髓过氧化物酶与动脉粥样硬化及冠心病关系的研究进展

陈秋月 ,肖纯

(1广东医科大学，广东湛江524000；2广东省惠州市第三人民医院)

髓过氧化物酶与动脉粥样硬化及冠心病关系的研究进展

陈秋月1,肖纯2

(1广东医科大学，广东湛江524000；2广东省惠州市第三人民医院)

炎症是冠脉粥样硬化形成和发展的核心，冠状动脉损伤是炎症作用的结果。髓过氧化物酶(MPO)作为一种炎性反应物，可通过内皮功能障碍、修改HDL、氧化LDL、消耗NO使动脉痉挛以及增加斑块易损性，导致冠状动脉粥样硬化冠心病的发生。MPO的活性与基因表达有关，将-463位点替换为A或将-638C>A、V53f剔除，有可能抑制MPO介导的炎症损害，降低冠心病的发病风险。

髓过氧化物酶；冠状动脉疾病；动脉粥样硬化；炎症

近年来，心血管疾病的发病人数逐年增加，已成为我国居民的首位死因[1]。冠心病是心血管疾病的最常见类型。有数据表明，血中髓过氧化物酶(MPO)的水平和冠心病风险正相关，是独立于脂质和其他传统心血管病变的冠心病危险因素。MPO可促进动脉粥样硬化斑块内脂蛋白氧化、内皮损伤、细胞外基质降解，使斑块不稳定性增加，甚至导致斑块破裂，在动脉粥样硬化起始和发展中起着重要作用[2～4]。本文对MPO和动脉粥样硬化及冠心病关系的机制进行综述。

1 MPO 概述

MPO由早幼粒细胞、幼单核细胞、幼淋巴细胞、幼巨嗜细胞中的嗜天青颗粒(又称初级颗粒)分泌[5]。在早幼粒细胞水平最高，其次是原始粒细胞、幼稚和原始单核细胞，其合成与中性粒细胞分化周期相关[6]。

1.1 MPO的基因结构 MPO编码基因位于17号染色体q23～q24，含12个外显子和11个内含子，DNA大小约14 638 bp。MPO含量及活性强弱与该酶启动子区域的多个核甘酸相关，即-463G>A、-1940A>G、-638C>A、-129G>A、V53F、M251T、A332V、I642L、I717V、R569W、Y173C[7]，这些不同基因型转录的mRNA活性不同。MPO基因在生长因子Ⅲ调控下转录成mRNA。

1.2 MPO的来源及分型 MPO是在早幼粒细胞阶段(骨髓中)合成前体多肽，经加工、包装进入嗜天青颗粒，并在内质网与分子伴侣、钙网膜蛋白和钙联接蛋白联合、裂解，再产生血红素蛋白后形成。主要存在于嗜中性粒细胞和单核细胞中，是中性粒细胞活化的标志[8]。MPO在粒细胞中由羧甲基-纤维素离子交换柱层析可分为MPOⅠ、MPOⅡ和MPOⅢ三型，三者差异在于氨基酸残基不同。这三种MPO由2条重链和2条轻链组成，轻链和重链通过二硫键相连，由于MPO亚基组成多样，才引起了MPO的异质性。

1.3 MPO的生物学功能 炎症、应激时，在趋化因子和激活剂作用下，中性粒细胞变形穿出毛细血管，聚集到炎症部位，脱颗粒释放MPO到细胞外或吞噬衰老细胞及病原微生物后形成吞噬小体。在炎症部位MPO利用过氧化氢(H2O2)-MPO-次氯酸(HOCI)途径催化H2O2产生HOCI，HOCI和多肽、氨基酸的氨基反应生成氯胺(NH2CI)，NH2CI不仅增强机体免疫，而且有很强的抗微生物作用，因此在生理条件下，MPO与H2O2、HOCI在机体防御中发挥着重要作用[6]。但同时生成的活性氧在产生超过机体清除时就会对正常组织如内皮细胞、脂质、DNA产生损伤，导致多种疾病，如动脉粥样硬化、白血病、肾炎、多发性炎、肿瘤等[9]。

2 MPO与动脉粥样硬化

炎症是冠脉粥样硬化形成和发展的核心，冠状动脉损伤是炎症作用的结果[10]。不论是内膜脂质沉积，还是内膜灶状纤维化以及粥样斑块的形成，始终都有炎症细胞和大量炎症介质参与。在促炎因素作用下，炎性细胞(主要是巨噬细胞和中性粒细胞)进入内皮下发挥吞噬作用。中性粒细胞约占白细胞的70%，且中性粒细胞吞噬能力较单核细胞强，因此中性粒细胞在炎症过程中居主导地位。炎症时，中性粒细胞活化，MPO被释放，MPO与中性粒细胞呼吸爆发氧化酶的H2O2反应产生HOCl及其他氧化物质[11]。生理情况下，HOCI是机体主要氧化剂，在炎性疾病期间与组织强烈反应引起组织损伤[12]。MPO在动脉粥样硬化的作用包括：①导致内皮功能障碍；②修改高密度脂蛋白(HDL)为功能失调的oxHDL；③氧化低密度脂蛋白(LDL)转换成更能引起粥样硬化改变的oxLDL；④消耗一氧化氮(NO)使动脉痉挛；⑤诱导内皮细胞死亡和组织因子表达参与斑块易损性。

2.1 MPO与血管内皮功能损伤 炎症时，内皮细胞增殖与凋亡的失衡，可引起机体发生以下变化：①血管通透性增加，脂质、单核细胞和平滑肌细胞在内皮下沉积或迁移。②释放炎性因子，使中性粒细胞等炎症细胞向内皮破损处聚集；中性粒细胞释放MPO衍生的HOCI诱导内皮细胞凋亡、内皮细胞氧化合酶解偶联及降低NO生物利用度等使内皮功能障碍[11]。③释放炎性因子使单核细胞激活、临近内皮细胞激活并损伤，损伤的内皮细胞释放炎症趋附因子进一步引起内皮损伤，形成内皮细胞损伤的恶性循环，加剧内皮细胞损伤或凋亡。正常内皮细胞可分泌凝血调节蛋白、组织纤溶蛋白激活因子、NO及前列腺素等内皮抗血栓物质。内皮损伤使抗栓物质表达减少，血小板黏附和聚集，最终形成动脉粥样硬化。研究表明虽然MPO产生的HOCl能损害内皮功能，但是MPO产生的SCN-或NO2-却转移部分MPO，减少内皮破坏性，认为HOSCN或NO2-与MPO诱导的内皮功能障碍的保护有关[13]。

2.2 MPO与HDL功能缺陷 人体转运胆固醇最重要的通路是apoA-Ⅰ为受体的ABCA1转运通路。只有经ABCA转运的胆固醇与apoA-Ⅰ结合生成初始HDL，经胆固醇磷酸酰化才能转化HDL，只有与HDL清道夫受体B型Ⅰ型(SR-BI)结合才能实现胆固醇转运。而炎症时，MPO的氧化产物HOCl和HOSCN对apoA-Ⅰ上的酪氨酸残基162、192位点，尤其是192位点氧化修饰[11]。被修饰的apoA-Ⅰ使ABCA依赖的胆固醇从巨噬细胞外流下降，体内有效HDL下降，导致巨噬细胞内胆固醇沉积，加快动脉粥样硬化进程。尸解发现动脉粥样硬化部位apoA-Ⅰ是正常动脉的100倍左右，这些apoA-Ⅰ重度氧化，已不能转运HDL。表明高浓度的MPO使apoA-Ⅰ氧化变性，导致HDL抗动脉粥样硬化的作用功能缺陷[14,15]。最近一项研究显示MPO衍生物氧化HDL生成的CI-oxHDL和NO2-oxHDL抑制内皮细胞SR-BI表达，使依赖于SR-BI的MAPK-ERK通路受限[16]，抑制平滑肌细胞(SMC)增殖和迁移，导致SMC在纤维帽中的数量减少，使斑块不稳定性增加。

2.3 MPO与oxLDL产生 过去普遍认为apoB位于LDL表面，是机体大多数细胞LDL受体识别LDL的关键部位。生理情况下LDL与细胞的LDL受体结合后将脂蛋白降解释放出胆固醇满足细胞需要[17]。但近期一篇文章指出apoB-100的构象在LDL脂质的分布和取向方面不起重要作用，apoB-100上的胆固醇酯与LDL的核心脂质互作用，将核心脂质驱赶到表面。炎症时，MPO衍生的HOCI作用于LDL，使LDL中不饱和脂肪酸过氧化、ApoB降解，过氧化的脂肪酸与ApoB结合生成oxLDL。此时细胞将不能识别oxLDL表面的apoB100，不能与特异性受体结合发生胞吞，进而被细胞内的溶酶体脂肪酶分解，而只能被oxLDL的清道夫受体如CD36、SR-BI通过不同机制与oxLDL结合后被巨噬细胞当作异物吞噬并积聚，形成泡沫细胞。生成的泡沫细胞将通过清道夫受体SRA-1催化并最终引起脂质聚集的[15]。当泡沫细胞过度积聚并激活，并参与到动脉粥样硬化[18]。

2.4 MPO与NO消耗 NO是内皮细胞分泌的内源性血管舒张因子，是在 NO合成酶 (NOS)作用下由左旋精氨酸生成的。生成的NO激活鸟苷酸赖性蛋白酶使细胞内环磷酸鸟苷增加、细胞内游离钙离子降低、血管平滑肌舒张[19]。炎症时，MPO衍生的HOCI不仅与左旋精氨酸反应，也与NOS竞争反应底物生成的氯化精氨酸，还能抑制NOS活性，使NO合成进一步减少，舒血管功能受限[19]。

2.5 MPO诱发斑块不稳定 炎症时MPO可与多种因素联合引起斑块不稳定。①MPO衍生出CI-oxHDL和NO2-oxHDL，抑制了SMC迁移和增殖，使SMC产生的增加纤维帽厚度和稳定性的蛋白减少，纤维帽变薄，不利于动脉粥样硬化斑块的稳定；②炎症时趋化因子作用于巨噬细胞和嗜中性粒细胞，使基质金属蛋白酶表达增加，使细胞外基质蛋白降解，纤维帽变薄；③在破裂斑块的纤维帽中可见大量凋亡巨噬细胞，其清除受损，加剧了凋亡细胞的积累，坏死核心进一步扩大；④oxLDL诱导巨噬细胞分泌血管内皮生长因子，使血管内皮细胞增殖、内皮细胞迁移和血管重构作用，斑块内病理性血管新生。由于新生血管不成熟，极易引起斑块破裂出血，并促进炎性细胞和脂蛋白通过新生血管进入损伤部位，引起斑块不稳定。

3 MPO基因与冠心病

基因是生物性状的基础，是疾病发生的基石。MPO含量及活性强弱与启动子区域SP1结合位点处的-463G>A、-1940A>G、-638C>A、-129G>A、V53F、M251T、A332V、I642L、I717V、R569W、Y173C相关[7]，不同基因转录的mRNA转录起始活性不同，酶的活性也各异。与其他单倍体基因相比，MPO活性增高人群-638C>A、V53f及-463G >A明显增高。 携带-638A及53F等位基因与MPO活性增加相关[19]。有研究者发现-638C>A和V53引起MPO活性增加的原因不同。-638C>A是通过增强启动子转录活性或稳定MPO mRNA，增加MPO含量；而V53f突变使转录的mRNA改变氨基酸的排序，蛋白质构象改变，增加MPO含量。-463G等位基因中SP1结合位点参与MPO表达，GG基因型的表达可使MPO明显升高，故-463G等位基因可以作为冠心病心血管意外的预测因子。而-463位点A等位基因破坏了SP1转录因子的结合位点，降低MPO基因表达水平，在冠心病的发病中起保护作用。MPO-129A/G多形性和冠心病风险无明显相关性，这可能是因为-129A等位基因是通过不显示独特的单倍型ACGAV进行的MPO活动，与参考的ACCGV存在差异。

综上所述，MPO作为一种炎性反应物，是通过内皮功能障碍、修改HDL、氧化LDL、消耗NO使动脉痉挛以及增加斑块易损性，造成冠状动脉粥样硬化的。目前还没有特定的药物能抑制MPO介导的炎症损害，但是基因决定生物性状，也许我们能尝试在高MPO患者身上，将-463位点替换为A或将-638C>A、V53f剔除，有可能达到降低冠心病风险的目的。

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肖纯(E-mail:huizhouxiaoc@163.com)

2017-04-20)