。因為臨床多數(shù)患者已存在動脈斑塊，甚至已患CAD。通過輸注的方式增加apoE敲除的小鼠血漿apoAⅠ含量，顯示斑塊發(fā)生重構(gòu)，斑塊中巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞數(shù)量明顯減少［27］。AS本質(zhì)上是一種發(fā)生在大中型動脈血管壁的慢性炎性反應(yīng)［28］，巨噬細(xì)胞在AS炎癥中起重要作用。在AS斑塊中，M1和M2型巨噬細(xì)胞同時存在，研究顯示apoAⅠ可抑制M1型巨噬細(xì)胞生成，促進(jìn)M2型巨噬細(xì)胞生成［29］，而M2型巨噬細(xì)胞主要發(fā)揮抗炎和修復(fù)的作用。Weibel等［30］報道將巨噬細(xì)胞壓縮注入不同小鼠體內(nèi)，野生型小鼠體內(nèi)泡沫細(xì)胞消退，LDL受體缺陷的高脂小鼠泡沫細(xì)胞大量生成。miR-33可抑制肝臟ABCA1和ABCG1的表達(dá)，使HDL-C生成減少，從而導(dǎo)致膽固醇流出降低。給予低密度脂蛋白受體 (LDLR)-/-小鼠miR-33抑制劑升高HDL-C水平，顯示斑塊明顯消退，且斑塊中所含的巨噬細(xì)胞和泡沫細(xì)胞減少［31］。因此，miR-33抑制劑可能存在潛在的升高人血漿HDL-C和apoAⅠ的作用，將來有望通過對抗miR-33促進(jìn)膽固醇的流出和升高HDL-C來治療CAD。Nissen等［32］給 AS高?；颊咻斪DL(apoAⅠ米蘭/磷脂復(fù)合物)，5周后血管超聲檢查發(fā)現(xiàn)動脈斑塊體積縮小(約4.2%)。Shaw 等［33］將 HDL 直接作用于患者股動脈斑塊處，7 d后離體斑塊中巨噬細(xì)胞活性和脂蛋白含量均減少。因此，HDL具有延遲AS進(jìn)程、促進(jìn)斑塊消退的作用。

4 HDL的功能檢測

目前，HDL的功能檢測多是細(xì)胞基礎(chǔ)上的研究，很多方法因為影響因素多尚未標(biāo)準(zhǔn)化，但部分可望用于人血清的檢測。

4.1 RCT功能檢測 HDL可促使巨噬細(xì)胞中膽固醇外排，因此其功能檢測要用培養(yǎng)的活體細(xì)胞 (巨噬細(xì)胞)。Zhang等［34］用3H或14C膽固醇標(biāo)記巨噬細(xì)胞注入小鼠腹腔，通過放射性手段檢測標(biāo)記物，計算出外排的3H膽固醇的百分含量;通過跟蹤小鼠體內(nèi)標(biāo)記的細(xì)胞，結(jié)果顯示RCT與apoAⅠ關(guān)系密切。3H膽固醇流出率測定是判斷 HDL的 RCT功能的金標(biāo)準(zhǔn)。Turner等［35］成功地用13C標(biāo)記膽固醇，分別從組織中自由膽固醇流出、膽固醇酯化和膽固醇排泄3部分進(jìn)行檢測，模擬人體動力學(xué)模型來評估RCT功能。RCT包括2個水平:細(xì)胞水平和整體水平的膽固醇轉(zhuǎn)出。目前整體水平檢測困難，有待方法成熟。

4.2 抗炎、抗氧化功能檢測 HDL具備抗炎作用，從而維持內(nèi)皮細(xì)胞的完整性，其抗炎功能可通過以下方式檢測:(1)內(nèi)皮細(xì)胞生成NO的水平;(2)內(nèi)皮細(xì)胞對抗凋亡刺激的能力;(3)HDL干預(yù)經(jīng)促炎性細(xì)胞因子作用后的內(nèi)皮細(xì)胞，檢測血管細(xì)胞黏附蛋白-1的生成。近期Kelesidis等［36］用熒光探針技術(shù)檢測 HDL的氧化功能，給臨床提供了一種價格便宜、快捷精確的檢測方式。

4.3 其他功能檢測 HDL的炎性指數(shù)也可客觀反映HDL的功能，是一種抗炎指標(biāo)。分光光度計測氯酪氨酸反映MPO的氧化活性來反映HDL中apoAⅠ的氧化程度。

綜上所述，隨著對HDL結(jié)構(gòu)及功能研究的逐步深入，HDL致AS和抗AS的雙重作用越來越受到人們的重視，失功能HDL將是今后研究的熱點和臨床治療的靶標(biāo)。臨床當(dāng)中也不能僅以HDL-C水平來判斷疾病的發(fā)生及轉(zhuǎn)歸，HDL功能檢測將是臨床治療的重要參考依據(jù)，進(jìn)一步探討功能障礙性HDL的機制及病理變化，將為動脈粥樣硬化性心血管疾病的治療帶來新的曙光。

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文獻(xiàn)檢索方法

分別從CNKI和PubMed進(jìn)行檢索，中文檢索關(guān)鍵詞為“高密度脂蛋白”“失功能脂蛋白”“高密度脂蛋白功能檢測” “動脈粥樣硬化和高密度脂蛋白”等，英文檢索“dysfunctional HDL”“HDL”“atherosclerosis and HDL” “apoAⅠ”“apoAⅠ and atherosclerosis”等。選取近期文獻(xiàn)，分類歸納，通過閱讀摘要來選取有用的文獻(xiàn)。