曾 躍 王振花 陳 軍

1 廣東醫(yī)科大學(xué),廣東省湛江市 524000； 2 廣東醫(yī)科大學(xué)深圳寶安臨床醫(yī)學(xué)院/深圳市寶安區(qū)人民醫(yī)院心血管內(nèi)科

高密度脂蛋白(High density lipoprotein,HDL)是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多功能復(fù)合體,具有多種脂質(zhì)及蛋白成分,是被公認的抑制動脈粥樣硬化(Atherosclerosis,As)進展的重要防御因素,具有介導(dǎo)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(Cholesterol reverse transport,RCT)、膽固醇外流(Cholesterol efflux capacity,CEC)、抗炎、抗氧化及血管內(nèi)皮保護等生物學(xué)功能。臨床上常以HDL膽固醇(HDL cholesterol,HDL-C)作為衡量冠心病嚴重程度的負相關(guān)指標,但近年來研究發(fā)現(xiàn),HDL-C與冠心病之間呈非線性相關(guān),盡管極高水平的HDL-C與罹患風險升高相關(guān),但稍高水平的HDL-C也與低罹患風險相關(guān)[1]。相關(guān)試驗也表明,一些藥物(如evacetrapib)雖然可以提高HDL-C水平,但未能改善動脈粥樣硬化預(yù)后[2]。因此,個體HDL-C水平并不能解釋心血管疾病的風險及預(yù)期,全面了解HDL組分和功能,而非僅僅HDL-C 水平,能更好地探討動脈粥樣硬化性心血管疾病(Atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)的診斷靶標及治療策略。

1 高密度脂蛋白組分與ASCVD相關(guān)性

1.1 載脂蛋白與ASCVD 載脂蛋白(Apolipoprotein,Apo)是HDL的主要蛋白成分,其中占主要的是ApoA-Ⅰ(約占HDL總蛋白含量的70%)以及ApoA-Ⅱ(約占HDL總蛋白含量的20%),一些HDL顆粒還含有少量的其他載脂蛋白如ApoA-Ⅳ、ApoA-Ⅴ、ApoC、ApoD、ApoE、ApoJ和ApoL等。作為載脂蛋白占比最大的亞類,ApoA-Ⅰ與ATP結(jié)合盒A1(ABCA1)脂質(zhì)轉(zhuǎn)運體相互作用促進膽固醇外流,還與卵磷脂膽固醇脂?；D(zhuǎn)移酶(LCAT)相互作用促進膽固醇酯化,促使細胞磷脂和膽固醇轉(zhuǎn)移到ApoA-Ⅰ,最后完成小顆粒HDL向成熟HDL過渡,是HDL生物合成的初始步驟。成熟HDL運載膽固醇酯(CE)被肝臟HDL 受體, 即清道夫受體BI (SR-BI)選擇性攝取入肝細胞,在肝內(nèi)轉(zhuǎn)化成膽汁酸或直接以游離膽固醇形式外排到膽道。其次,血漿HDL-CE也可經(jīng)膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白(CETP)轉(zhuǎn)移至極低密度脂蛋白,進而轉(zhuǎn)為低密度脂蛋白進入肝細胞代謝,最后,機體通過HDL介導(dǎo)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運機制,將血管壁細胞的膽固醇轉(zhuǎn)運至肝臟外,從而發(fā)揮抗AS的心血管保護作用。流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn),循環(huán)ApoA-Ⅰ濃度與CAD風險及預(yù)期呈負相關(guān),且第一次ApoA-Ⅰ試驗表明,通過對機體輸注ApoA-Ⅰ Milano/磷脂復(fù)合物有可能會逆轉(zhuǎn)冠狀動脈粥樣硬化[3-4]。CSL112是一種人血漿源性載脂蛋白A-Ⅰ，旨在通過增加膽固醇外排來降低急性心肌梗死患者在指數(shù)事件后90d內(nèi)復(fù)發(fā)心血管事件的風險,已完成的2b期Apo-Ⅰ缺血綜合征Ⅰ事件減少(AEGIS-Ⅰ)臨床試驗表明,CSL112可穩(wěn)健且快速地增強膽固醇流出能力,抑制動脈粥樣硬化進展,進而改善ASCVD患者預(yù)后[5]。目前,隨著對載脂蛋白研究增加,更加明確載脂蛋白與ASCVD之間關(guān)系密切,是評價ASCVD風險及改善其預(yù)后的重要指標之一。

1.2 鞘氨醇-1-磷酸與ASCVD 鞘氨醇-1-磷酸(Phosphate-1-Sphingosine,S1P)是鞘磷脂中的一種生物活性代謝產(chǎn)物,也是HDL的主要組成成分,通過作用于內(nèi)皮細胞(ECs)上的鞘氨醇激酶受體1-3(S1PR1-3)激活一系列信號級聯(lián),從而在內(nèi)皮屏障維持、抗炎、抗氧化和血管生成中發(fā)揮重要作用,被認為是心血管疾病、缺血性中風、癌癥和2型糖尿病疾病的潛在治療性生物標記物[6]。當動脈粥樣硬化發(fā)生時,S1P通過激活S1PR1和S1PR3促進內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)表達,增加NO分泌,保護血管內(nèi)皮,起到抗動脈粥樣硬化作用。其次,HDL結(jié)合的S1P通過抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS),參與動脈粥樣硬化的炎癥過程。而HDL未結(jié)合的S1P[肝細胞核因子1a(HNF1a)-/-]則會失去這種酶的抑制作用,加速促炎及促動脈粥樣硬化發(fā)展,但可在重新加載S1P后恢復(fù)抗炎特性[7]。此外,還可由HDL相關(guān)的S1P通過激活S1PR2途徑抑制腫瘤壞死因子-α(TNF-α)信號傳導(dǎo),以及載脂蛋白M結(jié)合的S1P激活S1PR2介導(dǎo)的PI3K/Akt信號通路來抑制ECs中的炎癥。Feuerborn等[7]的相關(guān)研究對S1PR2缺陷的小鼠喂食西方飲食14周,發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性S1P升高可減少約一半的動脈粥樣硬化病變形成,主要機制可能與S1P降低白細胞對毛細血管壁的黏附,并降低內(nèi)皮對熒光標記的低密度脂蛋白的通透性等調(diào)節(jié)內(nèi)皮功能相關(guān)。因此,S1P通過介導(dǎo)受體途徑發(fā)揮抗動脈粥樣硬化及抗炎功能,與ASCVD密切相關(guān),是監(jiān)測及降低ASCVD風險的重要生物標記物,但基于人類研究和心血管疾病靶向試驗仍然相對匱乏,需要更多的臨床試驗數(shù)據(jù)來證明基于S1P的療法的可用性,這可能為其在心血管疾病中的未來應(yīng)用提供見解。

1.3 脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2與ASCVD 脂蛋白相關(guān)磷脂酶A2 (Lipoprotein-associated phospholipase A2,Lp-PLA2),亦稱血小板激活因子乙酰水解酶(PAF-AH),主要是從動脈粥樣硬化斑塊中釋放出的巨噬細胞和嗜中性白細胞,是高密度脂蛋白發(fā)揮酶活性功能的重要部分。Lp-PLA2發(fā)揮心血管保護作用的主要途徑是通過發(fā)揮其酶活性,在低密度脂蛋白中水解氧化磷脂生成脂質(zhì)促炎物質(zhì)(如無酯化氧化脂肪酸),產(chǎn)生一系列的炎癥反應(yīng)(如產(chǎn)生細胞因子和黏附因子、內(nèi)皮功能障礙和內(nèi)皮細胞死亡),其次,還通過與HDL結(jié)合形成HDL-Lp-PLA2復(fù)合物,使LDL的氧化磷脂失活從而發(fā)揮抗AS作用[8]。Wang等[9]的研究表明,冠心病患者血漿Lp-PLA2濃度與冠心病嚴重程度及不良心血管事件密切相關(guān),對臨床評估患者風險具有重要價值,且該研究采用線性相關(guān)分析來檢測血漿Lp-PLA2濃度與冠脈狹窄程度評分(Gensini評分)的相關(guān)性,從結(jié)果中收集到血漿Lp-PLA2濃度與Gensini評分呈正相關(guān),表明血漿Lp-PLA2濃度與冠狀動脈的嚴重程度成正比,這暗示了兩者對CHD風險評估的潛在應(yīng)用價值。不僅如此,在代謝綜合征(MetSynd)存在情況下,Lp-LPA2有助于CAD，并且可用作伴有MetSynd的CAD病例的預(yù)測因子[10]。Liu等[11]的通過研究小劑量葉酸對高同型半胱氨酸血癥冠心病患者LP-PLA2和收縮壓變異性的近期影響，發(fā)現(xiàn)較高劑量葉酸補充劑有益于增加ApoA、降低Lp-PLA2和改善收縮壓變化,從而改善患者預(yù)后。Baziar等[12]通過對2型糖尿病患者補充α硫辛酸的臨床試驗中觀察到,α硫辛酸可通過減少ox-LDL和Lp-PLA2的質(zhì)量并改善Lp-PLA2在2型糖尿病患者中脂蛋白之間的分布來降低CVD風險。因此,可推斷出Lp-PLA2與ASCVD患者兩者間關(guān)系密切,可作為新的血管炎性標志物,對ASCVD患者預(yù)后有重要意義。

2 高密度脂蛋白功能與ASCVD的相關(guān)性

2.1 膽固醇逆向轉(zhuǎn)運與ASCVD 膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(cholesterol reverse transport,RCT)被定義為膽固醇從外周組織細胞(包括動脈粥樣硬化斑塊中的泡沫細胞)中移出,隨后進入循環(huán),最終進入糞便排泄的過程。其中主要途徑包括細胞膽固醇從表達ABCA1的外周細胞流出到無脂/低脂的ApoA-I,新生HDL形成,LCAT對新生HDL中游離膽固醇(FC)的酯化,酯化膽固醇從HDL轉(zhuǎn)移到肝臟，HDL衍生的膽固醇以膽鹽形式排泄到膽汁的過程。研究發(fā)現(xiàn),通過RCT途徑增加膽固醇流量可以減少動物模型中的動脈粥樣硬化,雖然這些發(fā)現(xiàn)的臨床轉(zhuǎn)化速度很慢,但最近發(fā)表了一項使用綜合方法量化人類整個RCT途徑的研究,可能為詳細研究HDL對人類RCT和ASCVD的調(diào)節(jié)鋪平道路[13]。目前已提出三種強化RCT概念：(1)增加巨噬細胞內(nèi)膽固醇外溢,(2)提高HDL功能(即膽固醇吸收和轉(zhuǎn)運),(3)提高肝內(nèi)膽固醇吸收及膽汁排泄,發(fā)揮動脈粥樣硬化保護作用。研究發(fā)現(xiàn),一種通過激活T細胞受體(TCR)信號和T細胞的關(guān)鍵分子如淋巴細胞特異性蛋白酪氨酸激酶(LCK),對膽固醇逆向轉(zhuǎn)運會產(chǎn)生不利影響,從而在體外改善AS。Liu等[14]的研究通過將 LCK抑制劑注入小鼠喂食食物中發(fā)現(xiàn),小鼠內(nèi)動脈硬化斑塊不受食物中LCK抑制劑影響,進一步分析小鼠體內(nèi)斑塊含量后,發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)脂質(zhì)和巨噬細胞的積累減少,而膠原和平滑肌細胞的含量增加,表明抑制LCK可提高斑塊穩(wěn)定性,不僅如此,該研究還發(fā)現(xiàn)LCK抑制劑具有改善HDL的膽固醇外流能力,并上調(diào)脾臟中的RCT調(diào)節(jié)蛋白,發(fā)揮抗動脈硬化效能。雖然膽固醇逆向轉(zhuǎn)運通過促進膽固醇外排、巨噬細胞遷移抑制動脈粥樣硬化發(fā)展,進而改善ASCVD患者風險,但兩者之間聯(lián)系是復(fù)雜的,可能隨不同臨床表型及發(fā)展階段出現(xiàn)不同相關(guān)性,其具體機制仍需進一步研究。

2.2 膽固醇流出力與ASCVD 膽固醇流出力(Cholesterol efflux capacity,CEC)是血漿HDL膽固醇促進巨噬細胞內(nèi)膽固醇流出的能力,通過轉(zhuǎn)運蛋白從泡沫細胞中排泄膽固醇,不僅有效防止泡沫細胞的形成,還可起到減少炎癥的積極作用,被稱為RCT的“看門人”。CEC主要通過ABCA1和ABCG1介導(dǎo),其轉(zhuǎn)運機理對膽固醇排出有重要作用。例如,ABCA1-CEC是由小的前β-1高密度脂蛋白顆粒促進,且前β-1顆粒濃度與ABCA1-CEC之間存在著正相關(guān),即使在調(diào)整HDL-C、ApoA-Ⅰ和HDL顆粒數(shù)后也是如此。研究表明,CEC與未來的心血管事件呈負相關(guān),與HDL-C濃度和其他傳統(tǒng)心血管危險因素無關(guān),且CEC水平低的患者其復(fù)合心血管事件的發(fā)生率顯著增加,這種相關(guān)關(guān)系強于冠脈鈣化、冠心病家族史及高敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)等傳統(tǒng)風險因子[15]。Ye等[16]的薈萃分析中也表明CEC降低是冠心病的獨立危險因素,可預(yù)測冠心病患者的全因死亡率和心血管死亡率。但并非所有研究CEC與ASCVD事件相關(guān)性都顯示類似的結(jié)果,Parveen等[17]研究發(fā)現(xiàn)由HDL介導(dǎo)的膽固醇外排與臨床和亞臨床PAD事件并沒有顯著相關(guān)性。Tatjana等[18]的一項在533名CVD和2型糖尿病風險升高的患者隊列中,觀察到HDL-CEC與動脈粥樣硬化或CVD/CVE無關(guān),無論是在整個人群中還是在糖尿病前期患者中,其他HDL特征即ApoA-Ⅰ、HDL大小、HDL顆粒數(shù)等顯示出動脈粥樣硬化保護相關(guān)性。事實上,尤其是在2型糖尿病患者中,較高的ApoAⅠ和HDL-C濃度與(前期)糖尿病患者的心血管疾病較少相關(guān),與心血管疾病風險因素無關(guān),這是一個意外的觀察結(jié)果,可能與這些患者更強烈的心血管風險監(jiān)測和意識有關(guān)。因此,文獻中的復(fù)雜性和不一致的數(shù)據(jù)使得很難解釋HDL-CEC對CVD風險的確切影響,而CEC是否可以作為獨立于HDL的生物標志物用于ASCVD的風險預(yù)測仍然存在爭議。

3 “失功能”HDL

有證據(jù)表明,HDL功能障礙,而不是高密度脂蛋白水平的降低,與心血管疾病發(fā)病率和死亡率的增加相關(guān),且人群中ApoAⅠ、ABCA1、LCAT、對氧磷酶1(PON-1) 等基因多態(tài)性有可能直接改變HDL 結(jié)構(gòu)組成或抑制HDL 代謝途徑,致使 As 發(fā)生風險增加[19-20]。隨著近年越來越多的研究揭示,感染、糖尿病、冠心病、代謝綜合征等異常代謝下會引起機體慢性炎癥和急性期反應(yīng),導(dǎo)致HDL 的結(jié)構(gòu)修飾和組分改變,從而降低其正常生物學(xué)功能, 甚至轉(zhuǎn)變?yōu)椤笆Чδ蹾DL”[21]?！笆Чδ蹾DL ”表現(xiàn)為介導(dǎo)RCT、抗 氧化、抗炎、內(nèi)皮保護等功能降低或喪失, 以及促進血栓形成等,導(dǎo)致促As 效應(yīng)。HDL 功能喪失的程度可能因其生物活性蛋白質(zhì)降低及炎性物質(zhì)積累程度的不同而不同,例如：慢性炎癥時,HDL的結(jié)構(gòu)和循環(huán)水平發(fā)生深刻變化,其中PON1、ApoAⅠ、LACT和CETP的濃度降低,同時血清SAA濃度也會升高,所有這些變化都會影響膽固醇的細胞內(nèi)代謝,增加心血管疾病的風險。因此,探索慢性炎癥、異常代謝及疾病下的“失功能HDL”的機制及生物學(xué)活性改變對預(yù)防心血管事件意義重大。

4 高密度脂蛋白的治療應(yīng)用

4.1 藥物 早期很多如煙酸、貝特以及他汀類等傳統(tǒng)藥物應(yīng)用于臨床降低甘油三酯及低密度脂蛋白水平,并且增加HDL水平來抵抗動脈硬化進展。近年來HDL領(lǐng)域最有希望的藥物開發(fā)之一集中在CETP抑制上, CETP是一種含有476個殘基的親脂性糖蛋白,有助于將膽固醇酯和磷脂從保護動脈粥樣硬化的HDL轉(zhuǎn)運到致動脈粥樣硬化的低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白,而抑制CETP會導(dǎo)致HDL膽固醇升高和LDL膽固醇、甘油三酯降低,從而被認為是治療高脂血癥及其合并癥的良好靶點。為了驗證CETP抑制的治療潛力,幾項大型臨床試驗都隨之開展[2，22],但這比預(yù)期的更具挑戰(zhàn)性,雖然CETP抑制劑可以提高HDL膽固醇水平,但對于動脈粥樣硬化的發(fā)展以及疾病預(yù)后并沒有得到預(yù)期效果,最終,CETP抑制劑的治療以失敗而告終。其次,有學(xué)者關(guān)注傳統(tǒng)中藥對HDL結(jié)構(gòu)及功能的影響,Zhang等[23]發(fā)現(xiàn)健脾祛痰方藥可以糾正脾虛痰濁證小型豬“失功能HDL”的SAA、 ApoA-Ⅰ、PON1及S1P等結(jié)構(gòu)組分,助其恢復(fù)正常功能。

4.2 直接注入 除上述方法之外,還可以通過直接注入重組HDL、ApoAⅠ模擬肽和重組LCAT來作為治療靶點,目前在體外和臨床前動物模型中進行相關(guān)試驗,并獲得了顯著效果,如顯示可減少人類內(nèi)皮細胞中黏附分子表達的肽5A,或顯示可減少小鼠動脈粥樣硬化形成的載脂蛋白AⅠ模擬肽4F,以及具有抗氧化特性的嵌合高密度脂蛋白模擬肽HM-10/10[24-26]。在一項正在進行的重組LCAT相關(guān)Ⅱb期試驗中發(fā)現(xiàn),重組LCAT對于在家族性LCAT缺乏癥中用作酶替代品也很有吸引力,但其目標是預(yù)防這些患者腎病的發(fā)展和進展,對心血管疾病方面作用微弱[27]。除此之外,一種溴代烷和末端外蛋白(BET)的抑制劑——Apabetalone(RVX208),通過干擾組織乙?；瘉碚{(diào)節(jié)多個基因的表達,從而提高HDL-C和ApoA-Ⅰ水平,抑制動脈粥樣硬化的發(fā)展。在人類中,單獨使用Apabetalone治療可導(dǎo)致HDL-C和ApoA-Ⅰ水平適度升高,但也可降低CRP水平,然而,在最近一項對急性冠脈綜合征和2型糖尿病患者進行的Ⅱ期試驗中表明,與安慰劑相比,BET抑制劑的開發(fā)沒有減少臨床事件的發(fā)生[28]。因此,由于HDL 結(jié)構(gòu)組成的異質(zhì)性,以及在生理和不同病理條件下的代謝復(fù)雜性,目前對其動態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的研究還有待進一步的解析,以利于針對HDL的特征性變化開發(fā)靶向藥物;其次,在重組HDL、重組 ApoA-Ⅰ、ApoE 擬肽等的研發(fā)中如何獲得接近于天然功能、安全、穩(wěn)定、長效的生物制劑; 是否能設(shè)計靶向ABCA1、LCAT和SR-BⅠ等功能調(diào)節(jié)分子而改善HDL代謝,以及健全科學(xué)、實用的HDL功能與藥效評價體系方面,都還有許多工作亟待深入研究。

5 小結(jié)與展望

ASCVD是與脂質(zhì)代謝異常相關(guān)的一類疾病,雖然血漿HDL-C 水平一定程度上可反映膽固醇外流狀態(tài),目前仍是臨床CHD 風險評估的重要指標,但 HDL 的分子組成與功能、代謝及其分子調(diào)控是復(fù)雜的,既往研究表明,高密度脂蛋白與ASCVD之間存在U型相關(guān),但大量遺傳和藥物研究表明僅提高HDL的“量”而忽視其“質(zhì)”并未能取得理想的療效,也不能解釋動脈粥樣硬化性心血管疾病的風險及預(yù)期。因此,高密度脂蛋白功能或許是ASCVD事件的新研究方向,包括由HDL介導(dǎo)的膽固醇逆向轉(zhuǎn)運、膽固醇外流以及其他蛋白、脂質(zhì)(如ApoA-Ⅰ、Lp-PLA2、S1P)所發(fā)揮的抗動脈硬化、抗氧化和抗炎等作用,且已被證實在ASCVD患者中獲益。雖說從HDL水平假說跨越到HDL功能假說,對HDL研究已上升到一個新臺階,但關(guān)于HDL功能與動脈粥樣硬化性心血管疾病的關(guān)系,以及通過HDL作為治療靶點來進行預(yù)防和治療方面,國內(nèi)研究開展相對較少。因此,分析我國高密度脂蛋白功能及其各種亞類與ASCVD之間的作用機制,以及挖掘、建立用于 HDL 功能監(jiān)測的實用指標(如酶活性或亞類測定),以利于進行臨床風險分層及開發(fā)新的HDL 功能靶向療法,從而實現(xiàn)更好的心血管風險預(yù)測和疾病個體化臨床防治。