張秦風(fēng)、秦衛(wèi)偉、李虹、馮高潔、高宏偉、肖傳實(shí)綜述，高奮審校

對(duì)氧磷酶是維持高密度脂蛋白（HDL）抗氧化能力的關(guān)鍵酶，在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起重要保護(hù)作用。近年來(lái)，隨著飲食結(jié)構(gòu)的改變，高同型半胱氨酸（Hcy）患者日趨增多。既往研究發(fā)現(xiàn)，在冠心病患者中Hcy 與HDL 呈負(fù)相關(guān)[1]，Hcy 作為冠心病發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素[2]，是否通過(guò)影響對(duì)氧磷酶活性減弱HDL 的抗氧化功能、加重冠心病的發(fā)生有待探討。本文就對(duì)氧磷酶的生物學(xué)作用從病理生理機(jī)制到臨床研究進(jìn)展做一綜述。

1 對(duì)氧磷酶的生物學(xué)特性

在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中，對(duì)氧磷酶是一種與氧化應(yīng)激有關(guān)的酶[3]。對(duì)氧磷酶家族包括PON1、PON2、PON3，它們彼此相鄰排列于7q21-22。PON1 及PON3 存在機(jī)體許多組織及血液循環(huán)中，而PON2 僅存在于細(xì)胞內(nèi)。PON1 和PON3 由肝臟產(chǎn)生后，借助于極端疏水的N 端和包含載脂蛋白A1 及clasterin 的HDL 緊密結(jié)合釋放入血[4]。PON1 和PON3 作為HDL 的一個(gè)主要成分，具有防止Hcy 對(duì)低密度脂蛋白（LDL）的氧化作用。人血清對(duì)氧磷酶水解氧化的磷脂保護(hù)LDL 免受氧化，抑制單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化。在動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中，對(duì)氧磷酶有抗氧化、抗炎、保護(hù)HDL功能、促進(jìn)膽固醇流出、抗凋亡、抗血栓及抗粘連作用[5]。對(duì)氧磷酶可以水解為三種活性形式，包括乳酸酶活性、芳香酶活性及有機(jī)磷酸酶活性。對(duì)氧磷酶均有乳酸酶活性，能夠水解細(xì)胞內(nèi)的脂質(zhì)酸酯、降低脂蛋白中的氧化脂質(zhì)[6]。另外，對(duì)氧磷酶還有延緩血小板聚集和縮小病變斑塊抑制動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的作用。PON1 在預(yù)防LDL 氧化，最小化氧化修飾的低密度脂蛋白（ox-LDL）方面起重要作用[7]。PON1 在結(jié)構(gòu)上有兩個(gè)Ca2+結(jié)合位點(diǎn)，其中一個(gè)有高度親和性并維持該酶穩(wěn)定性，另一個(gè)起水解作用。PON2 能減少來(lái)自線粒體超氧化物的釋放，但并沒(méi)有影響其他自由基的水平，如過(guò)氧化氫（H2O2）及過(guò)氧亞硝基水平[8]。PON3 對(duì)保護(hù)LDL 免受由Cu2+誘發(fā)的氧化修飾作用是PON1 的100 倍。因此，盡管血漿中的PON3 含量比PON1 低兩倍，但對(duì)保護(hù)LDL 免受氧化修飾的作用更強(qiáng)。對(duì)氧磷酶生理?xiàng)l件下就能降解不飽和脂肪酸及Hcy 硫代內(nèi)酯毒性作用。氧化應(yīng)激條件下，PON2 活動(dòng)度明顯上調(diào)，而PON3 的表達(dá)無(wú)明顯改變。但另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)PON3生理情況下細(xì)胞內(nèi)并不存在，只是在病理?xiàng)l件下分泌到血清中發(fā)揮抗氧化作用。

2 對(duì)氧磷酶在冠心病氧化應(yīng)激中的影響

隨著有關(guān)torcetrapib 等多種針對(duì)升高高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平藥物的臨床試驗(yàn)的相繼失敗，人們發(fā)現(xiàn)HDL-C 的抗氧化和抗動(dòng)脈硬化作用，可能與其結(jié)合的各種蛋白有關(guān)，特別是對(duì)氧磷酶。流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，心肌梗死及糖尿病患者血清對(duì)氧磷酶活性明顯低于正常水平，故其活性高低可作為評(píng)估動(dòng)脈粥樣硬化可能性的一項(xiàng)指標(biāo)。當(dāng)血清PON1 活性降低時(shí)，巨噬細(xì)胞和血清中氧化應(yīng)激水平升高，HDL 抗氧化能力及抑制LDL 過(guò)氧化能力減弱，導(dǎo)致粥樣斑塊形成;當(dāng)PON1 活性升高時(shí)，巨噬細(xì)胞和血清中氧化應(yīng)激水平降低，可抑制LDL氧化、逆轉(zhuǎn)ox-LDL 的生物活性、保護(hù)卵磷脂膽固醇?；D(zhuǎn)移酶（LCAT）活性、抑制HDL 脂質(zhì)過(guò)氧化并增加其抗氧化能力，從而抑制泡沫細(xì)胞及粥樣斑塊形成。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)PON2 活性增加時(shí)，即使受到H2O2、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）或氧化型磷脂的刺激，細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平仍顯著降低，脂質(zhì)過(guò)氧化水平明顯下降，單核細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞移行減少，ox-LDL-C 氧化延遲。此外，純化的PON2 能改善載脂蛋白E 基因敲除（ApoE-/-）。

小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的氧化應(yīng)激狀態(tài)，抑制其動(dòng)脈粥樣硬化病變形成。PON2 基因敲除、ApoE-/-小鼠，給予高脂蛋白飲食后，盡管LDL 和極低密度脂蛋白（VLDL）處于極低水平，但與野生型相比，冠狀動(dòng)脈病變程度較重[9]。與PON1 和PON2 相似，當(dāng)細(xì)胞PON3 表達(dá)增加時(shí)，可通過(guò)延緩ox-LDL 形成、減少脂質(zhì)過(guò)氧化物產(chǎn)生、降低LDL 對(duì)單核細(xì)胞趨化活性的誘導(dǎo)能力，抑制泡沫細(xì)胞形成，減緩動(dòng)脈粥樣硬化病變進(jìn)展。

盡管對(duì)氧磷酶具有抗氧化應(yīng)激作用，但當(dāng)氧化應(yīng)激水平過(guò)高時(shí)對(duì)氧磷酶將失活。這一組基因不僅抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生，還促進(jìn)動(dòng)脈粥樣斑塊的穩(wěn)定性。PON1 目前研究最透徹的是192 位和55 位基因型，而基因型很大程度上是由血漿中PON1 活動(dòng)度及氧化應(yīng)激水平?jīng)Q定。研究發(fā)現(xiàn)，PON1 在糖尿病合并冠心病患者中仍有保護(hù)作用，其283 位巰基具有抗LDL 氧化作用，無(wú)水解作用，且保護(hù)作用Q 型＞R 型。PON1192QQ 基因型在動(dòng)脈粥樣硬化形成中起保護(hù)作用，而RR 基因型則是冠心病發(fā)生的危險(xiǎn)因素。另有研究發(fā)現(xiàn)，PON1192RR 型可以降低HDL 水平、升高LDL 水平，而PON155LL 型降低LDL 濃度[10]。但有學(xué)者發(fā)現(xiàn)血漿中PON1 活動(dòng)度比其基因型是冠心病更好的預(yù)測(cè)因子[11]。向動(dòng)脈粥樣硬化敏感大鼠注射輕度氧化的LDL，可以減少肝臟信使RNA（mRNA）的合成而使PON 活性下降59%。對(duì)氧磷酶活性的減少總伴隨著載脂蛋白J（apoJ）的增加，而apoJ 則是HDL 變成親炎癥性的先兆，不能減少ox-LDL 對(duì)動(dòng)脈壁的損傷。另外，在PON1缺陷小鼠發(fā)現(xiàn)有氧化應(yīng)激、血管炎性及血栓形成傾向，進(jìn)一步驗(yàn)證了PON1 的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。在ApoE-/-小鼠，對(duì)氧磷酶通過(guò)降低炎性介質(zhì)而不是影響血脂水平發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用[12]。對(duì)于冠心病的治療，最好提高對(duì)氧磷酶的芳香酶活性，而不是乳酸酶活性[5]。

3 對(duì)氧磷酶抗氧化的內(nèi)在機(jī)制

HDL 的抗氧化能力歸因于與HDL 相關(guān)的蛋白，如對(duì)氧磷酶、載脂蛋白A1（apoA1）及LCAT 等[11]。PON1 的過(guò)度表達(dá)抑制了HDL 的脂過(guò)氧化功能，維持其活性及穩(wěn)定性的關(guān)鍵，apoA-1 的過(guò)度表達(dá)會(huì)增加對(duì)氧磷酶活動(dòng)度。如果脂蛋白缺失，對(duì)氧磷酶分泌減少，加入磷脂膠團(tuán)和HDL 會(huì)促進(jìn)其分泌。綁定到HDL 上是PON1 維持HDL 抗氧化功能的關(guān)鍵[13]。PON1 無(wú)獨(dú)立的抗氧化能力，但呈劑量依賴(lài)性對(duì)小鼠的保護(hù)作用發(fā)生在動(dòng)脈粥樣硬化全過(guò)程。PON1使致動(dòng)脈粥樣硬化基因Hcy 化來(lái)調(diào)節(jié)LDL 和HDL對(duì)氧化應(yīng)激的易感性保護(hù)了HDL 的完整性和功能。對(duì)氧磷酶及髓過(guò)氧化物酶（MPO）相互影響，HDL 調(diào)節(jié)這兩種酶的相互作用[14]，二者的平衡取決于HDL的抗氧化和抗炎能力。

PON1 以及對(duì)氧磷酶家族的另外兩個(gè)成員PON2和PON3，均可通過(guò)降低細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平，水解氧化型脂質(zhì)，減少細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化物含量來(lái)發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。

PON1 直接降低巨噬細(xì)胞氧化應(yīng)激水平的機(jī)制包括：（1）減少巨噬細(xì)胞內(nèi)膽固醇合成并促進(jìn)其流出，水解脂質(zhì)過(guò)氧化物[15]；（2）減少巨噬細(xì)胞還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）氧化酶p47phox 向細(xì)胞膜易位，抑制NADPH 氧化酶活性，減弱巨噬細(xì)胞釋放O2-和ox-LDL 的能力；（3）減少巨噬細(xì)胞攝取ox-LDL 形成泡沫細(xì)胞[16]；（4）清除動(dòng)脈粥樣硬化形成早期及進(jìn)展過(guò)程中的炎癥因子，如丙二醛、腫瘤壞死因子（TNF）-α；（5）刺激一氧化氮活性，促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮生成及生物利用度[11]；（6）與apoA1 相互作用和保護(hù)LCAT 酶活性避免失活來(lái)降低LDL 的氧化[17]；（7）使ox-LDL 的毒性產(chǎn)物失去活性，抑制ox-LDL 積累，并通過(guò)HDL 促進(jìn)巨噬細(xì)胞膽固醇流出[18]；（8）可以調(diào)節(jié)LDL-C 向HDL-C 的轉(zhuǎn)化；（9）減弱血清、脂蛋白、巨噬細(xì)胞及動(dòng)脈粥樣病變對(duì)氧化應(yīng)激的反應(yīng)性[19]。此外，PON1還作用于巨噬細(xì)胞磷脂，生成溶血磷脂膽堿（LPC），激活HDL 相關(guān)膽固醇外流，延緩動(dòng)脈粥樣硬化病變的發(fā)展。

PON2 在細(xì)胞水平抗氧化應(yīng)激可能機(jī)制是：水解氧化型脂質(zhì)，逆轉(zhuǎn)輕度氧化的ox-LDL，減弱對(duì)單核細(xì)胞趨化性的誘導(dǎo)，增強(qiáng)HDL 抗動(dòng)脈粥樣硬化能力，抑制泡沫細(xì)胞形成。此外，還能通過(guò)c-JunNH2-末端激酶（JNK）途徑磷酸化轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白1（AP-1）亞單位c-Jun，激活A(yù)P-1，活化并上調(diào)細(xì)胞PON2 表達(dá)；在給予JNK 抑制劑后，PON2 mRNA 表達(dá)呈劑量依賴(lài)性下降。此外，PON2 還能調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力、改變線粒體功能發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠PON2 啟動(dòng)區(qū)存在過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR）γ 識(shí)別位點(diǎn)，給予PPARγ激動(dòng)劑羅格列酮后，PON2 mRNA 和蛋白表達(dá)上調(diào)。

PON3 降低巨噬細(xì)胞氧化應(yīng)激水平的可能機(jī)制是，結(jié)合于細(xì)胞膜上的PON3 通過(guò)水解細(xì)胞膜上氧化型磷脂，減少細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化物含量，抑制泡沫細(xì)胞形成；或通過(guò)在動(dòng)脈血管壁細(xì)胞表達(dá)，直接影響動(dòng)脈粥樣硬化形成。由于人類(lèi)巨噬細(xì)胞中缺乏PON3，提示PON3 可能僅在人類(lèi)血液循環(huán)中發(fā)揮作用。

Hcy 可能通過(guò)抑制PON 活性加重氧化應(yīng)激致動(dòng)脈粥樣硬化，Hcy 可以促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞動(dòng)脈粥樣硬化或直接細(xì)胞毒性作用導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生，而PON1 將同型半胱氨酸降解為半胱氨酸起解毒功能[20]。研究發(fā)現(xiàn)，高Hcy 患者丙二醛含量明顯升高，這與HDL 相關(guān)的PON 活性降低結(jié)果一致，均會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮功能的喪失[21]，說(shuō)明Hcy 可能通過(guò)影響PON 活性發(fā)揮作用。與對(duì)照組相比，給予動(dòng)脈粥樣硬化飲食的小鼠Hcy 水平明顯升高。孔超敏等[22]發(fā)現(xiàn)，升高的血漿Hcy 水平是冠狀動(dòng)脈斑塊不穩(wěn)定的重要危險(xiǎn)因素。高Hcy 在失功能HDL中發(fā)揮著復(fù)雜作用，這歸因于PON1 的缺失。PON1缺陷的小鼠，一氧化氮活性降低，Hcy 水平增高，血管纖維化及MMP-9 表達(dá)增加，對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化易感性增加。在心肌梗死患者中N 型Hcy 濃度明顯升高，且其形成與一氧化氮合酶抑制劑有關(guān)[23]。健康的HDL 可以激活一氧化氮活性，從而抑制氧化型脂質(zhì)的形成。Hcy 會(huì)使HDL 功能失調(diào)失去抗氧化和抗毒性等心血管保護(hù)作用。PON1 缺乏會(huì)使HDL 失功能，這與Hcy 升高有關(guān)，同時(shí)一氧化氮活性降低[21]。高水平Hcy 通過(guò)核因子（NF）-κB 途徑下調(diào)apoE的表達(dá)[24]，而PON2 可以調(diào)節(jié)ApoE-/-小鼠的氧化應(yīng)激狀態(tài)。Paoli 等[25]提出，血漿中Hcy 硫代內(nèi)酯水平較Hcy 水平能更好預(yù)測(cè)冠心病風(fēng)險(xiǎn)。Hcy 硫代內(nèi)酯活性是PON 生理活性基質(zhì)。血漿中N 型Hcy蛋白水平主要由PON 的Hcy 硫代內(nèi)酯活性決定，而且該酶能抑制N 型Hcy 蛋白的積累。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

目前關(guān)于對(duì)氧磷酶的研究尚處于初步階段，多為動(dòng)物及細(xì)胞實(shí)驗(yàn)階段，且主要研究對(duì)象為冠心病模型，而以高Hcy 冠心病模型為研究對(duì)象及臨床研究少之又少。另外，對(duì)氧磷酶在高Hcy 冠心病患者中仍能發(fā)揮HDL 的抗氧化作用，但主要研究對(duì)象為PON1，其他兩個(gè)基因家族成員研究相對(duì)較少。因此，對(duì)氧磷酶在高Hcy 冠心病患者中的病理生理及基因?qū)W上的研究將是今后進(jìn)展的方向。