脂肪酸結(jié)合蛋白在疾病診斷中價(jià)值研究進(jìn)展

孫啟天 高 宇

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科，河北 承德 067000)

自20世紀(jì)70年代美國加利福尼亞大學(xué)的研究者首先在腸黏膜中發(fā)現(xiàn)脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)開始，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)9種類型，分布于不同組織中，它們?yōu)椋焊涡?L-)、小腸型(I-)、心型(H-)、脂肪細(xì)胞型(A-)、表皮型(E-)、回腸型(IL-)、腦型(B-)、髓磷脂型(M-)、睪丸型(T-)。不同類型的FABP在不同疾病中有不同的意義。本文就FABP對疾病的診斷價(jià)值作一綜述。

1 生化結(jié)構(gòu)及生物學(xué)特性

FABPs分子量為14～16 kD，包含126～134個(gè)氨基酸序列，F(xiàn)ABPs的空間三級結(jié)構(gòu)上有許多相似之處，由10個(gè)反平行的β-折疊形成的折疊桶和2個(gè)短的α螺旋構(gòu)成，F(xiàn)ABPs配體結(jié)合在β折疊桶內(nèi)，折疊桶內(nèi)的空洞充滿水,水分子置換脂肪酸,維持空洞蛋白穩(wěn)定性，整個(gè)空間結(jié)構(gòu)由氫鍵維持。所有的FABPs基因都是由3個(gè)內(nèi)含子和4個(gè)外顯子構(gòu)成，近幾年,人們又發(fā)現(xiàn)I-FABP基因第2外顯子54位點(diǎn)存在A/T單個(gè)氨基酸突變,為Ala54Thr，即I-FABP具有單核苷酸多態(tài)性。

FABPs參與脂質(zhì)代謝和調(diào)控基因表達(dá)。大部分細(xì)胞中的FABPs和脂酸代謝強(qiáng)度呈一定比例，它們通過選擇性配體同長鏈脂肪酸結(jié)合，靶細(xì)胞的不同需求可能決定其和配體結(jié)合的親和性和選擇性，如B-FABP對長鏈脂肪酸如二十二碳六烯酸有高度選擇性，L-FABP對溶血磷脂、血紅素有很強(qiáng)的結(jié)合力。FABP可以促進(jìn)脂質(zhì)向細(xì)胞內(nèi)特定部位轉(zhuǎn)運(yùn)，參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)信號的傳遞，線粒體脂酸的氧化，細(xì)胞外自分泌及旁分泌信號的產(chǎn)生，F(xiàn)ABP也與脂滴的儲存、細(xì)胞膜的合成與穩(wěn)定有關(guān)。此外，F(xiàn)ABP可以參與脂肪酸向花生酸類中間體的形成，有助于穩(wěn)定白三烯，此外也有報(bào)道〔1〕指出脂肪細(xì)胞中的激素敏感脂肪酶(HSL)同A-FABP和E-FABP之間存在蛋白間的相互作用。

2 H-FABP在疾病診斷中的應(yīng)用

2.1H-FABP在心肌梗死早期診斷中的應(yīng)用 H-FABP主要表達(dá)于心肌細(xì)胞中，是維持心肌穩(wěn)定的重要物質(zhì)，心肌中50％～80％的能量是脂質(zhì)氧化提供的，當(dāng)心肌細(xì)胞損傷時(shí)，H-FABP可釋放入血，它通過組織間隙的速度要大于肌鈣蛋白，在心肌損傷癥狀出現(xiàn)后的90 min后就可以升高，6 h內(nèi)達(dá)到高峰。Viswanathan等〔2〕將1 080例疑似急性冠脈綜合征(ACS)患者作為研究對象，排除ST段抬高及左束支傳導(dǎo)阻滯外共有955例患者參與，分別檢測其肌鈣蛋白和H-FABP，分析結(jié)果得H-FABP升高在診斷ACS及判斷預(yù)后的價(jià)值要高于肌鈣蛋白，即使心肌未發(fā)生明顯壞死，也可以作為診斷ACS的標(biāo)志物。Orak等〔3〕將83例胸痛患者分為兩組，一組診斷為ACS患者，另一組診斷為非心臟病相關(guān)的胸部疼痛患者，測量所有患者靜脈血的H-FABP，肌鈣蛋白Ⅰ和肌酸肌酶同Ⅰ酶(CK-MB)，發(fā)現(xiàn)在急診胸痛患者中，H-FABP在診斷早期ACS時(shí)比肌鈣蛋白和CK-MB更為敏感。且H-FABP濃度與心功能級別呈正相關(guān)〔4〕。Cubranic等〔5〕也肯定了H-FABP在早期心肌梗死診斷中的作用。

2.2H-FABP在肺梗死診斷及預(yù)后評估中的應(yīng)用 早期的研究已經(jīng)證實(shí)右心室功能不全是判斷急性肺梗死患者預(yù)后的重要因素，因此，能夠早期發(fā)現(xiàn)右心室功能不全成為急性肺梗死危險(xiǎn)分層和管理的關(guān)鍵，除了利用超聲心動圖、胸部CT評估右心室大小及功能外，近來的研究主要集中在心臟標(biāo)志物上。H-FABP在判斷心肌損傷上較為敏感，因此也有可能應(yīng)用在肺梗死的診斷上。Boscheri等〔6〕將101例被確診為急性肺動脈栓塞患者作為研究對象，且這些患者滿足右心室超負(fù)荷，沒有低血壓及休克發(fā)生的條件。在第一時(shí)間檢測所有患者的H-FABP和其他一些心臟標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)14例H-FABP值有意義，其中10例在院期間病情惡化，8例死亡，而87例H-FABP無意義的患者中沒有死亡或病情惡化的病例，將結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行多變量分析，得出結(jié)論H-FABP是肺梗死死亡率獨(dú)立的預(yù)測因子。Gul等〔7〕也對61例確診為肺梗死的患者血液樣本H-FABP、肌鈣蛋白評估，并在患者出院后30 d內(nèi)隨訪，證實(shí)了H-FABP陽性預(yù)示患者預(yù)后不良。在腦組織中有B-FABP、H-FABP表達(dá)，B-FABP對大腦成熟起重要作用，但只在未成熟的膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)表達(dá)。H-FABP的敏感性要高于B-FABP，在缺血性腦卒中發(fā)生2 h后就可以升高，因此在排除ACS的情況下H-FABP可以作為缺血性腦卒中的診斷指標(biāo)。

2.3I-FABP在腸缺血診斷中有重要意義 I-FABP主要位于小腸上皮的腸黏膜纖毛上，占細(xì)胞蛋白總量的3％左右。在小腸中，有3種FABPs：L-FABP、I-FABP和IL-FABP。L-FABP主要分布在小腸近端，IL-FABP分布于小腸遠(yuǎn)端，I-FABP遍布于整個(gè)小腸，但是遠(yuǎn)端較為豐富。腸道黏膜層對缺血缺氧非常敏感，在腸缺血缺氧的早期就可以出現(xiàn)病理生理變化，并釋放I-FABP，I-FABP分子量小，且缺血時(shí)細(xì)胞膜通透性變大，因此入血速度快，在腸損傷還處于可逆狀態(tài)時(shí)就可以在血清中檢測出來。除了腸缺血I-FABP還可以作為回腸炎、潰瘍性結(jié)腸炎診斷的標(biāo)志物。I-FABP的血清水平，可用于評估急性胰腺炎患者腸功能障礙和疾病的嚴(yán)重程度〔8〕。

2.4FABPs與脂代謝及動脈粥樣硬化 FABPs與脂肪的攝取、運(yùn)輸及代謝有著密切的關(guān)系。研究人員〔9〕應(yīng)用蛋白組學(xué)方法檢測299人的血清A-FABP，其中包括超重/肥胖者，采用橫貫面研究，調(diào)整年齡和性別后得超重/肥胖者血清A-FABP濃度高于正常人，且A-FABP同體重指數(shù)、腰圍、血壓、血脂、空腹胰島素和胰島素抵抗指數(shù)(HOMA-IR)正相關(guān)。Tso等〔10〕對544例非糖尿病(DM)中國人進(jìn)行10年前瞻性研究，通過測量血清中A-FABP 的濃度，證實(shí)了血清中A-FABP 的濃度能預(yù)示中國人2型DM的發(fā)展。另一項(xiàng)對中國非DM人群5年的追蹤研究也認(rèn)為血清中高A-FABP可以獨(dú)立于肥胖和IR預(yù)測代謝綜合征的發(fā)展〔11〕。

I-FABP基因多態(tài)性與胰島素抵抗(IR)和脂質(zhì)代謝的關(guān)系,可能是脂代謝紊亂發(fā)生的遺傳易感因素之一。一項(xiàng)薈萃分析〔12〕也試圖揭示I-FABP Ala54Thr基因多態(tài)性與空腹血脂的關(guān)系，研究人員將年滿18歲的成年人作為研究對象，并設(shè)定了總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白為血脂參數(shù)，通過多項(xiàng)研究的統(tǒng)一分析，得出結(jié)論認(rèn)為I-FABP Ala54Thr基因多態(tài)性的Thr54等位基因可以導(dǎo)致總膽固醇、低密度脂蛋白升高，高密度脂蛋白降低。這可能是因?yàn)镕ABP2基因變異后編碼的蛋白對脂肪酸吸收增加，從而導(dǎo)致脂代謝異常。

胚胎時(shí)期，胎盤勻漿中高表達(dá)L-FABP和妊娠期DM的發(fā)生有關(guān)，L-FABP的基因多態(tài)性也可造成女性中甘油三酯升高〔13〕。尿液中的高L-FABP也是高血壓及冠狀動脈疾病的高危因素。

Einarson等〔14〕對15 592例患者，11篇論文進(jìn)行薈萃分析，發(fā)現(xiàn)餐后血糖水平和頸動脈內(nèi)膜中層厚度(CIMT)，與不良心血管事件有顯著關(guān)系。Karbek等〔15〕證實(shí)了H-FABP和CIMT正相關(guān)，且可作為糖代謝障礙患者動脈內(nèi)膜厚度及動脈粥樣硬化標(biāo)志。動物實(shí)驗(yàn)〔16〕證明E-FABP、A-FABP和動脈粥樣硬化形成發(fā)揮了重要作用。Agardh等〔17〕收集了一些因頸動脈狹窄而行動脈內(nèi)膜切除術(shù)的手術(shù)標(biāo)本，應(yīng)用基因表達(dá)譜和定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)的方法進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)A-FABP在有癥狀患者比缺乏相應(yīng)癥狀的患者在手術(shù)切除的組織中表達(dá)更高且其高表達(dá)可能增加血管不穩(wěn)定斑塊的形成這可能是因?yàn)镋-FABP、A-FABP可以表達(dá)在巨噬細(xì)胞上促進(jìn)泡沫細(xì)胞的形成，且A-FABP與高血壓、IR的關(guān)系，也促進(jìn)了動脈硬化的形成〔18〕。A-FABP對心血管危險(xiǎn)因素的增加可能會誘發(fā)冠狀動脈性疾病，von Eynatten等〔19〕測定1 069例冠狀動脈心臟疾病患者血清A-FABP水平，并進(jìn)行10年的前瞻性研究，將結(jié)果進(jìn)行多變量分析，認(rèn)為A-FABP水平與冠狀動脈心臟疾病的患者長期預(yù)后有關(guān)，且參與調(diào)節(jié)動脈粥樣硬化形成。

2.5FABP在腫瘤診斷中的應(yīng)用 大部分FABPs同腫瘤有密切的關(guān)系，一般組織中FABPs間存在平衡關(guān)系，一旦發(fā)生腫瘤，這種平衡會被打破，F(xiàn)ABPs間會形成新的比例關(guān)系。

研究人員利用蛋白質(zhì)組學(xué)分析和細(xì)胞芯片技術(shù)研究結(jié)直腸癌的蛋白標(biāo)志時(shí)，發(fā)現(xiàn)L-FABP在結(jié)直腸癌中的表達(dá)隨著腫瘤分化程度的降低而降低，因而認(rèn)為L-FABP可以作為結(jié)直腸癌的分化標(biāo)志〔20〕，L-FABP的陰性表達(dá)意味著已經(jīng)發(fā)生淋巴轉(zhuǎn)移或其他不良情況，導(dǎo)致結(jié)直腸癌患者生存率的下降。Sharaf等〔21〕將胰腺癌患者按有無DM分組，并和正常人切除的組織相互比較發(fā)現(xiàn)L-FABP在胰腺癌中呈高度表達(dá)，并且有DM患者中的表達(dá)最高，這說明L-FABP與胰腺癌、DM合并胰腺癌都相關(guān)。

B-FABP除了和腦部腫瘤的形成發(fā)展密切相關(guān)外，有研究人員將腎癌組織與非癌變的腎臟組織B-和L-FABP進(jìn)行配對比較，進(jìn)行定量RT-PCR、免疫組織化學(xué)和免疫印跡分析，發(fā)現(xiàn)腎癌組織中B-FABP表達(dá)增加,認(rèn)為B-FABP和腎癌的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，其表達(dá)隨著腫瘤的分級分期的增高而增高〔22〕。

T?lle等〔23〕在研究FABPs和泌尿系腫瘤的關(guān)系時(shí)對9株腎癌細(xì)胞，7株膀胱癌細(xì)胞，5株前列腺癌細(xì)胞分別進(jìn)行比較，并使用RT-PCR和Western印跡法得到不同樣本的FABPs，結(jié)果顯示：腎細(xì)胞癌的細(xì)胞株表達(dá)L-H-B-FABP，膀胱癌細(xì)胞株發(fā)現(xiàn)有6株表達(dá)A-FABP，3株表達(dá)H-FABP，前列腺癌細(xì)胞株中A-EFABP表達(dá)大幅減低，B-FABP mRNA及蛋白質(zhì)僅在前列腺癌細(xì)胞株(22RV)-1細(xì)胞中表達(dá)，而IL-FABP則過度表達(dá)，這可能是因?yàn)镕ABPs在腫瘤中表達(dá)的具體規(guī)律尚不明確，在不同癌細(xì)胞之間，同種癌細(xì)胞不同細(xì)胞株間表達(dá)有所不同，具體的規(guī)律還需要進(jìn)一步研究和大量文獻(xiàn)證實(shí)。

綜上，F(xiàn)ABP廣泛存在于多種組織中，與疾病的關(guān)系密切，通過檢測其在細(xì)胞、組織、體液中的含量變化，可以作為腫瘤及其他疾病的診斷及判斷預(yù)后的指標(biāo)。

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