胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-4作為動脈粥樣硬化易損斑塊標志物的

代新春1，曹豐2,3*

(1空軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，西安 710032；2解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學中心，3國家老年疾病臨床醫(yī)學研究中心，北京 100853)

我國心腦血管疾病的死亡率已躍居各類疾病之首，而且無論城市還是農(nóng)村，冠心病發(fā)病率和死亡率都逐年攀升,早期防治刻不容緩。主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events，MACEs)的預測與評估是研究冠心病致病危險因素與發(fā)病率、死亡率之間依存關系及規(guī)律的關鍵,是進行疾病防治的核心環(huán)節(jié)。冠狀動脈易損斑塊是MACEs的主要危險因素，早期識別易損斑塊并給予干預措施或積極治療，能夠減少MACEs的發(fā)生。識別易損斑塊

不僅需要通過成像、超聲等技術(shù)描述冠狀動脈粥樣斑塊的結(jié)構(gòu)特征，也需通過血清生化標志物評估斑塊的功能特性。根據(jù)斑塊大小、纖維帽厚度、斑塊內(nèi)壞死和鈣化水平、血管成像、超聲等影像結(jié)果可準確描述斑塊的即時參數(shù)，但評估斑塊破裂風險和預測MACEs有很大的局限性。臨床亟需能夠早期、準確、快速評估不穩(wěn)定斑塊的生化標志物，從而有效地預防MACEs。近年國外學者認為胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白-4 (insulin-like growth factor binding protein-4,IGFBP-4)能夠反映冠狀動脈不穩(wěn)定斑塊的負荷，預測MACEs具有較高的靈敏度和特異度，是一種新的非創(chuàng)傷性生化標志物，為此本文綜述了IGFBP-4作為標志物的研究進展。

1 易損斑塊的特征

1.1 易損斑塊的定義

易損斑塊又稱不穩(wěn)定斑塊，指容易破裂、易形成血栓且進展迅速、極有可能發(fā)展成“罪犯斑塊”的動脈粥樣硬化斑塊。其病理特征為纖維帽薄，脂質(zhì)壞死核心大，富含巨噬細胞和其他炎性白細胞，少量動脈平滑肌細胞，斑點狀鈣化，血管正性擴張重塑等[1]。易損斑塊的病理學形成機制包括脂質(zhì)驅(qū)動機制、細胞外基質(zhì)降解機制、炎癥機制、血管生成機制、斑塊切應力機制、斑塊侵蝕機制、鈣化機制，機制間相互影響，各個因素相互作用[2]。

1.2 易損斑塊的炎性機制

從穩(wěn)定斑塊到易損斑塊，炎性反應在其中起至關重要的作用。損傷反應早期，炎癥細胞被激活，并遷移到斑塊局部，通過合成大量基質(zhì)金屬蛋白酶，抑制膠原纖維合成及促進降解，介導平滑肌細胞凋亡，使纖維帽變??；另一方面吞噬脂質(zhì)的泡沫細胞不斷死亡，促進脂質(zhì)核心擴大，最終導致斑塊破裂和誘發(fā)血栓形成[3]。炎性反應是易損斑塊的重要病理特征，檢測炎性因子可早期識別易損斑塊，對急性冠脈綜合征的危險分層進行評估以及預測未來MACEs。目前研究較為廣泛的炎性標志物有C-反應蛋白、脂蛋白相關磷脂酶A2、白介素-6、白介素-8、基質(zhì)金屬蛋白酶9、妊娠相關蛋白-A(pregnancy-associated plasma protein-A,PAPP-A)、髓過氧化物酶等[3]。

1.3 PAPP-A與易損斑塊

2001年Bayes-Genis等[4]在新英格蘭醫(yī)學雜志發(fā)表文章，通過免疫組化發(fā)現(xiàn)PAPP-A在不穩(wěn)定冠狀動脈粥樣硬化斑塊中大量表達，并且集中在炎性反應區(qū)，而在穩(wěn)定斑塊中幾乎不表達。進一步有學者在轉(zhuǎn)基因和基因敲除小鼠模型中也證實PAPP-A直接參與動脈粥樣硬化的病理生理過程[5,6]。大量臨床研究[7]提示PAPP-A與易損斑塊密切相關，檢測PAPP-A可早期識別急性冠脈綜合征高危患者和預測MACEs。

2 IGFBP-4在易損斑塊進展中的機制

易損斑塊的炎性反應中，PAPP-A通過IGFBP-4發(fā)揮作用。IGFBP-4是胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor,IGF)信號通路中一種重要的抑制因子，主要通過與IGF結(jié)合并調(diào)節(jié)生物活性來發(fā)揮功能，IGFBP-4高親和力結(jié)合IGF，結(jié)合物沒有生理活性，因此能夠阻止IGF介導的附著于細胞表面的IGF受體激活，而水解IGFBP-4則能夠引起IGF釋放，激活IGF受體。體外實驗中，PAPP-A能夠在蛋氨酸-135/賴氨酸-136位點分解IGFBP-4為兩個蛋白：NT-IGFBP-4(氨基酸1～135，Mr14 628)和CT-IGFBP-4(氨基酸136～237，Mr11 345)，并且這種分解需在IGFBP-4與IGF-1或IGF-2結(jié)合的情況下發(fā)生，兩個產(chǎn)物與IGF的結(jié)合力很弱[8-10]。PAPP-A、IGFBP-4與IGF-1/IGF-1受體構(gòu)成一個信號傳導系統(tǒng)，三者之間的動態(tài)平衡構(gòu)成了IGF軸。在動脈粥樣硬化斑塊中，PAPP-A水解IGFBP-4，引起局部IGF濃度升高，通過刺激細胞增殖、促進巨噬細胞活化、攝取低密度脂蛋白、釋放炎性因子導致斑塊不穩(wěn)定[11,12]?；赑APP-A積極參與動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展，在不穩(wěn)定動脈粥樣斑塊中切割IGFBP-4并釋放水解產(chǎn)物入循環(huán)中，因此對代謝產(chǎn)物的定量檢測可作為一種間接測定PAPP-A濃度的方式，進而用于易損斑塊的識別。目前兩項研究[13,14]結(jié)果表明循環(huán)中PAPP-A與NT-IGFBP-4、CT-IGFBP-4水平呈正相關，提示NT-IGFBP-4和CT-IGFBP-4能夠反映不穩(wěn)定斑塊中PAPP-A的酶活性。

3 IGFBP-4蛋白對急性冠脈綜合征預后的預測

Postnikov等[15]收集研究了180例伴有心肌缺血癥狀但無ST段抬高急診患者的抗凝血漿，并追蹤6個月的MACEs，發(fā)現(xiàn)NT-IGFBP-4與CT-IGFBP-4可作為心肌缺血患者MACEs的預測標志物(ROC曲線下面積分別為0.856和0.809)，當NT-IGFBP-4>214 μg/L及CT-IGFBP-4>124 μg/L時，患者MACEs風險分別增加14倍和8倍，但這項研究是在假定NT-IGFBP-4與CT-IGFBP-4不受臨床狀況和肝素介導PAPP-A升高的影響下進行的。另一項臨床研究認為[14]，在無心血管基礎病的1型糖尿病患者中，無論有無糖尿病腎病，NT-IGFBP-4與CT-IGFBP-4高水平都與全因和心血管死亡風險相關，且預測的能力要比PAPP-A要強。在此基礎上，Hjortebjerg等[13]納入了656例經(jīng)皮冠狀動脈介入治療的ST段抬高型心肌梗死患者，在術(shù)前抽取血樣，追蹤5年的全因、心血管死亡以及MACEs，發(fā)現(xiàn)兩個蛋白都與所有終點有關(P<0.001)，兩個蛋白有很強的正相關(r=0.83,P<0.001)；經(jīng)過多變量調(diào)整后，兩個蛋白仍與所有終點相關，其中NT-IGFBP-4與CT-IGFBP-4濃度增加1倍，心血管死亡事件的風險比分別為2.54[95%CI1.59～4.07，P<0.001]和2.07[95%CI1.41～3.04，P<0.001]；通過區(qū)分度、校準度以及凈重新分類指數(shù)分析，IGFBP-4蛋白要比其他常見危險因子(C-反應蛋白、肌鈣蛋白Ⅰ)更能提供有力的預后信息。但也有研究發(fā)現(xiàn)對于穩(wěn)定性心血管疾病，CT-IGFBP-4高水平是更復雜及易損冠狀動脈的獨立預測因子[16]，NT-IGFBP-4和CT-IGFBP-4并不能預測患者長期預后。目前認為這種結(jié)果相矛盾可能與研究人群的差異有關，不能被患者是否處于急性與穩(wěn)定狀態(tài)以及追蹤事件的長短所解釋[13]。

4 IGFBP-4蛋白的檢測及穩(wěn)定性

目前對蛋白的測定主要采用夾心免疫法，用捕捉抗體IBP3和檢測抗體IBP144測定NT-IGFBP-4，捕捉抗體IBP182和檢測抗體IBP163測定CT-IGFBP-4。該方法通過特異性識別PAPP-A裂解IGFBP-4產(chǎn)生的新表位，精確測量出蛋白水平，并且與全長-蛋白有不到1%的交叉反應[15,17]。在孵育和凍融穩(wěn)定性試驗[18,19]中，NT-IGFBP-4、CT-IGFBP-4水平變化(減少或增加)≤10%，樣本儲存3～6年及20年的蛋白平均含量基本一致。另外NT-IGFBP-4和CT-IGFBP-4在急性冠脈綜合征患者循環(huán)中不會被進一步切斷、修飾或者形成復合物[17]。

5 IGFBP-4蛋白表達的影響因素

5.1 糖基化與IGFBP-4蛋白

糖基化修飾與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能密切相關。循環(huán)中部分全長IGFBP-4分子在N端區(qū)域的天冬酰胺104位點糖基化，糖基化對IGFBP-4與IGFs的相互作用沒有影響，但PAPP-A介導糖基化IGFBP-4的水解效率要比非糖基化IGFBP-4低3～4倍(P<0.001)。急性冠脈綜合征患者循環(huán)中糖基化NT-IGFBP-4水平占總水平的9.8%～23.5%，糖基化不影響通過夾心免疫法檢測循環(huán)中的NT-IGFBP-4[19]。

5.2 肝素與IGFBP-4蛋白

研究發(fā)現(xiàn)，肝素能夠通過分離血管壁上PAPP-A而增加急性冠脈綜合征患者循環(huán)中PAPP-A水平，但易損斑塊中PAPP-A水解IGFBP-4的酶活性沒有變化，循環(huán)中IGFBP-4降解片段的表達水平不受肝素的影響[13,14,18]。

5.3 二甲雙胍與IGFBP-4蛋白

Hjortebjerg等[20]研究發(fā)現(xiàn)，服用二甲雙胍的2型糖尿病患者循環(huán)中的NT-IGFBP-4與CT-IGFBP-4水平低于未服用二甲雙胍2型糖尿病患者及健康對照組，而未接受二甲雙胍治療的2型糖尿病組與對照組水平相同，認為IGFBP-4蛋白水平改變與二甲雙胍有關，推測其機制可能與二甲雙胍抑制炎性因子釋放、降低炎癥介導PAPP-A的活性有關。

5.4 其他因素

研究顯示[13,14,21]，急性冠脈綜合征患者循環(huán)中IGFBP-4蛋白濃度與腎小球濾過率呈負相關，提示其水平升高與腎功能降低有關。目前還沒發(fā)現(xiàn)IGFBP-4蛋白與左室射血分數(shù)、癥狀發(fā)作至球囊擴張時間、冠狀動脈病變位置及復雜性、肌鈣蛋白I峰值、高膽固醇血癥、他汀類及抗血小板藥物使用等因素相關[13,14,18]。

6 與PAPP-A相比，IGFBP-4更適合作為易損斑塊標志物

血液中PAPP-A有兩種形式：異構(gòu)四聚體復合物和同型二聚體復合物。易損斑塊中PAPP-A以有活性的二聚體形式存在[22-24]，循環(huán)中含量極低[25]，且PAPP-A試劑很難鑒別兩種形式[26]。其次，肝素治療能引起急性冠脈綜合征患者循環(huán)中PAPP-A水平迅速增高[18,27-30]，而兩個IGFBP-4蛋白水平不受影響。目前PAPP-A檢測方法沒有統(tǒng)一標準，不同試劑得到的最佳臨界值不同[14,31]。因此，對于心血管風險的評估，IGFBP-4蛋白要比PAPP-A更加可靠、高效。

綜上所述，IGFBP-4蛋白是一種潛在的評估心血管疾病風險的生化標志物，能夠反映不穩(wěn)定斑塊中PAPP-A的酶活性水平，對IGFBP-4蛋白的定量檢測可作為一種間接而更加可靠的PAPP-A測定方式。將之與影像學檢查或其他冠心病危險因子相結(jié)合有望為評價冠狀動脈斑塊穩(wěn)定性提供更加準確的依據(jù)。目前其與冠心病的臨床相關研究還較少，作為一個新的生化標志物，仍需要大規(guī)模的臨床研究來驗證其預測心血管疾病風險的能力，并制定其預測預后的參考值，這將有助于為心血管事件的預防提供更有效的方案。