脂蛋白(a)在钙化性主动脉瓣疾病中的作用研究进展

董红志，丛洪良，姜亦瑶，王菁

(1.天津市胸科医院a.心内科，b.病理科，天津 300222； 2.南开大学附属第一中心医院心血管外科，天津 300192；3.蚌埠医学院第一附属医院心脏大血管外科，安徽 蚌埠 233004)

钙化性主动脉瓣膜疾病(calcific aortic valve disease，CAVD)是一种主动脉瓣叶逐渐增厚钙化和主动脉开口逐渐狭窄的进行性疾病，是仅次于冠心病，在心血管疾病中居第2位的致死原因[1]。CAVD早期无明显症状，晚期会导致主动脉瓣狭窄并导致血流动力学异常、呼吸困难、心绞痛、晕厥、心力衰竭，最终导致死亡。CAVD是一种被动、退行性变的疾病，目前尚无有效药物治疗方法，疾病晚期行换瓣手术治疗，是其唯一有效治疗手段。而近年来证据表明，CAVD是一种炎症后瓣膜纤维钙化重塑的主动性渐进性疾病，其疾病进展与炎症因子释放及细胞通路的功能失调有关[2-3]。研究认为，CAVD的部分致病因素与动脉粥样硬化类似，均与血脂异常关系密切[4]。近年来，脂蛋白(lipoprotein，Lp)(a)作为心血管疾病发病残余风险的重要因素引起研究者的重视。Gotoh等[5]于1995年首次报道了748名受试者Lp(a)与CAVD之间的密切关系。研究发现，Lp(a)>75 nmol/L的受试者超声心动图显示主动脉瓣钙化的发生率较其他受试者高2倍，并与其他危险因素无明显关联。近年来通过临床和遗传学的研究，Lp(a)在CAVD发病机制中的关键作用不断被揭示[6]。现就Lp(a)在CAVD中的作用研究进展予以综述，以为CAVD的药物治疗带来新的启发。

1 Lp(a)的概述

Lp(a)曾被认为是一种类低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)样颗粒。1963年，Berg[7]首次报道了人体血浆中存在Lp(a)。1987年，McLean等[8]克隆并测序了Lp(a)的特异性组成部分载脂蛋白(apolipoprotein，Apo)(a)的LPA基因编码，逐渐揭示了Lp(a)结构、特点及其可能的致病机制。相对于LDL等其他脂质成分，关于Lp(a)水平升高的研究较少，临床关注度较低。主要原因可能为：①既往多基于错误的Lp(a)测量得出相互矛盾的Lp(a)与心血管疾病因果关系；②缺乏特异性或高效的降低Lp(a)水平的药物；③患者和医师缺乏对Lp(a)作为危险因素的认识和理解；④相关指南中缺乏对Lp(a)水平升高的推荐检测和治疗建议。

1.1Lp(a)的结构特点 Lp(a)由两部分组成，一部分是类似LDL样颗粒，颗粒中ApoB-100通过二硫键与Apo(a)共价结合[9]。Apo(a) 由重复的环状结构域Ⅳ(Kringle Ⅳ，KⅣ)和一个蛋白酶样结构域组成。Apo(a)不包含脂质结构域或转运脂质，具有亲水性，并能与暴露的富含赖氨酸的血管内皮结合，其中的KⅣ和蛋白酶样结构域均与纤溶酶原高度相似，并可与纤溶酶原竞争结合受体[10]。Apo(a)KⅣ根据氨基酸序列可分为10种亚型(KⅣ1～KⅣ10)，其中只有KⅣ2具有重复拷贝数，KⅣ2的重复拷贝数量由Ⅳ基因决定，这种遗传多态性决定了血浆Lp(a)的水平。遗传学研究证实，血清Lp(a)水平主要以常染色体共显性遗传，LPA位点的等位基因变异造成Apo(a)蛋白分子多相性，血清Lp(a)水平差异巨大[11]。且目前已知人体中存在超过40个Apo(a)异构体，因此人体存在超过40个分子量不同的Lp(a)分子，它们是独立出现而不像其他循环蛋白通常有确定的质量[11]。

1.2人体内Lp(a)水平 每一个Apo(a)异构体数量均参与影响血浆Lp(a)水平，总量主要由小分子量的异构体决定。Apo(a)的合成和分泌速度与其分子量成反比，因此，产生较低分子量Apo(a)亚型的人群的血清Lp(a)水平较产生较高分子量亚型人群高[12]。Apo(a)几乎仅在肝脏合成，但是Lp(a)的组装地点尚不确定，可能位于肝细胞内或血浆内[13]。Lp(a)的血浆水平90%以上由LPA所在的编码Apo(a)的基因变异决定，受饮食或环境因素影响很小。此外，种族/民族因素也对血浆Lp(a)水平有重要影响[14]。

Lp(a)分解代谢的机制仍不清楚。关于动物模型的研究表明，肝脏是Lp(a)分解代谢的主要部位[15]。体外研究表明，LDL受体可以作为Lp(a)的清除受体，如Reyes-Soffer等[16]认为Lp(a)更依赖于溶酶体降解而不是蛋白酶体降解，LDL受体在Lp(a)分解代谢中起作用，且该过程可以由前蛋白转化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9)调节。也有研究报道了在肝脏介导的Lp(a)摄取中，清道夫受体B类 Ⅰ 型、凝血酶原受体、LDL相关蛋白1、CD36与其他受体可在一定程度上与Lp(a)相结合，这可能是Lp(a)不同成分作为受体配体介导的作用[17-18]。

2 Lp(a)与CAVD的关系

CAVD的发病机制尚不完全清楚，目前研究认为与血脂异常[19]、生物力学压力[10]、钙磷代谢紊乱[20]等因素有关。尽管在血脂领域预防心血管疾病的主要重点是降低LDL胆固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平，但在过去十几年中，Lp(a)水平升高是心血管疾病和CAVD的独立的遗传致病危险因素已逐渐成为共识。研究认为无论是在保健人群中，还是在接受他汀类药物或PCSK9抑制剂治疗的受试者中，Lp(a)水平升高均能预测较高的心血管疾病事件发生率[21-22]。对有复发事件或进展性心血管疾病的受试者进行针对Lp(a)上皮升高的血脂分离观察研究表明，开始血脂分离后心血管疾病事件发生率可降低70%～90%[23-24]。

2.1Lp(a)的沉积对CAVD的影响 在生理条件下，主动脉瓣膜内皮细胞通过调节细胞黏附、通透性和旁分泌信号维持瓣膜内稳态。但如果主动脉瓣膜内皮细胞因机械、氧化或剪切应力而受损，局部炎症导致细胞死亡和凋亡体释放，伴随主动脉瓣膜内皮细胞受损部位产生微钙化，可引发CAVD[25]。凋亡体促进羟基磷灰石晶体的形成，通过诱导白细胞介素(interleukin，IL)-1β和IL-6等促炎细胞因子的分泌，有助于CAVD的进展。同时，活化的主动脉瓣膜内皮细胞释放骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic protein 2，BMP2)，BMP2是钙化的重要启动因子。一旦炎症导致钙沉积的形成，主动脉瓣顺应性的降低将导致进一步的机械损伤、细胞凋亡和钙化，从而导致“损伤-钙沉积-损伤”的恶性循环[26]。

主动脉瓣间质细胞(aortic valve interstitial cells，AVICs)在CAVD进展期的主要特征是向成骨细胞样表型分化。体外培养中发现，Lp(a)孵育人AVICs会导致IL-6、BMP2和Runt相关转录因子2的基因表达增加[27]。但在AVICs与氧化磷脂的E06单克隆抗体共同孵育条件下，成骨作用会减弱。而氧化磷脂在介导Lp(a)诱导的AVICs钙化中起关键作用，Bouchareb等[28]提出Lp(a)及其相关的氧化磷脂可通过溶血磷脂酸受体(lysophosphatidic acid receptor，LPAR)信号转导诱导人AVICs钙化。LPAR的配体是溶血磷脂酸，Lp(a)在瓣膜中的积累使得溶血磷脂酰胆碱转化为溶血磷脂酸，并通过与LPAR结合诱发成骨效应直接作用于AVICs。

也有研究报道了Lp(a)及其相关的氧化磷脂浸润主动脉瓣内层，局部作用于AVICs表型[29]。溶血磷脂酸结合LPAR后激活细胞内核因子κB信号级联通路，并可能通过Notch1和Wnt/β联蛋白信号转导[30]，进而导致IL-6、Runt相关转录因子2和BMP2的转录增加，加剧AVICs的钙化。同时，通过调节Notch1的表达抑制IL-6、BMP2或核因子κB通路均可阻碍钙化。此外，LPAR拮抗剂也阻止了溶血磷脂酸诱导的IL-6分泌和人类AVICs的钙化进展[31]。

2.2Lp(a)基因多态性对CAVD的影响 LPA基因定位在第6号染色体长臂(6q26～27)，目前研究发现不同人种中LPA基因约有50种基因型[10]，且LPA基因多态性与CAVD密切相关。2013年，Thanassoulis等[32]首次通过6 942例患者的全基因组相关研究证实，LPA基因变异与CAVD和主动脉瓣狭窄明显相关。2014年欧洲癌症前瞻性调查研究表明，Lp(a)是主动脉瓣狭窄的高风险因素，LPA基因中的rs10455872位点基因变异与较高的Lp(a)水平有关，增加了主动脉瓣狭窄的发生风险[33]。另有研究证实，Lp(a)水平与CAVD发病显著相关，LPA基因中的rs10455872、rs3798220位点的基因多态性是CAVD发病的遗传学危险因素[34]。此外，在杂合子家族性高胆固醇血症患者中，终生极高的LDL-C水平是其最大的危险因素，经多变量分析后，Lp(a)仍能预测主动脉瓣狭窄，进一步证明Lp(a)是主动脉瓣狭窄的独立危险因素[35]。

3 Lp(a)的致病机制

Lp(a)的致病机制与其分子结构密切相关：①Lp(a)的赖氨酸结合位点易与内皮细胞结合，且Lp(a)的分子量变化范围很大，小分子的Lp(a)更易沉积于内皮下。②Lp(a)的赖氨酸结合位点可与氧化磷脂共价结合，氧化磷脂是炎症过程的一个强有力的触发器，参与动脉粥样硬化的形成[36]。③Lp(a)的重要组成部分Apo(a)与纤溶酶原结构相似，促进血栓形成。

3.1促进炎症反应 Lp(a)通过诱导炎症细胞因子促进炎症反应。局部炎症和剪切应力导致瓣膜通透性增加，使LDL-C和Lp(a)等Lp和炎症细胞(如T淋巴细胞、巨噬细胞、肥大细胞)侵入瓣膜，在主动脉瓣内层引起炎症环境[26]。同时，Lp(a)可直接诱导单核细胞趋化，并通过血管内皮细胞的直接和间接机制吸引单核细胞，也可诱导巨噬细胞释放IL-8、肿瘤坏死因子-α和单核细胞趋化蛋白[37]。此外，Lp(a)易被氧化修饰，产生氧化特异性表位，是炎症和动脉粥样硬化形成的重要介质。

3.2致动脉粥样硬化 Lp(a)中的Apo(a)与血管内皮细胞和平滑肌细胞的几种成分联合作用，在内皮损伤过程中通过Lp(a)积累介导多种动脉粥样硬化发生机制，干扰正常内皮功能，刺激单核细胞和巨噬细胞趋化激活。其中，Apo(a)的强赖氨酸结合位点通过RhoA/Rho激酶/MYPT1依赖性途径促进Lp(a)在血管组织中的积累，增强内皮收缩和通透性。同时，Apo(a)也可以通过整合素αVβ3和RhoA/Rho激酶的作用，调节平滑肌细胞的浓度依赖性排斥反应[38]。此外，Lp(a)通过高亲和力的极低密度脂蛋白受体的内吞作用与巨噬细胞结合，促进泡沫细胞形成和胆固醇沉积。

3.3促进血栓形成 血浆Lp(a)水平升高与动脉粥样硬化性血栓性疾病的风险增加有关。Lp(a)可通过包括抑制和干扰纤维蛋白溶解在内的多种机制促血栓形成。Lp(a)含有Apo(a)，Apo(a)存在多个Kringle结构域，与丝氨酸蛋白酶酶原纤溶酶原具有高度的序列同源性，可以抑制活性纤溶酶的形成。Lp(a)直接与细胞外基质、细胞纤溶酶原受体和纤维蛋白结合，并与纤溶酶原竞争其结合位点，这些相互作用是由赖氨酸结合位点介导。而Lp(a)与纤溶酶原竞争与纤维蛋白结合，干扰了纤溶酶介导的溶栓作用。Lp(a)中的Apo(a)可以通过替代纤维蛋白原与整合素αⅡbβ3结合，并可通过尿激酶型纤溶酶原激活因子抑制纤溶酶原激活，从而抑制血小板聚集[39]，进而促进动脉粥样硬化血栓形成。

4 高Lp(a)血症的治疗

在既往临床工作中，由于没有针对性降低Lp(a)水平的药物，所以难以通过随机对照试验验证是否降低Lp(a)水平可减少CAVD的发生。近年有效降低Lp(a)水平的新药的研究进展，为深入探索Lp(a)与CAVD的关系带来希望。

4.1Lp(a)分离 对于进展期冠心病且Lp(a)>150 nmol/L的患者，在最大限度降脂治疗后LDL-C仍大于3.3 mmol/L，英国心脏协会Lp(a)分离指南建议应考虑进行血脂分离治疗[40]。自2008年起，在德国Lp(a)>150 nmol/L(不考虑LDL-C水平)并伴有持续心血管疾病风险的患者已被批准作为定期Lp分离术的适应证；且研究采用前瞻性多中心设计，对170例连续进行Lp(a)分离的患者5年的心血管事件发生率进行观察发现，定期进行Lp分离术可将LDL-C和Lp(a)降低60%～70%，并显著降低每年的不良心血管事件平均发生率[41]。但截至目前，Lp分离术研究缺少同步的对照组，因此很难估计患者受益程度，同时这种治疗受到费用、技术的限制，很难得到普遍应用。

4.2烟酸治疗 烟酸曾被广泛用于治疗血脂异常，低剂量烟酸并没有表现出任何降低Lp(a)水平的能力，但在大剂量(2～4 g/d)使用的情况下，可观察到Lp(a)水平降低25%～40%[42]。烟酸降低Lp(a)水平的机制可能是通过在增加ApoB-100降解的同时减少Lp脂化所需的三酰甘油的合成,并降低刺激Apo(a)转录所必需的肝脏环腺苷酸水平[43]。此外，既往有研究表明，烟酸治疗可升高糖尿病患者的血糖水平，并可能增加新发糖尿病的风险；且该研究对随机试验中已发表和未发表的数据进行Meta分析发现，无论是否联用他汀类药物治疗，烟酸治疗均与新发糖尿病的风险增加有关[44]。考虑到烟酸耐受性差和潜在的不良反应，如偏头痛、心动过速、脸红、肝脏毒性等，烟酸不是降低Lp(a)水平的最佳治疗药物，且欧洲相关指南也不推荐烟酸作为降低Lp(a)水平的治疗用药。

4.3PCSK9抑制剂治疗 PCSK9抑制剂可以减少LDL受体的降解，增加肝细胞LDL受体数量，增强LDL从血浆清除的能力。在FOURIER(Further Cardiovascular Outcomes Research with PCSK9 Inhibition in Subjects with Elevated Risk)研究中，PCSK9可使血浆Lp(a)水平平均降低26.9%，Lp(a)水平较高的患者发生重大心血管事件(冠心病死亡、心肌梗死和急性血管重建)的风险降低了23%[9]。在ODYSSEY OUTCOMES试验中，PCSK9降低Lp(a)水平与心血管疾病的风险降低有关，而与同时降低LDL-C水平无直接关系[45]。虽然PCSK9抑制剂可以降低血浆Lp(a)水平，但其作用机制和临床相关性仍有待进一步探讨。

4.4核酸反义治疗 米泊美生是一种2′-O-甲氧基乙基修饰的第二代反义寡核苷酸，与同源ApoB信使RNA结合从而抑制ApoB-100的合成，可显著降低LDL-C、ApoB和Lp(a)的血浆水平[46]。在现有的Ⅲ期随机试验中，在不同原因的高胆固醇血症患者中，米泊美生可持续降低中位血浆Lp(a)水平[46]。目前，米泊美生已被美国食品药品管理局批准用于降低同种家族性高胆固醇血症的LDL-C、Apo(B)和其他Lp水平。

ISIS-Apo(a)Rx和AKCEA-Apo(a)-LRx是2′-O-甲氧基乙基修饰的反义DNA寡核苷酸，针对Apo(a)和Lp(a)，通过与互补的Apo(a)信使RNA序列结合形成DNA双链，从而减少Apo(a)的翻译。ISIS-Apo(a)Rx和AKCEA-Apo(a)-LRx在Ⅰ～Ⅱ期试验中均表现出较好的耐受性和较少的不良反应，并以剂量依赖性显著降低血浆Lp(a)水平[47]。AKCEA=Apo(a)-LRx的Ⅱ期试验中，20 mg/周的剂量可使Lp(a)水平平均降低80%，98%的患者Apo(a)水平达到0.5 g/L以下[48]。

5 结 语

Lp(a)是CAVD的一个独立的致病危险因素，其临床意义重大。高Lp(a)水平的CAVD患者疾病进展更快。然而，Lp(a)与CAVD之间更直接的机制仍需进一步研究。目前，CAVD没有有效的药物治疗方案，只能在CAVD的终末阶段行心脏瓣膜置换手术，因此临床工作中需要新型、更早期的干预措施来治疗CAVD。靶向Lp(a)的药物出现，可能为预防或延缓CAVD进展的新型治疗策略提供方向。同时，需要普及和提高医患对Lp(a)生物学和病理生理学的更多了解，从而利于对Lp(a)介导的血管和瓣膜疾病风险患者的筛查、诊断和治疗选择。