結(jié)合珠蛋白基因多態(tài)性與冠心病的相關(guān)性

鄧國(guó)祥 綜述，秦 儉 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科 400016)

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結(jié)合珠蛋白基因多態(tài)性與冠心病的相關(guān)性

鄧國(guó)祥 綜述，秦 儉 審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心血管內(nèi)科 400016)

結(jié)合珠蛋白； Hp2-2基因型； 冠心病

血漿結(jié)合珠蛋白(Hp)是由Polonovski和Jayle于1938年發(fā)現(xiàn)并命名的，屬于急性時(shí)相蛋白家族成員之一，其最具特點(diǎn)的功能是可以與游離血紅蛋白(Hb)結(jié)合，并通過(guò)巨噬細(xì)胞上的清道夫受體CD163介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)行降解[1-2]。Hb中釋放出來(lái)的游離鐵和亞鐵血紅素可參與氧化反應(yīng)，并導(dǎo)致機(jī)體組織的損傷。因此，Hp對(duì)Hb的清除起著抗氧化劑的作用，是人體的保護(hù)因素之一。近年研究發(fā)現(xiàn)Hp具有不同基因型，且不同基因型的Hp所具有的保護(hù)能力不同，其中以Hp2-2基因型最弱。攜帶有Hp2-2基因型的個(gè)體更易發(fā)生冠心病，在合并糖尿病的患者尤為明顯。此外，人們還發(fā)現(xiàn)Hp2-2基因型與冠心病的多種危險(xiǎn)因素有關(guān)，如糖尿病、高血壓、血脂異常等。下面就Hp的基因型與結(jié)構(gòu)、Hp2-2基因型及其蛋白產(chǎn)物與冠心病的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 Hp基因型與冠心病

1.1 Hp的基因型與結(jié)構(gòu) Hp基因位于常染色體16q22，在人類有兩種主要的等位基因，即Hp等位基因1和Hp等位基因2，最終形成3種不同的基因表型：純合子形成Hp1-1和Hp2-2，雜合子形成Hp2-1。Hp等位基因1為人類和動(dòng)物所共有的，而Hp等位基因2僅存在于人類[3]。Hp合成時(shí)為單條多肽鏈，之后被裂解為具有氨基端的輕α鏈和有羧基端的重β鏈，并由二硫鍵連接在一起形成Hp蛋白。Hp1-1和Hp2-2的β鏈大小相等，相對(duì)分子質(zhì)量為45×103。然而α鏈的大小則不相等，Hp1所形成的α鏈相對(duì)分子質(zhì)量為9×103，因?yàn)榈任换?序列更長(zhǎng)，所以Hp2產(chǎn)生的α鏈更長(zhǎng)[4]。Hp2形成的α鏈相對(duì)分子質(zhì)量則為16×103[5]。不同基因型之間在蛋白產(chǎn)物的形態(tài)上也各不相同，Hp1-1形成二聚體，Hp2-1形成線性聚合物，而Hp2-2則形成環(huán)狀聚合物。

1.2 Hp2-2基因與冠心病

1.2.1 Hp2-2基因與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化病理改變 冠狀動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)復(fù)雜的病理過(guò)程，包括了粥樣斑塊的形成和局部炎性反應(yīng)等。一項(xiàng)有關(guān)Hp基因型對(duì)小鼠動(dòng)脈瘤形成影響的動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，從人為造成小鼠的血管壁退化和高血壓形成開始，Hp2-2轉(zhuǎn)基因小鼠的動(dòng)脈瘤比Hp1-1野生型小鼠增大更加明顯，而且浸潤(rùn)到動(dòng)脈瘤壁內(nèi)的巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯增加[6]。Krishnan等[7]研究了合并外周動(dòng)脈粥樣硬化的糖尿病患者經(jīng)皮腔內(nèi)斑塊旋切術(shù)取得的斑塊，并與Hp1-1和Hp2-1基因型(對(duì)照組)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)Hp2-2基因型患者斑塊內(nèi)出血、斑塊內(nèi)鐵含量均明顯增加，而斑塊內(nèi)CD163的表達(dá)卻明顯降低；具有致炎作用的血紅素加氧酶-1、髓過(guò)氧化物酶含量也明顯增加，而具有抗炎作用的白介素10及其基因表達(dá)卻明顯降低。以上研究結(jié)果均表明，Hp2-2基因在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過(guò)程中不僅具促炎作用，而且加速冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的形成。

1.2.2 Hp2-2基因與冠心病嚴(yán)重程度 劉海波等[8]對(duì)我國(guó)冠心病易感性與結(jié)合珠蛋白基因多態(tài)性進(jìn)行了關(guān)聯(lián)性研究，該研究中包含了經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影確診的189例冠心病患者(冠心病組)和242例冠狀動(dòng)脈正常者(對(duì)照組)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)冠心病組中Hpl-1、Hp2-1及Hp2-2基因型頻率分別為6.88%、39.15%及53.97%，對(duì)照組中Hp1-1、Hp2-1及Hp2-2基因型頻率分別為12.8%、52.1%及35.1%，冠心病組中Hp2-2基因型的頻率顯著高于對(duì)照組，表明Hp2-2基因與冠心病的發(fā)生有關(guān)。Amira等[9]也對(duì)400例冠狀動(dòng)脈造影的患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在冠狀動(dòng)脈狹窄率大于50%或多支血管病變的嚴(yán)重冠心病患者中以Hp2-2基因型攜帶者最多，比例達(dá)到了73.83%。而在冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果正?；蚬跔顒?dòng)脈狹窄率小于50%的患者中則以Hp1-1基因攜帶者為主，其比例為42.86%，表明Hp2-2基因可能與嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈病變有關(guān)。

1.2.3 Hp2-2基因與糖尿病患者冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn) 多項(xiàng)研究表明，攜帶有Hp2-2基因型的糖尿病患者冠心病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)大大增加。Mikael等[10]對(duì)226例64歲的女性糖尿病患者進(jìn)行頸動(dòng)脈超聲研究，發(fā)現(xiàn)攜帶Hp2-2基因型患者的頸動(dòng)脈粥樣斑塊發(fā)生率和頸動(dòng)脈內(nèi)膜中膜厚度均高于Hp2-1和Hp1-1基因型患者。說(shuō)明Hp2-2基因有促進(jìn)糖尿病患者動(dòng)脈粥樣硬化形成的作用，提示前者可能與糖尿病患者冠心病的發(fā)生有關(guān)。Levy等[11]通過(guò)病例對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，Hp2-2基因型的糖尿病患者發(fā)生冠心病的風(fēng)險(xiǎn)較Hp1-1基因型者高出3～5倍。另一項(xiàng)來(lái)自Costacou等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，Hp2-2基因型的1型糖尿病患者較Hp1-1基因型患者有高出2倍的冠心病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。不僅如此，糖尿病患者冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)還與Hp2-2基因型和糖化血紅蛋白濃度(HbA1c)密切相關(guān)。Cahill等[13]對(duì)已知冠心病風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分層分析的結(jié)果顯示，在HbA1c≥6.5%的患者中，HP2-2基因型患者的冠心病相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)為10.12，而在HbA1c<6.5%的患者中并未發(fā)現(xiàn)與Hp基因型相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。在攜有Hp2-2基因型且HbA1c升高的女性患者中，冠心病事件的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)是攜帶Hp1等位基因且HbA1c<6.5%患者的10.72倍。

2 Hp基因型與冠心病危險(xiǎn)因素

2.1 Hp基因型與糖尿病 Ahmad等[14]對(duì)206例病程超過(guò)5年的2型糖尿病患者和114例健康人(對(duì)照組)進(jìn)行了Hp基因型研究，發(fā)現(xiàn)Hp2-1基因頻率為33.9%，對(duì)照組為47.3%。而Hp2-2基因型在2型糖尿病患者中的頻率則高達(dá)61.1%，較對(duì)照組49.1%明顯增高，表明Hp2-2基因是2型糖尿病的主要易感基因。Shi等[15]也對(duì)我國(guó)北方漢族2型糖尿病患者和糖耐量正常者進(jìn)行Hp2-2基因型與糖尿病發(fā)病率的關(guān)系進(jìn)行了關(guān)聯(lián)性研究，結(jié)果提示2型糖尿病組和糖耐量正常組的Hp基因型分布均符合哈代-溫伯格平衡定律，其中2型糖尿病患者中的Hp基因型頻率為：Hp2-2 51.7%，Hp2-1 39.7%,Hp1-1 8.6%，糖耐量正常組為：Hp2-2 44.1%，Hp2-1 45.1%,Hp1-1 10.9%，2型糖尿病患者的Hp2-2基因頻率明顯高于對(duì)照組，表明Hp2-2基因型是中國(guó)北方漢族人患2型糖尿病的危險(xiǎn)因素。

2.2 Hp基因型與高血壓 相繼來(lái)自巴西的2份調(diào)查報(bào)告顯示,Hp基因型與高血壓的發(fā)生有關(guān)。其中1份顯示攜帶Hp 2-1基因型的2型糖尿病患者的平均收縮壓為(147.5±18.1)mm Hg，舒張壓為(89.6±16.2)mm Hg。Hp1-1和Hp2-2患者的平均收縮壓分別為(137.7±18.9)mm Hg，(137.7±20.1)mm Hg；舒張壓分別為(81.9±9.5)mm Hg，(81.8±11.4)mm Hg，可以看出Hp 2-1基因型患者的平均收縮壓和舒張壓均高于其他兩種基因型；且其中發(fā)生難治性高血壓的患者數(shù)量約為其他表型的2倍[16]。另一份報(bào)告顯示Hp1-1基因型與個(gè)體發(fā)生原發(fā)性高血壓有關(guān)，而Hp2-2基因型則可以降低原發(fā)性高血壓的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[17]。雖然這些關(guān)于Hp基因多態(tài)性在高血壓發(fā)病作用的報(bào)道并非一致，但仍提示Hp基因可能與高血壓的發(fā)生有關(guān)，尚待更多的前瞻性研究加以證實(shí)。

2.3 Hp基因型與血漿低密度脂蛋白(LDL)Cahill等[13]在《美國(guó)護(hù)士健康研究》中發(fā)現(xiàn)，血漿LDL濃度在Hp1-1基因型攜帶者為(133±3)mg/dL，Hp2-1基因型攜帶者LDL濃度為(140±2) mg/dL，Hp2-2基因型攜帶者LDL濃度為(143±2) mg/dL，顯示Hp2-2基因型攜帶者血漿LDL濃度最高。但亦有研究觀察到Hp2-1患者的LDL水平較其他兩種基因型有明顯增高[18]。表明迄今就Hp基因與LDL濃度之間的關(guān)系目前尚無(wú)定論，有待進(jìn)一步深入研究。

3 Hp2-2基因型蛋白產(chǎn)物與冠心病危險(xiǎn)因素

3.1 Hp2-2蛋白與高密度脂蛋白(HDL)功能 在循環(huán)中，HDL介導(dǎo)的膽固醇逆向運(yùn)輸作用可以減少體內(nèi)膽固醇的蓄積，該作用主要依賴于卵磷脂膽固醇脂?；D(zhuǎn)移酶(LCAT)將膽固醇轉(zhuǎn)化為膽固醇酯類[19]。LCAT需要與載脂蛋白A1(ApoA1)上的氨基酸殘基結(jié)合后才能激活，而Hp-Hb復(fù)合物可以與HDL中的ApoA1結(jié)合，然后使ApoA1上的LCAT結(jié)合部位發(fā)生氧化損傷，導(dǎo)致LCAT不能與ApoA1正常結(jié)合，從而使LCAT激活受阻，進(jìn)一步影響HDL的成熟，并減弱其促進(jìn)膽固醇逆向轉(zhuǎn)運(yùn)的能力。此外，由于ApoE與ApoA1中Hp的結(jié)合區(qū)域有相似的氨基酸序列，因此，Hp-Hb復(fù)合物也能與ApoE結(jié)合。同樣該結(jié)合會(huì)抑制ApoE對(duì) LCAT的活化，進(jìn)而使膽固醇的酯化受阻，膽固醇的逆向轉(zhuǎn)運(yùn)減少[20]。Asleh等[21]將Hp1-1、Hp2-2及Hp基因敲除小鼠個(gè)體的血漿分別與125I-Hb進(jìn)行體外孵化，然后評(píng)估HDL免疫沉淀物的放射性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)Hp2-2個(gè)體血漿中125I-Hb相關(guān)性HDL水平較Hp1-1個(gè)體明顯增加，而在Hp基因敲除的小鼠體內(nèi)卻沒(méi)有發(fā)現(xiàn)125I-Hb相關(guān)性HDL。表明Hp是一種HDL相關(guān)蛋白，為Hb與HDL結(jié)合的主要中介物質(zhì)。該研究還發(fā)現(xiàn)，HDL亦與活性鐵介導(dǎo)的氧化反應(yīng)有關(guān)，Hp2-2基因型糖尿病患者體內(nèi)的HDL相關(guān)脂質(zhì)過(guò)氧化物明顯增加，提示Hp2-2蛋白產(chǎn)物可造成體內(nèi)Hb相關(guān)性HDL的堆積，導(dǎo)致HDL相關(guān)脂蛋白氧化修飾，使HDL變成一種氧化劑。因此，Hp2-2蛋白產(chǎn)物從某種意義上不僅削弱了HDL抗動(dòng)脈粥樣硬化的能力，而且使其成為導(dǎo)致血管氧化損傷的危險(xiǎn)因素。

3.2 Hp2-2-Hb復(fù)合體清除速率與氧化應(yīng)激 一項(xiàng)以預(yù)防冠心病為目的、尋找Hp基因型的藥物基因組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，將125I-Hp1-1-Hb和125I-Hp2-2-Hb復(fù)合物分別注入對(duì)應(yīng)基因型的轉(zhuǎn)基因糖尿病大鼠模型和非糖尿病大鼠模型，測(cè)得在糖尿病或非糖尿病大鼠體內(nèi)125I-Hp1-1-Hb的半衰期均為20 min，非糖尿病大鼠體內(nèi)125I-Hp2-2-Hb的半衰期為50 min，在糖尿病大鼠體內(nèi)125I-Hp2-2-Hb的半衰期則大于100 min。Hp2-2-Hb復(fù)合物的清除半衰期比Hp1-1-Hb復(fù)合物明顯延長(zhǎng)，且Hp2-2-Hb半衰期在糖尿病大鼠明顯長(zhǎng)于非糖尿病大鼠。Hp-Hb復(fù)合體半衰期越長(zhǎng),清除速率越慢，使Hb有更多的機(jī)會(huì)參與氧化反應(yīng)，可見不同基因型的Hp-Hb復(fù)合物的清除速率直接關(guān)系到Hp抗氧化作用能力[21]。因此，Hp2-2-Hb是體內(nèi)造成氧化應(yīng)激損傷的主要物質(zhì)之一。

4 展 望

雖然目前Hp確切的致病機(jī)制尚未完全明確，但已有研究證實(shí)抗氧化劑維生素E可以降低Hp2-2基因型糖尿病患者發(fā)生冠心病的風(fēng)險(xiǎn)[22]。而且針對(duì)Hb氧化損傷毒性的表型特性Hp治療目前已在試驗(yàn)階段[23]。Hp基因多態(tài)性及其相應(yīng)蛋白產(chǎn)物致機(jī)體某些功能缺陷有望為冠心病學(xué)的研究和防治開辟新的領(lǐng)域。

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