髓过氧化物酶与动脉粥样硬化的关系及在脑卒中应用的研究进展[注]基金项目：山东省威海市自体免疫重点实验室项目(2017GGH11)。△ 通信作者，E-mail：wdzhx686@sina.com。

毕玉华，鞠卫萍，迟晓妮，张道强 综述,詹 霞 审校

山东省威海市中心医院神经内科,山东威海 264400

髓过氧化物酶(MPO)是血红素过氧化物酶超家族的一员，主要存在于髓系细胞嗜苯胺蓝颗粒中，是反映中性粒细胞和巨噬细胞活化的特异性指标。MPO已被证明与多种人类疾病相关[1]，本综述重点阐述了MPO与动脉粥样硬化的关系及在脑卒中应用的研究进展。

1 MPO的结构、活性及基因表达

MPO是一种同源二聚体蛋白质，相对分子质量为146×103，由相同且功能独立的两个相对分子质量为73×103的单体组成，它们通过第153位的半胱氨酸残基形成的单个二硫键相连[2]。每个单体各含有2条多肽链：含467个氨基酸残基，相对分子质量为58.5×103的糖基化重链和含106个氨基酸残基、相对分子质量为14.5×103的轻链。重链内有5个链内二硫键，轻链内有1个链内二硫键[3]。编码人MPO的基因位于17号染色体的长臂q23.1区段上，大小约为11 kb，包含11个内含子和12个外显子[4-6]。研究者已经发现了许多MPO基因的多态性，尤其是启动子区域内或附近的单核苷酸多态性。被深入研究的多态性是位于上游启动子区域的Alu受体反应元件的多态性[1]。-463位G/A多态性是其中最重要的，G等位基因与启动子活性增加有关，而A等位基因与单核细胞和巨噬细胞中较低的MPO表达有关[7-8]。虽然-463位G/A多态性似乎并不影响MPO循环水平，但它被证明与动脉粥样硬化等多种人类疾病有关[1]。-129位G/A多态性也位于MPO基因的启动子区域内。携带-129位A等位基因的个体的中性粒细胞的MPO活性降低[9]。虽然MPO主要存在于中性粒细胞和单核细胞中，其他一些细胞包括CD4+和CD8+T淋巴细胞，炎症性疾病(如动脉粥样硬化病变和血管炎)中的浸润巨噬细胞中也能检测到MPO活性。在内皮细胞和血小板中也检测到MPO活性，它可能是内源性的或外源性的。研究已经表明内皮细胞可内源性表达MPO[10-11]。虽然单核细胞在转变为巨噬细胞时会丢失MPO，但巨噬细胞仍表现出MPO活性[12]，很可能是因为吞噬了中性粒细胞，或通过各种途径从外部引入了MPO[13]。

2 MPO与动脉粥样硬化

与脑卒中相关的最常见的MPO靶点是血浆脂蛋白、NO系统、内皮细胞、动脉粥样硬化斑块。

2.1氧化应激修饰脂蛋白 MPO衍生物主要是HOCl、HOSCN和SCN-，将LDL修饰成氯化、硝化或碳酰化的形式，显著提高其致动脉粥样硬化性。LDL载脂蛋白B100中的酪氨酸残基是主要靶点。活化的中性粒细胞与LDL的增加与3-氯酪氨酸含量的急剧增加有关，而检测人动脉粥样硬化斑块中的3-氯酪氨酸支持MPO是脂蛋白氧化修饰的重要途径的假设[14]。修饰后的LDL转化为高摄取颗粒，与巨噬细胞清除受体CD36和清道夫受体B1型(SR-B1)结合后被巨噬细胞摄取[15]。MPO/H2O2/NO2系统硝化载脂蛋白B100的酪氨酸残基，产生硝化LDL，被巨噬细胞摄取，这是泡沫细胞形成的先决条件。有研究表明，主动脉粥样硬化内膜LDL中检测到的3-硝基酪氨酸含量是血浆LDL的90倍[16]。类卤化物SCN-对赖氨酸残基的氨基甲酰化作用是另一种产生动脉粥样硬化性LDL的修饰，这种LDL不能与巨噬细胞LDL受体结合，但能与A类巨噬细胞清道夫受体结合，有利于这些颗粒在巨噬细胞中积累并形成泡沫细胞。碳酰化LDL具有细胞毒性，促进内皮细胞凋亡、平滑肌细胞增殖和单核细胞黏附[17]。白细胞生成的HOCl攻击LDL结构中的各种脂质成分，促进单核细胞进入动脉粥样硬化斑块[18]。氧化应激修饰LDL通过促进动脉壁单核细胞浸润(动脉粥样硬化斑块)、平滑肌细胞增殖、内皮细胞迁移和凋亡诱导动脉粥样硬化。

MPO对高密度脂蛋白(HDL)的修饰是另一个与动脉粥样硬化有关的作用。HDL具有抗氧化、抗炎、血管舒张、抗血栓、抗凋亡和细胞保护特性以及内皮功能维持特性，所有这些作用都能降低动脉粥样硬化的风险[19]。免疫组织化学研究已经确定载脂蛋白A1(HDL的主要蛋白成分)是MPO衍生物的主要靶点[20]。已有研究表明，修饰后的HDL具有促炎作用，可促进内皮细胞中VCAM-1的表达，从而促进动脉壁单核细胞的进入[21]，诱导动脉粥样硬化。MPO介导的HDL动脉粥样硬化保护特性的丧失可能为一种新的机制，将炎症和氧化应激与动脉粥样硬化的发病机制联系起来[22]。

2.2诱导内皮功能障碍 MPO在人类内皮功能障碍中发挥重要作用[23]。MPO与内皮功能障碍直接相关，其相关性甚至强于C反应蛋白(CRP)[24]。MPO诱导的内皮功能障碍被认为是连接炎症、氧化应激最重要机制之一[25]。NO生物利用度降低是MPO诱导内皮功能障碍的关键。MPO及其产物通过多种机制抑制eNOS活性。研究表明，HOCl氧化eNOS导致二聚体结构的单体化和合成酶活性[26]的降低。MPO修饰的血浆脂蛋白也可能通过引起内皮细胞表面[26]中eNOS的解离而减少NO的产生。临床研究表明，MPO水平升高与内皮功能障碍及血管反应活性受损有关。

2.3增加斑块易损性 实验和临床研究表明，在动脉粥样硬化斑块中存在活跃的MPO，并提示该酶参与斑块的进展和不稳定。DAUGHERTY等[27]确定了MPO在人类动脉粥样硬化病变中的作用。在不稳定性斑块中，斑块区域MPO含量较高且容易发生斑块破裂。RASHID等[28]的一项研究表明，在不稳定斑块中，MPO活性是稳定斑块的两倍。MPO衍生物通过多种机制促进动脉粥样硬化斑块的不稳定性：MPO生成的产物通过激活潜在的胶原酶[29]和金属蛋白酶-7以及金属蛋白酶-1组织抑制剂的失活来降解纤维帽成分、胶原和弹性蛋白[30]；MPO产物HOCl通过凋亡途径导致内皮细胞脱落、死亡[31]；硝化和氯化高密度脂蛋白抑制平滑肌细胞扩散和迁移[32]。因此，弹性蛋白和胶原蛋白的降解，内皮细胞的凋亡和血管平滑肌细胞增殖的抑制导致斑块变薄，增加斑块破裂的倾向。

3 MPO与脑卒中

大鼠脑卒中实验模型显示，再灌注24 h后，大脑前动脉灌注的大脑皮层中MPO活性显著增加，而脑MPO活性与中性粒细胞的出现相关。使用抗中性粒细胞单克隆抗体减少中性粒细胞，阻止再灌注后24 h MPO活性的增加，能够减少再灌注后24 h脑组织含水量和梗死面积[33]。小鼠脑卒中的另一个实验模型中，在缺血后3～21 d观察到MPO活性升高，而使用4-氨基苯甲酸酰肼(一种不可逆的MPO抑制剂)抑制MPO使酶活性降低30%～40%后，最终损伤体积减小了60%[34]。在小鼠缺血性卒中实验模型中，与未处理或野生型小鼠相比，用4-氨基苯甲酸酰肼抑制MPO或先天MPO缺陷(MPO-/-)能够减少细胞凋亡。抑制MPO后，细胞保护性热休克蛋白70增加了70%，p-Akt增加了60%，凋亡标志物p53水平降低了62%。抑制MPO可减少梗塞面积并改善神经功能。该研究表明，抑制MPO或其先天性缺乏与缺血性卒中后的神经保护效应有关，提示MPO可能是卒中治疗的重要靶点[35]。还有研究者提出，卒中后抑制MPO可增强神经再生能力[36]。人体研究显示，MPO参与了缺血性脑损伤的发生。病例对照研究表明，出血性[37]和缺血性[38]卒中患者的MPO水平高于对照组，且MPO水平与卒中严重程度[38]、血肿量及6个月病死率[37]相关。以前的一项病例对照研究分析了MPO基因-463位G/A或-129位G/A多态性与脑梗死之间的关联。-463位G/A多态性位点处A等位基因与脑梗塞无显著关联。-129位G/A多态性位点处A等位基因与脑梗塞面积及较差的短期功能恢复结果相关(由Rankin评分评估)[39]。最近的一项研究测试了遗传风险评分(基于从先前全基因组研究中鉴定的15种常见单核苷酸多态性所预测的MPO水平)与原发性脑出血和缺血性卒卒中险之间的关系。导致循环MPO水平升高的遗传因素与出血性卒卒中险(OR=1.07，P=0.04)、复发性出血性卒卒中险(OR=1.45，P=0.006)和缺血性腔隙性卒卒中险(OR=1.05，P=0.001 2)相关。该研究表明MPO是脑血管疾病进展的重要致病因素[40]。慢性炎症作为一种潜在的可改变的卒卒中险机制提供了理论依据，提示免疫靶向治疗可用于脑血管病的治疗和预防[40]。Northern Manhattan Study评估了527例社区无卒中受试者炎症标志物、高敏CRP、脂蛋白相关磷脂酶A2和MPO与脑磁共振成像的白质高信号体积的关联。调整社会人口统计学和血管危险因素后，CRP和脂蛋白相关磷脂酶A2水平位于最高的四分位区间，而MPO位于第3和第4四分位区间的受试者有着更大的大脑白质高信号区域。对其他所有生物标志物做出调整后，MPO水平高于中位数患者的白质高信号体积比低于中位数的患者大1.25倍[41]。一项针对2 176例参与者(562发生了卒中)的病例队列研究评估了在中位数为5年的时间内，13种生物标志物与卒中风险的关联。经调整后，骨桥蛋白、新蝶呤、MPO和脂联素与卒中风险独立相关，进一步调整影响卒中预后的因素和治疗后，MPO仍然与卒中风险独立相关[42]。对于急性缺血性卒中，COJOCARU等[43]发现发病24 h前MPO水平明显较高，可用于急性缺血性卒中的诊断。据观察，患者在头24 h检测的血清MPO水平明显高于对照组，但到第五天已恢复到正常水平。急性缺血性脑卒中患者血清MPO水平升高，在给予特定治疗前测定的血清MPO水平可以作为缺血性卒中严重程度的指标，并可预测其预后[44]。

综上所述，MPO可通过氧化应激修饰脂蛋白、降低NO生物利用度、诱导内皮功能障碍、损伤血管反应性以及增加斑块易损性，参与动脉粥样硬化与脑卒中的病理生理过程。MPO在动脉粥样硬化及脑卒中的作用，为脑卒中的预防及治疗提供了新的靶点。