结合珠蛋白基因多态性与冠心病的相关性

邓国祥 综述，秦 俭 审校

(重庆医科大学附属第一医院心血管内科 400016)



·综 述·

结合珠蛋白基因多态性与冠心病的相关性

邓国祥 综述，秦 俭 审校

(重庆医科大学附属第一医院心血管内科 400016)

结合珠蛋白； Hp2-2基因型； 冠心病

血浆结合珠蛋白(Hp)是由Polonovski和Jayle于1938年发现并命名的，属于急性时相蛋白家族成员之一，其最具特点的功能是可以与游离血红蛋白(Hb)结合，并通过巨噬细胞上的清道夫受体CD163介导的内吞作用进行降解[1-2]。Hb中释放出来的游离铁和亚铁血红素可参与氧化反应，并导致机体组织的损伤。因此，Hp对Hb的清除起着抗氧化剂的作用，是人体的保护因素之一。近年研究发现Hp具有不同基因型，且不同基因型的Hp所具有的保护能力不同，其中以Hp2-2基因型最弱。携带有Hp2-2基因型的个体更易发生冠心病，在合并糖尿病的患者尤为明显。此外，人们还发现Hp2-2基因型与冠心病的多种危险因素有关，如糖尿病、高血压、血脂异常等。下面就Hp的基因型与结构、Hp2-2基因型及其蛋白产物与冠心病的关系进行综述。

1 Hp基因型与冠心病

1.1 Hp的基因型与结构 Hp基因位于常染色体16q22，在人类有两种主要的等位基因，即Hp等位基因1和Hp等位基因2，最终形成3种不同的基因表型：纯合子形成Hp1-1和Hp2-2，杂合子形成Hp2-1。Hp等位基因1为人类和动物所共有的，而Hp等位基因2仅存在于人类[3]。Hp合成时为单条多肽链，之后被裂解为具有氨基端的轻α链和有羧基端的重β链，并由二硫键连接在一起形成Hp蛋白。Hp1-1和Hp2-2的β链大小相等，相对分子质量为45×103。然而α链的大小则不相等，Hp1所形成的α链相对分子质量为9×103，因为等位基因2序列更长，所以Hp2产生的α链更长[4]。Hp2形成的α链相对分子质量则为16×103[5]。不同基因型之间在蛋白产物的形态上也各不相同，Hp1-1形成二聚体，Hp2-1形成线性聚合物，而Hp2-2则形成环状聚合物。

1.2 Hp2-2基因与冠心病

1.2.1 Hp2-2基因与冠状动脉粥样硬化病理改变 冠状动脉粥样硬化是一个复杂的病理过程，包括了粥样斑块的形成和局部炎性反应等。一项有关Hp基因型对小鼠动脉瘤形成影响的动物试验发现，从人为造成小鼠的血管壁退化和高血压形成开始，Hp2-2转基因小鼠的动脉瘤比Hp1-1野生型小鼠增大更加明显，而且浸润到动脉瘤壁内的巨噬细胞数量明显增加[6]。Krishnan等[7]研究了合并外周动脉粥样硬化的糖尿病患者经皮腔内斑块旋切术取得的斑块，并与Hp1-1和Hp2-1基因型(对照组)进行比较，发现Hp2-2基因型患者斑块内出血、斑块内铁含量均明显增加，而斑块内CD163的表达却明显降低；具有致炎作用的血红素加氧酶-1、髓过氧化物酶含量也明显增加，而具有抗炎作用的白介素10及其基因表达却明显降低。以上研究结果均表明，Hp2-2基因在冠状动脉粥样硬化发生发展过程中不仅具促炎作用，而且加速冠状动脉粥样硬化的形成。

1.2.2 Hp2-2基因与冠心病严重程度 刘海波等[8]对我国冠心病易感性与结合珠蛋白基因多态性进行了关联性研究，该研究中包含了经冠状动脉造影确诊的189例冠心病患者(冠心病组)和242例冠状动脉正常者(对照组)。结果发现冠心病组中Hpl-1、Hp2-1及Hp2-2基因型频率分别为6.88%、39.15%及53.97%，对照组中Hp1-1、Hp2-1及Hp2-2基因型频率分别为12.8%、52.1%及35.1%，冠心病组中Hp2-2基因型的频率显著高于对照组，表明Hp2-2基因与冠心病的发生有关。Amira等[9]也对400例冠状动脉造影的患者进行研究，发现在冠状动脉狭窄率大于50%或多支血管病变的严重冠心病患者中以Hp2-2基因型携带者最多，比例达到了73.83%。而在冠状动脉造影结果正常或冠状动脉狭窄率小于50%的患者中则以Hp1-1基因携带者为主，其比例为42.86%，表明Hp2-2基因可能与严重冠状动脉病变有关。

1.2.3 Hp2-2基因与糖尿病患者冠心病发病风险 多项研究表明，携带有Hp2-2基因型的糖尿病患者冠心病的发病风险大大增加。Mikael等[10]对226例64岁的女性糖尿病患者进行颈动脉超声研究，发现携带Hp2-2基因型患者的颈动脉粥样斑块发生率和颈动脉内膜中膜厚度均高于Hp2-1和Hp1-1基因型患者。说明Hp2-2基因有促进糖尿病患者动脉粥样硬化形成的作用，提示前者可能与糖尿病患者冠心病的发生有关。Levy等[11]通过病例对照研究发现，Hp2-2基因型的糖尿病患者发生冠心病的风险较Hp1-1基因型者高出3～5倍。另一项来自Costacou等[12]的研究发现，Hp2-2基因型的1型糖尿病患者较Hp1-1基因型患者有高出2倍的冠心病发生风险。不仅如此，糖尿病患者冠心病发病风险还与Hp2-2基因型和糖化血红蛋白浓度(HbA1c)密切相关。Cahill等[13]对已知冠心病风险因素进行分层分析的结果显示，在HbA1c≥6.5%的患者中，HP2-2基因型患者的冠心病相对风险为10.12，而在HbA1c<6.5%的患者中并未发现与Hp基因型相关的风险。在携有Hp2-2基因型且HbA1c升高的女性患者中，冠心病事件的相对风险是携带Hp1等位基因且HbA1c<6.5%患者的10.72倍。

2 Hp基因型与冠心病危险因素

2.1 Hp基因型与糖尿病 Ahmad等[14]对206例病程超过5年的2型糖尿病患者和114例健康人(对照组)进行了Hp基因型研究，发现Hp2-1基因频率为33.9%，对照组为47.3%。而Hp2-2基因型在2型糖尿病患者中的频率则高达61.1%，较对照组49.1%明显增高，表明Hp2-2基因是2型糖尿病的主要易感基因。Shi等[15]也对我国北方汉族2型糖尿病患者和糖耐量正常者进行Hp2-2基因型与糖尿病发病率的关系进行了关联性研究，结果提示2型糖尿病组和糖耐量正常组的Hp基因型分布均符合哈代-温伯格平衡定律，其中2型糖尿病患者中的Hp基因型频率为：Hp2-2 51.7%，Hp2-1 39.7%,Hp1-1 8.6%，糖耐量正常组为：Hp2-2 44.1%，Hp2-1 45.1%,Hp1-1 10.9%，2型糖尿病患者的Hp2-2基因频率明显高于对照组，表明Hp2-2基因型是中国北方汉族人患2型糖尿病的危险因素。

2.2 Hp基因型与高血压 相继来自巴西的2份调查报告显示,Hp基因型与高血压的发生有关。其中1份显示携带Hp 2-1基因型的2型糖尿病患者的平均收缩压为(147.5±18.1)mm Hg，舒张压为(89.6±16.2)mm Hg。Hp1-1和Hp2-2患者的平均收缩压分别为(137.7±18.9)mm Hg，(137.7±20.1)mm Hg；舒张压分别为(81.9±9.5)mm Hg，(81.8±11.4)mm Hg，可以看出Hp 2-1基因型患者的平均收缩压和舒张压均高于其他两种基因型；且其中发生难治性高血压的患者数量约为其他表型的2倍[16]。另一份报告显示Hp1-1基因型与个体发生原发性高血压有关，而Hp2-2基因型则可以降低原发性高血压的发病风险[17]。虽然这些关于Hp基因多态性在高血压发病作用的报道并非一致，但仍提示Hp基因可能与高血压的发生有关，尚待更多的前瞻性研究加以证实。

2.3 Hp基因型与血浆低密度脂蛋白(LDL)Cahill等[13]在《美国护士健康研究》中发现，血浆LDL浓度在Hp1-1基因型携带者为(133±3)mg/dL，Hp2-1基因型携带者LDL浓度为(140±2) mg/dL，Hp2-2基因型携带者LDL浓度为(143±2) mg/dL，显示Hp2-2基因型携带者血浆LDL浓度最高。但亦有研究观察到Hp2-1患者的LDL水平较其他两种基因型有明显增高[18]。表明迄今就Hp基因与LDL浓度之间的关系目前尚无定论，有待进一步深入研究。

3 Hp2-2基因型蛋白产物与冠心病危险因素

3.1 Hp2-2蛋白与高密度脂蛋白(HDL)功能 在循环中，HDL介导的胆固醇逆向运输作用可以减少体内胆固醇的蓄积，该作用主要依赖于卵磷脂胆固醇脂酰基转移酶(LCAT)将胆固醇转化为胆固醇酯类[19]。LCAT需要与载脂蛋白A1(ApoA1)上的氨基酸残基结合后才能激活，而Hp-Hb复合物可以与HDL中的ApoA1结合，然后使ApoA1上的LCAT结合部位发生氧化损伤，导致LCAT不能与ApoA1正常结合，从而使LCAT激活受阻，进一步影响HDL的成熟，并减弱其促进胆固醇逆向转运的能力。此外，由于ApoE与ApoA1中Hp的结合区域有相似的氨基酸序列，因此，Hp-Hb复合物也能与ApoE结合。同样该结合会抑制ApoE对 LCAT的活化，进而使胆固醇的酯化受阻，胆固醇的逆向转运减少[20]。Asleh等[21]将Hp1-1、Hp2-2及Hp基因敲除小鼠个体的血浆分别与125I-Hb进行体外孵化，然后评估HDL免疫沉淀物的放射性。结果发现Hp2-2个体血浆中125I-Hb相关性HDL水平较Hp1-1个体明显增加，而在Hp基因敲除的小鼠体内却没有发现125I-Hb相关性HDL。表明Hp是一种HDL相关蛋白，为Hb与HDL结合的主要中介物质。该研究还发现，HDL亦与活性铁介导的氧化反应有关，Hp2-2基因型糖尿病患者体内的HDL相关脂质过氧化物明显增加，提示Hp2-2蛋白产物可造成体内Hb相关性HDL的堆积，导致HDL相关脂蛋白氧化修饰，使HDL变成一种氧化剂。因此，Hp2-2蛋白产物从某种意义上不仅削弱了HDL抗动脉粥样硬化的能力，而且使其成为导致血管氧化损伤的危险因素。

3.2 Hp2-2-Hb复合体清除速率与氧化应激 一项以预防冠心病为目的、寻找Hp基因型的药物基因组学研究发现，将125I-Hp1-1-Hb和125I-Hp2-2-Hb复合物分别注入对应基因型的转基因糖尿病大鼠模型和非糖尿病大鼠模型，测得在糖尿病或非糖尿病大鼠体内125I-Hp1-1-Hb的半衰期均为20 min，非糖尿病大鼠体内125I-Hp2-2-Hb的半衰期为50 min，在糖尿病大鼠体内125I-Hp2-2-Hb的半衰期则大于100 min。Hp2-2-Hb复合物的清除半衰期比Hp1-1-Hb复合物明显延长，且Hp2-2-Hb半衰期在糖尿病大鼠明显长于非糖尿病大鼠。Hp-Hb复合体半衰期越长,清除速率越慢，使Hb有更多的机会参与氧化反应，可见不同基因型的Hp-Hb复合物的清除速率直接关系到Hp抗氧化作用能力[21]。因此，Hp2-2-Hb是体内造成氧化应激损伤的主要物质之一。

4 展 望

虽然目前Hp确切的致病机制尚未完全明确，但已有研究证实抗氧化剂维生素E可以降低Hp2-2基因型糖尿病患者发生冠心病的风险[22]。而且针对Hb氧化损伤毒性的表型特性Hp治疗目前已在试验阶段[23]。Hp基因多态性及其相应蛋白产物致机体某些功能缺陷有望为冠心病学的研究和防治开辟新的领域。

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10.3969/j.issn.1672-9455.2015.15.063

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