早期预警:氧化高密度脂蛋白—动脉粥样硬化的标志物?

宋 瑞，王 广，张永珍

(北京大学第三医院，北京100191)

高密度脂蛋白(HDL)具有两个重要作用，促进胆固醇逆转运和调节炎症。流行病学研究表明HDL水平与心血管事件发生的风险呈明显负相关，但许多发生心血管事件的患者，HDL水平正常，甚至升高。测定HDL水平只是反映HDL的量，而不能提供HDL的成分及功能信息。HDL的蛋白成分(尤其是载脂蛋白A1，apoA-1)氧化可使其丧失逆转运胆固醇的特性，并由抗炎转化为促炎，由预防动脉粥样硬化转化为促发动脉粥样硬化。本文就氧化HDL对动脉粥样硬化的早期预警作用作以介绍。

1 传统观点:HDL绝对的心脏保护因子

动脉粥样硬化是目前人类死亡的主要原因，特征性标志是炎症性巨噬细胞沉积于动脉壁。低密度脂蛋白(LDL)升高是引起动脉粥样硬化的主要危险因素，而HDL对动脉壁则具有保护作用。临床、流行病学和动物研究表明，HDL水平与冠心病的风险呈反相关系［1，2］。

HDL主要通过3条途径发挥其心脏保护效应［1～3］:①清除巨噬细胞内胆固醇(即胆固醇的逆转运)为主要机制，发挥这一效应的第一步是由三磷酸腺苷结合盒转运子(ABCA1)所介导。大量证据表明，小鼠ABCA1的髓特异性缺失不影响血浆脂蛋白水平而促进动脉粥样硬化的发生;②HDL调节定向造血干细胞的增值，调控白细胞增多和循环单核细胞的数目，单核细胞是动脉壁内巨噬细胞的主要前体细胞;③HDL的抗炎和保护内皮功能效应，如HDL抑制巨噬细胞的1型干扰素反应，而且HDL所载蛋白在急性期反应、蛋白分解和补体系统中起关键作用，表明脂蛋白与炎症的调节具有极强的关联，在急性炎症期，炎症明显改变HDL的脂质和蛋白成分，两个重要靶子为apoA-1和血清淀粉样蛋白A(SAA)，在SAA1和SAA2含量明显增加时，HDL的apoA-1成分则降低，HDL的蛋白和脂质成分变化对巨噬细胞胆固醇逆转运影响的确切机制仍不清楚。动物与临床研究表明氧化HDL表现为功能不全，丧失其心脏的保护效应，机制可能与HDL氧化损伤有关［1］。

2 观念更新:HDL功能不全可促发动脉粥样硬化发生

HDL实现胆固醇逆转运主要是通过两个途径［3］。①ABCA1:无脂或贫脂apoA-1为HDL的主要蛋白，apoA-1与膜关联ABCA1发生相互作用实现胆固醇的逆转运;②ABCG1:是另一种ATP结合盒转运子，由完整的HDL颗粒所介导。卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)的作用是快速将游离胆固醇转化为胆固醇酯，胆固醇酯具有明显的疏水性，存于HDL的核心，LCAT在以上两条途径中均起重要作用。

HDL具有抗炎和保护内皮功能的作用，可延缓动脉粥样硬化的发生，或促使已形成的动脉粥样硬化逆转。鸟枪蛋白组学研究表明在冠心病时，HDL荷载一种独特的载货蛋白，其具有促炎和抗炎双重特性。最近的研究表明，HDL可变成功能不全，丧失其心脏保护效应，潜在机制尚不清楚，可能与apoA-1成分改变和丧失清楚巨噬细胞胆固醇的能力有关。最重要的机制可能是HDL氧化损伤，HDL的氧化损伤及apoA-1成分改变可以影响:①HDL颗粒通过ABCA1途径清除细胞胆固醇的能力;②与膜关联ABCA-1相互作用使无脂载脂蛋白的再生［1，3］。研究表明，HDL氨甲酰化可促使粥样病变内的泡沫细胞形成［4］和主动脉内皮细胞凋亡［5］，功能不全的HDL缺乏抗动脉粥样硬化特性，而具有促炎作用［6］。新近，Besler等［7］研究表明，从健康人分离出的HDL与从稳定性心绞痛或急性冠状动脉综合征患者分离出的HDL具有不同的生物学效应，后者不再具有内皮细胞抗炎作用，不能激活内皮一氧化氮合酶(eNOS)诱导内皮产生一氧化氮(NO)而刺激内皮修复，反而对NO的产生具有抑制作用，机制可能与HDL对相关氧磷酶活性下降有关。说明HDL对心血管的作用不但与其含量有关，更需要加深对HDL生物学作用的理解，研制评估人类HDL功能的方法［8］。

3 髓过氧化物酶(MPO)氧化HDL

关于在巨噬细胞泡沫细胞形成中HDL氧化的作用知之甚少，采用同位素稀释液相质谱/串联质谱研究发现，人动脉粥样硬化病变内存在氧化HDL，在冠心病患者，粥样病变内HDL 的 3-氯酪氨酸、3-硝酪氨酸［1，3］和氨甲酰赖氨酸［4］水平明显高于血浆HDL中水平，表明MPO氧化人动脉壁内的HDL。

血浆氧化HDL是否可以作为冠心病的标志物?研究发现，与健康人相比，冠心病患者血浆HDL含有更高的3-氯酪氨酸和3-硝酪氨酸，而在健康人和冠心病患者的血浆LDL和血浆总蛋白中未检测到氯酪氨酸和硝酪氨酸，说明HDL是MPO的选择性氧化靶标，HDL不可能在血循环中被氧化［1，3］。一个可能性是HDL在富含氧化剂(MPO)的微环境中被损伤，在进入循环之前被抗氧化剂消除，此环境为炎症性动脉粥样硬化病变。粥样病变内的HDL中也可检测到MPO蛋白，采用抗3-硝酪氨酸抗体和抗次氯酸(HOCl)修饰蛋白抗体研究表明，氯化和硝基化的加成化合物与巨噬细胞在人动脉粥样病变中共存。MPO是人类目前已知的惟一的氯化中间体来源，是急性炎症鼠模型的一种强力活性氮来源，强力支持在人动脉粥样硬化病变MPO氧化HDL的假说。MPO催化HDL氧化不仅使其丧失脂蛋白逆转运胆固醇的抗动脉粥样硬化活性，亦失去非胆固醇转运相关活性，并出现促炎作用［9，10］。

4 MPO氧化HDL的可能机制

关于MPO氧化HDL的机制尚不清楚，研究表明的可能机制为［1，3］:①MPO 损伤 apoA-1，使其与膜关联 ABCA1 发生相互作用，促使胆固醇转运能力丧失;②HOCl或MPO氯化系统氯化的主要靶点位于apoA-1的Tyr192;③氯胺促进MPO对蛋白酪氨酸(tyr192)的氯化作用;④酪氨酸氯化与甲硫氨酸氧化一起损害apoA-1的胆固醇逆转运;⑤Tyr192是硝基化的主要部位。

5 结论与展望

在炎症组织损伤时，出现吞噬白细胞的蛋白氧化，一个重要的靶子可能是HDL，HDL通过清除动脉壁巨噬细胞内过多胆固醇而发挥抗动脉粥样硬化作用。在人动脉壁，荷胆固醇巨噬细胞是MPO的丰富来源，在细胞外环境，MPO通过过氧化氢发挥氧化反应，氯酪氨酸、硝酪氨酸和氨甲酰赖氨酸是MPO的特征性产物，在人动脉粥样硬化病变的HDL中显著升高，apoA-1为HDL的主要蛋白，MPO依赖性氯化作用可损害apoA-1与膜关联ABCA1发生相互作用促进胆固醇转运的能力。串联质谱和apoA-1突变型研究表明，在相匹配的并列赖氨酸残基经氯胺中间体以部位特异性方式使apoA-1的酪氨酸残基氯化。冠心病患者的血浆HDL较健康人也含有高水平的氯化或硝基化酪氨酸残基，因此，存在氯化HDL可以作为冠心病风险的一个标志，由于体外MPO损伤HDL可使HDL丧失功能，体内抑制MPO对心脏可能具有保护作用。功能不全的HDL经饮食调节、运动或药物等可恢复其正常功能，同时，apoA-1模拟蛋白具有广泛的临床应用前景［11～13］。

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