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脂代谢相关指标检测新技术与新认识

美国国家胆固醇教育计划-成人治疗专家组 (NCEP-ATP) 系列导则一直强调降低低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平对冠心病 (CHD) 预防的重要性。


新近公布的“2013 美国心脏病学会 (ACC)/美国心脏协会(AHA) 心血管风险评估指南”以动脉粥样硬化相关性事件 10 年风险作为首要关注对象,不再推荐具体的血脂治疗目标值,改为采用他汀治疗强度为治疗目标。


虽然新指南的发布引起了众多评论和质疑,但不可否认的是以往的具体的血脂治疗目标值缺乏广泛有力的证据,仅从血脂“量”的改变考虑心血管风险已显得差强人意。


当前,研究者对血脂、脂蛋白检测和临床意义的理解已从单一的、表面的“量的改变”逐渐地向多层次发展,更多地关注其“质”的变化、体内代谢相关的指标以及其基因分子水平的改变对疾病的影响。


一、脂蛋白“质”变标志物

脂蛋白的“质”通常表现在其颗粒大小、密度、数量、特性、组成和亚型等。

低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)具有明显的异质性,根据颗粒直径和密度不同分成大而轻低密度脂蛋白 (large buoyant LDL,lbLDL) 和小而密低密度脂蛋白(small dense LDL,sdLDL)。

小而密低密度脂蛋白胆固醇 (smaU dense LDL-cholesterol,sdLDL-C) 较 LDL-C 更易被氧化,促使泡沫细胞形成,是动脉粥样硬化 (atherosclerosis,AS) 发生的强危险因素,作为预测 CHD 的指标比 LDL-C 更敏感,也是稳定性冠心病突发急性冠状动脉事件的有效预测指标。


目前已推出可用自动生化分析仪直接定量检测 sdLDL-C 的均相酶法试剂盒。


除颗粒大小外,LDL 总颗粒数量 (LDL-particle,LDL-P) 与心血管疾病 (cardiovascular disease,CVD) 的风险评估的相关性已逐渐被重视。研究显示:许多个体内 LDL-C 和 LDL-P 存在不一致的现象,此时 LDL-P 对未来 CVD 事件的预测价值优于 LDL-C。


对 LDL-P 的检测所提供的信息将有助于降低 LDL-C 低水平的患者发生 CVD 事件的几率。目前对于 LDL-P 的检测主要依赖核磁共振技术。


LDL、脂蛋白 (a)[lipoprotein(a),Lp(a)] 的氧化修饰是 AS 病变发生的始动因素。临床研究发现高氧化低密度脂蛋白 (ox-LDL) 水平是 AS 发生的强危险因素,与疾病严重程度相关,ox-LDL 结合血脂、炎症指标可用于估评 AS 斑块稳定性。

ox-LDL 的检测方法有多种,如共轭双烯测定法、硫代巴比妥酸反应物质测定法,相对电泳迁移率测定法和目前较为广泛使用的基于 ox-LDL 抗体的酶联免疫吸附检测法。

高 Lp(a)已公认为 AS 性心、脑血管疾病的独立危险因素,本实验室建立了针对不同氧化位点的氧化脂蛋白 (a)[ox-Lp(a)] 检测法和能够同时检测人血清中 ox-Lp(a)和 ox-LDL 的高灵敏度、简单快速的化学发光成像免疫分析方法,并进行系列研究发现 CHD 患者经皮冠状动脉干预后 Lp(a)和 ox-Lp(a)水平升高,与 AS 病变严重程度、斑块稳定性密切相关,是 AS 发生的强危险因素。

高甘油三酯 (triglycerides,TG) 作为 AS 性 CVD 的强危险因素已得到公认,但测定总 TG 的缺陷在于不能将富含 TG 的脂蛋白中致病性和非致病性组分分开。


研究发现乳糜微粒 (chylomicrons,CM) 和新生的极低密度脂蛋白 (very low density lipoprotein,VLDL) 分解代谢产物残粒样颗粒(remnant lipoprotein,RLP)是具强致病性作用的组分。


RLP 易于被巨噬细胞吞噬,引起胆固醇脂的蓄积,转变为泡沫细胞,在 CHD 患者中显著升高,与疾病程度相关,是 CHD 的强危险因素。新近临床研究发现,与传统的胆固醇指标相比,RLP 是更有优势的预测儿童 CVD 发生的危险因素。

目前适用于临床实验室的 RLP 检测法根据 RLP 表面免疫学特性所建立,利用抗 ApoBlOO 抗体(针对非 ApoB48 的抗原位点)与 VLDL、LDL 等结合,抗 ApoAI 抗体与 HDL 和新合成的 CM 结合形成免疫复合物沉淀,测定留在溶液中未与抗 ApoBIOO 和抗 ApoAI 结合的 VLDL 和 CM 即为 RLP。

二、脂代谢相关标志物

对脂蛋白的新认识还体现在对脂代谢相关蛋白的分析。胆固醇酯转运蛋白 (cholesteryl ester transfer protein,CETP) 在胆固醇的逆向转运中起关键作用,介导脂蛋白间中性脂质转运,直接影响脂蛋白颗粒大小、组成和功能,与 sdLDL-C 的形成密切相关。

CETP 抑制剂,如 Torcetrapib、JTT2705 和 CETP 疫苗,可明显改变 HDL 和 LDL 亚型分布,提高血浆 HDL 水平和 LDL 颗粒的平均大小,减缓 AS 进程。


本课题组研究发现高脂血症患者血浆 CETP 水平显著升高,高水平 CETP 通过改变脂蛋白脂质组成促进 ox-LDL 水平增加,可反映冠状动脉病变程度、监控降脂效果,是 AS 良好的预测和病情监控指标。


对于 CETP 的检测包括浓度和活性的检测,浓度检测常用的方法为 ELISA 法。本实验室建立了以标记的胆固醇酯合成 HDL 样颗粒作为胆固醇酯供体,LDL 为受体的 CETP 活性测定法,该法灵敏、特异、简便,适于推广。

脂蛋白相关磷脂酶 A2(lipoprotein associated phospholipase A2,Lp-PLA2) 是与脂蛋白结合的磷脂酶家族成员之一。早期研究发现 Lp-PLA2 可水解血小板活化因子,减少炎症和血栓的形成。近年来研究表明 Lp-PLA2 可水解脂蛋白上的氧化卵磷脂,生成促炎因子,引发系列促 AS 反应,该作用居主导地位。

2010 美国心脏病学会基金会 (American College of Cardiology Foundation,ACCF)/AHA 无症状成年人心血管风险评估指南推荐 Lp-PLA2 应用于中度风险、无症状的成年人心血管风险评估。

2012 美国内分泌医师学会 (American Association of Clinical Endocrinologists,AACE) 血脂异常管理与动脉粥样硬化预防管理指南指出:Lp-PLA2 是一种重要的卒中和心血管事件的独立预测因子,特异性强,且不受肥胖影响,推荐为心脑血管疾病风险分层的重要检查项。

新近研究发现 Lp-PLA2 基因多态性与冠心病患者发生心血管急性事件密切相关。编码 Lp-PLA2 的基因 -PLA2G7 中的 rs1805017 和 rs13210554 位点对急性心肌梗死的发生具有重要的预测价值,不同基因的多态性与 Lp-PLA2 活性的升高或降低相关,提示针对 Lp-PLA2 基因水平的研究对 CVD 预测和早期诊断具有重要意义。

此外,研究发现,当给予 Lp-PLA2 的抑制剂 - darapladib 后,CHD 患者 Lp-PLA2 水平显著降低,斑块坏死面积明显减小,提示 Lp-PLA2 是冠心病的潜在治疗靶点,为动脉粥样硬化的预防与治疗开辟了一条新途径。


Lp-PLA2 的浓度检测常用方法为 ELISA 法和免疫增强比浊法;活性测定常采用血小板活化因子为反应底物,比色法检测 Lp-PLA2 酶活性。


血浆视黄醇结合蛋白 4(retinol binding protein 4,RBP4) 属于脂溶性维生素运载蛋白家族,其主要功能为结合、转运维生素 A(视黄醇);因其主要在肝脏合成,在肾小管被重吸收和分解,早期被作为临床肝肾功能早期损害的有效指标。

新近研究证实 RBP4 是一种新型的脂肪源性细胞因子,参与肥胖、胰岛素抵抗发生机制,与多种公认的致 AS 脂蛋白,如 sd-LDL-C、ox-LDL 等及脂质代谢过程中的酶类密切相关,可能通过调节脂质代谢,参与 AS 的发生发展,血浆 RBP4 升高是 AS 性疾病潜在的危险指标。

在 CVD 患者中,RBP4 与一些传统的 CVD 危险因素,如血脂、体重、年龄等显著相关。特别对于女性人群,研究发现血浆总 RBP4 水平升高是 CVD 发生的独立预测因子。用于 RBP4 检测的方法主要有免疫透射分析法和 ELISA 法。


三、脂蛋白相关分子标志物

随着分子生物学的不断发展,对脂蛋白的认识逐渐深入到分子领域。研究证实很多与脂蛋白相关的易感基因、DNA 甲基化和微小核糖核酸 (micro ribonucleic acid.miRNAs) 水平在 CVD 中发生了显著变化,为临床提供在疾病症状出现之前做出诊断的可能,有助于识别潜在高危人群,进行个体化区别治疗。

AS 性疾病中存在变化显著的易感基因,特别是一些与血脂代谢紊乱相关的易感基因:如 CETP、多肽 -N- 乙酰氨基半乳糖转移酶(GALNT2)、载脂蛋白 E(ApoE)、载脂蛋白 B(ApoB)、类维生素 AX 受体 (RXRG) 等,与 AS 性疾病的发生密切相关。易感基因检测通常采用基因芯片技术或超高通量单核苷酸多态性分型技术。

DNA 的甲基化是发生在 CpG 二核苷酸上的对胞嘧啶的共价修饰,可抑制基因转录,影响基因表达。


研究发现 DNA 甲基化谱的改变是潜在的 AS 的早期标志物,亦可能是 AS 形成的原因之一,与 CVD 及其危险因素密切相关,尤其是一些与血脂代谢相关的特异基因 DNA 甲基化,如在 CHD 患者中 ATP 结合盒 A1(ABCAI) 甲基化水平降低;


在家族性高胆固醇血症患者中脂蛋白酯酶(LPL)甲基化水平与 HDL-C 显著正相关,CETP 甲基化水平与 LDL-C 水平呈显著负相关。近年来涌现了多种 DNA 甲基化检测技术,如高效液相法,高效毛细管电泳法等,甲基化检测的甲基化特异性 PCR,重亚硫酸盐测序法,甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分析法和焦磷酸测序法等。

miRNA 是近年来广为关注的基因表达调控因子。已发现多种 miRNA 参与调节脂质合成、分解及转运等过程,在血脂异常患者中表达量发生变化,在脂质代谢相关疾病中发挥重要作用,如 miR-33、miR-122、miR-30c、miR-144 等。此外,脂蛋白可能是 miRNA 在血浆中运输的重要载体之一。

血浆 miRNA 可与 HDL 或 LDL 结合,研究显示家族性高胆固醇和急性冠状动脉综合征患者 HDL 结合的 miRNA 与正常人显著不同,提示在不同的疾病条件下,脂蛋白运载的 miRNA 具有特异性,可能与其特有的功能相关。以上研究提示 miRNA 与脂蛋白和脂代谢密切相关,然而,目前关于 CVD 血脂异常危险分层人群血浆 miRNA 表达谱的研究尚未见他人报道。

本实验室发现不同 CVD 危险分层人群血浆 miRNA 表达存在显著差异,血浆 miR-186、miR-208b、miR-499 和 miR-146a 可明显区分 CVD 危险分层的高、中、低危人群,可反映 AS 病变严重程度,与脂质代谢紊乱过程密切相关,这些特异 miRNA 可望作为 CVD 危险评估与分层的潜在生物标志物。目前 miRNA 检测方法包括诺瑟杂交 (Northern Blot)、微阵列芯片、微球和实时荧光定量 PCR 等技术。

随着代谢组学的发展,脂质组学已成为该领域的一个新的研究热点,近年来更多的研究关注其与脂质代谢异常相关疾病的关系,如 CVD、糖尿病、肥胖和阿尔兹海默症等。

Stegemann 等对人血浆中脂质进行研究,发现多种非传统危险因素的脂质与 CVD 发生风险密切相关,有望进一步完善现有 CVD 危险评估系统。质谱技术是脂质组学领域中最核心的研究手段,能对各种脂质进行高分辨率、高灵敏度、高通量的分析,已展现出广泛的应用前景。

四、小结

综上所述,随着科学技术的发展和新检测方法、平台的建立,对脂蛋白的认识更加全面、深入。脂蛋白“质”的改变,其体内代谢相关蛋白及基因分子水平的改变已引起研究者的广泛重视。相信在不久的将来,随着对脂蛋白和 CVD 研究的深入,检测方法的不断改进和优化,更多的 CVD的危险评估、早期诊断、预防指标的临床价值将进一步确认,更科学、全面和合理的 CVD危险评估指南也将推出,为 CVD 防治开辟新途径。

文章摘自《中华检验医学杂志》2014年7月第37卷第7期 P481 - 483

文章作者:宋佳希 汪俊军

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