載脂蛋白E相關(guān)腎小球疾病的診治進(jìn)展

馬 妍 綜述 謝紅浪 審校

載脂蛋白E(apolipoprotein E，apoE)是一種主要由肝臟合成的多功能蛋白，參與受體介導(dǎo)的脂蛋白攝取，在血漿清除脂蛋白過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，可促進(jìn)膽固醇的轉(zhuǎn)運(yùn)代謝，從而調(diào)節(jié)血脂水平，降低動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[1]。apoE基因多態(tài)性不僅影響apoE的功能，還可以引起脂質(zhì)和脂蛋白代謝的紊亂，與老年性癡呆、心血管疾病的發(fā)生密切相關(guān)[1]。研究表明,apoE基因多態(tài)性可以影響apoE濃度及各類脂蛋白的再分布，參與慢性腎臟病的發(fā)生發(fā)展[2]，同時(shí)apoEε2 等位基因是糖尿病腎病危險(xiǎn)因素[3]。此外，apoE基因突變引起apoE結(jié)構(gòu)異常和功能障礙參與了apoE2純合子腎小球病和脂蛋白腎病(LPG)等腎小球疾病[4-5]，將這類疾病統(tǒng)稱為apoE相關(guān)性腎小球病，臨床表現(xiàn)為蛋白尿、腎功能不全及脂蛋白代謝異常，血清apoE濃度顯著增加等。

apoE結(jié)構(gòu)、功能與基因多態(tài)性

apoE是由19號(hào)染色體上的apoE基因編碼的含有299個(gè)氨基酸的糖蛋白，相對(duì)分子質(zhì)量34 200，主要在肝臟合成，其他組織細(xì)胞如腦星形膠質(zhì)細(xì)胞、腎臟系膜細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和巨噬細(xì)胞也可合成。近來(lái)研究表明，腎小球系膜細(xì)胞也可分泌apoE[6]。apoE可分為2個(gè)結(jié)構(gòu)域，每個(gè)結(jié)構(gòu)域具有不同的結(jié)構(gòu)和功能。N端結(jié)構(gòu)域包含識(shí)別低密度脂蛋白(LDL)受體和硫酸乙酰肝素糖蛋白(HSPG)的位點(diǎn)，C端結(jié)構(gòu)域與脂質(zhì)結(jié)合密切相關(guān)[7]。apoE 通過(guò)C端結(jié)構(gòu)域與三酰甘油、膽固醇結(jié)合，共同組成極低密度脂蛋白(VLDL)、中密度脂蛋白(IDL)及一部分高密度脂蛋白(HDL)[7]。腸道分泌的乳糜微粒及肝臟分泌的VLDL 進(jìn)入血循環(huán)后被脂蛋白脂肪酶分解，脂蛋白殘余顆粒上的 apoE 可以通過(guò) HSPG 通路或者與肝細(xì)胞內(nèi) LDL受體結(jié)合，被肝臟攝取，從而降低血循環(huán)中血脂水平。apoE還可影響 VLDL 顆粒的產(chǎn)生、VLDL 肝內(nèi)組裝和分泌，apoE基因過(guò)表達(dá)可造成 VLDL、三酰甘油過(guò)度產(chǎn)生，導(dǎo)致高三酰甘油血癥[8]。因此，apoE在脂蛋白代謝中起核心作用(圖1)。

圖1 載脂蛋白E(apoE)不同區(qū)域的基因突變

LPG相關(guān)apoE基因突變常發(fā)生于LDL受體結(jié)合位點(diǎn)(氨基酸136～150)或其周圍,尤其是在硫酸乙酰肝素糖蛋白(HSPG)結(jié)合位點(diǎn)(氨基酸142～147)。位于HSPG結(jié)合位點(diǎn)的突變(apoE Tokyo/Maebashi/Sendai/Chicago)見(jiàn)圖1紅色區(qū)域。LDL受體結(jié)合位點(diǎn)外的突變(如apoE1/E2/E4/E5/Toyonaka)見(jiàn)圖1藍(lán)色區(qū)域。

腎臟apoE主要由腎小球系膜細(xì)胞產(chǎn)生，研究表明，apoE基因缺失小鼠腎小球系膜擴(kuò)張[6]。apoE可抑制生長(zhǎng)因子以及LDL等各種刺激引起的腎小球系膜細(xì)胞增殖，抑制氧化低密度脂蛋白(oxLDL)誘導(dǎo)的系膜細(xì)胞凋亡，其可能機(jī)制是通過(guò)上調(diào)系膜細(xì)胞HSPG的表達(dá)，發(fā)揮抗系膜細(xì)胞增殖和基質(zhì)擴(kuò)張作用。apoE基因缺失小鼠可以有嚴(yán)重的高脂血癥伴腎小球炎癥，表現(xiàn)為內(nèi)皮細(xì)胞活化、泡沫細(xì)胞浸潤(rùn)、巨噬細(xì)胞募集等[9]。以上證據(jù)提示apoE與腎臟疾病密切相關(guān)。

人類apoE基因有ε2、ε3、ε4三個(gè)等位基因，三個(gè)等位基因共顯性表達(dá)組成六種基因型：純合子apoE2/2，E3/3，E4/4及雜合子apoE2/3，E2/4，E3/4。分別編碼apoE的三種異構(gòu)體：E2、E3、E4。apoE3是最常見(jiàn)的亞型，占正常人群的70%以上，不影響脂蛋白代謝，apoE4亞型約占15%，可與富含甘油三酯的極低密度脂蛋白結(jié)合，導(dǎo)致LDL受體功能下調(diào)，增加LDL水平，與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病發(fā)生相關(guān)[10]。apoE2亞型最為罕見(jiàn)約占8%，由于結(jié)構(gòu)改變，受體結(jié)合區(qū)域功能受損，致其清除剩余脂蛋白能力減低，外源性和內(nèi)源型的三酰甘油代謝受阻，進(jìn)而引起高三酰甘油血癥[10]。apoE1、apoE5和apoE7是已知的少見(jiàn)亞型，其中apoE5亞型與腎臟損傷有關(guān)[2]。

apoE相關(guān)腎小球疾病

膜性腎病樣apoE沉積病膜性腎病樣apoE沉積病是一種新認(rèn)識(shí)的腎小球病，在apoE Toyonaka伴apoE2 純合子攜帶者中發(fā)現(xiàn)。apoE Toyonaka為apoE(Ser197Cys)基因突變，目前僅有三例相關(guān)病例報(bào)道[11-13]，這三例患者均表現(xiàn)為腎病綜合征，伴鏡下血尿，血清apoE水平增高，腎臟活檢光鏡下可見(jiàn)膜性腎病釘突樣結(jié)構(gòu)，電鏡下可觀察到腎小球基膜的上皮下、內(nèi)皮下和系膜區(qū)大量電子致密物沉積(EDDs)，與繼發(fā)性膜性腎病類似。然而電鏡下可見(jiàn)微泡和微囊的出現(xiàn)，免疫熒光可見(jiàn)非特異性IgG和C3沉積，表明這一疾病并非免疫復(fù)合物介導(dǎo)。免疫組化和串聯(lián)質(zhì)譜法提示腎小球基膜的EDDs中含有大量apoE，提示apoE突變與本病相關(guān)?？赡軝C(jī)制為apoE2純合子合并apoE Toyonaka突變時(shí)，apoE N端LDL受體結(jié)合區(qū)域功能障礙引起血清apoE升高，伴鉸鏈損傷，C端結(jié)構(gòu)區(qū)域結(jié)合脂質(zhì)功能障礙，導(dǎo)致大量未與脂質(zhì)結(jié)合的apoE在腎小球內(nèi)積聚，由于apoE分子相對(duì)較小，富含攜帶正電荷的精氨酸，可以穿過(guò)腎小球基膜，在上皮下引起EDDs[14]。給予非諾貝特、普羅布考等降脂藥物，以及潑尼松龍和環(huán)孢素A等治療，可減少尿蛋白，但不能阻止腎功能減退。其中有2例[12-13]患者有明顯高三酰甘油血癥的Ⅲ型高脂血癥(HLP)，腎臟病理可見(jiàn)apoE2純合子腎小球病特征的泡沫細(xì)胞浸潤(rùn)和非層狀脂蛋白血栓脂蛋白栓子，提示apoE Toyonaka突變合并apoE2純合子的攜帶者中，因?yàn)閍poE Toyonaka突變?cè)阢q鏈區(qū)的影響不同，其病理表現(xiàn)可能具有非免疫性MN樣病變和(或)apoE2純合子腎小球病變特點(diǎn)。

apoE2純合子腎小球病apoE2/2基因型為apoE(Arg158Cys)基因突變，約占人群的0.5%～1%，其攜帶者LDL受體代償性表達(dá)上調(diào)，導(dǎo)致LDL膽固醇水平較低，因此95%的apoE2/2基因型表現(xiàn)為正常血脂或低脂血癥，只有少數(shù)發(fā)展為Ⅲ型HLP[14]。人群中Ⅲ型HLP發(fā)生率為0.1%～0.01%，幾乎所有的Ⅲ型HLP都是apoE2/2基因型[15]。其他因素，如糖尿病、高胰島素血癥、肥胖等與apoE2/2基因型共同參與Ⅲ型HLP[14]。全球報(bào)道了10例apoE2/2基因型引起的腎小球病變，8例臨床表現(xiàn)為腎病綜合征，2例表現(xiàn)為蛋白尿伴鏡下血尿，其中5例伴隨糖尿病，提示糖尿病可能在apoE2/2基因型純合子腎小球病發(fā)生發(fā)展中起作用[16]。Sakatsume[4]等將這種apoE2/2基因型引起的腎小球病變稱為apoE2純合子腎小球病，組織學(xué)表現(xiàn)為腎小球硬化，腎小球毛細(xì)血管及系膜區(qū)明顯的泡沫狀巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，部分可出現(xiàn)非層狀脂蛋白栓子或內(nèi)皮下和上皮下非免疫性EDDs，可能源于Ⅲ型HLP異常脂質(zhì)沉積(圖2A、B)[15]。apoE2純合子腎小球病表現(xiàn)為Ⅲ型 HLP伴血清三酰甘油、VLDL、 LDL增加， VLDL和LDL能夠中和腎小球基底膜陰離子部分，引起腎小球基膜的電荷選擇缺陷，促進(jìn)了腎小球系膜細(xì)胞和巨噬細(xì)胞對(duì)脂蛋白的攝取，導(dǎo)致泡沫細(xì)胞形成和腎小球硬化，還可引起脂蛋白栓子[15]。內(nèi)皮下非免疫性EDDs還可見(jiàn)于雜合apoE2/3基因型攜帶者[17]，脂蛋白栓子和泡沫狀巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)也可見(jiàn)于雜合apoE2亞型和apoE Tokyo/Maebashi基因攜帶，apoE Tokyo/Maebashi基因也是LPG的代表性基因突變之一[18]，以上可能提示復(fù)合雜合子可引起非典型的組織病理學(xué)改變。

apoE2亞型是1型和2型糖尿病發(fā)展為糖尿病腎病的重要危險(xiǎn)因素。研究表明，在糖尿病腎病組apoE2等位基因頻率為 7.69%，而對(duì)照組為 3.49%，攜帶apoE2等位基因的糖尿病患者，糖尿病腎病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)約為攜帶 apoE3等位基因糖尿病患者的2.2倍[3]，且apoE2等位基因可增加腎小球病變的嚴(yán)重程度，導(dǎo)致腎小球肥大，加重腎功能損傷[19]。

脂蛋白腎病全世界大約報(bào)告了150例LPG病例，主要發(fā)生在日本和中國(guó)[5]。已發(fā)現(xiàn)10余種LPG相關(guān)apoE基因突變，呈常染色體顯性遺傳，在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的LPG相關(guān)基因突變主要包括apoE Kyoto、apoE Tokyo/Maebashi、apoE Guangzhou和apoE Chengdu[20]。既往研究發(fā)現(xiàn)，LPG患者臨床表現(xiàn)多為腎病綜合征，患者可存在不同程度的鏡下血尿，伴Ⅲ型HLP，但僅累及腎臟，不伴有高脂血癥全身改變，病理表現(xiàn)為腎小球毛細(xì)血管擴(kuò)張，伴非泡沫細(xì)胞的片狀脂蛋白栓子形成，免疫熒光檢查證實(shí)內(nèi)含apoB和apoE,提示apoE與LPG相關(guān)[21](圖2C、D)[22]。Oikawa等[23]對(duì)apoE基因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)apoE基因突變與LPG的發(fā)生有關(guān)，大多數(shù)是與LDL受體結(jié)合位點(diǎn)相近的雜合apoE基因錯(cuò)義突變，最常見(jiàn)的是apoE-Sendai。然而,陳珊等[21]對(duì)17例LPG患者apoE基因全長(zhǎng)序列分析研究中發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比，未發(fā)現(xiàn)存在apoE基因突變，提示可能無(wú)法單純從apoE基因水平解釋LPG發(fā)病，需要考慮從轉(zhuǎn)錄或蛋白表達(dá)水平綜合研究apoE在 LPG中可能的作用。

圖2 apoE純合子腎小球病(A、B)[15]及脂蛋白腎病(C、D)[21]腎活檢病理表現(xiàn) A：腎小球毛細(xì)血管中大量泡沫細(xì)胞浸潤(rùn)和腎小球系膜輕度擴(kuò)張(PAS,×400)；B：毛細(xì)血管中泡沫細(xì)胞浸潤(rùn)，脂蛋白栓子(EM,×2 000)；C：腎小球系膜增生性病變，毛細(xì)血管擴(kuò)張，伴片狀脂蛋白栓子(PAS,×400)；D：apoE染色陽(yáng)性++，彌漫分布于毛細(xì)血管袢腔內(nèi)(IF,×400)

apoE5亞型也可能與LPG相關(guān)。apoE5(Glu3Lys)是apoE的一個(gè)亞型，既往研究報(bào)道其與高脂血癥和心血管疾病有關(guān)[24]。文獻(xiàn)報(bào)道LPG病例中雜合子apoE5 攜帶率增加，且與LPG特異性突變?nèi)鏰poE Chicago或apoE Sendai相關(guān)，這些病例血清三酰甘油≥400 mg/dl[25]，提示apoE5亞型導(dǎo)致的高三酰甘油血癥很可能是LPG的觸發(fā)因素。此外，Sasaki等[24]報(bào)道了一例攜帶apoE5(Glu3Lys)/E3基因型的局灶性節(jié)段性腎小球硬化(FSGS)患者，該患者存在高膽固醇血癥和泡沫狀巨噬細(xì)胞。既往的實(shí)驗(yàn)與臨床研究證明，高脂血癥可以通過(guò)影響巨噬細(xì)胞泡沫樣變參與FSGS[26]，因此apoE5(Glu3Lys)基因可能通過(guò)誘導(dǎo)高脂血癥參與了FSGS的發(fā)展。這些發(fā)現(xiàn)表明apoE5亞型可能是脂蛋白腎病的潛在危險(xiǎn)因素之一(表1)。

表1 apoE相關(guān)腎小球疾病特點(diǎn)

巨噬細(xì)胞參與apoE相關(guān)腎小球病

已知巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)參與了FSGS過(guò)程，前文提示apoE2純合子腎小球病也有巨噬細(xì)胞的參與，apoE5亞型相關(guān)的FSGS病例也提示了巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)參與病變過(guò)程。巨噬細(xì)胞在apoE相關(guān)脂蛋白代謝中扮演各種角色，其功能損傷或活化參與了apoE相關(guān)腎小球疾病。在apoE2純合子腎小球病中血LDL的升高促進(jìn)腎小球系膜細(xì)胞或巨噬細(xì)胞對(duì)脂蛋白的吸收，使其在腎小球系膜區(qū)域浸潤(rùn)，促進(jìn)了腎小球硬化的發(fā)生。而在LPG中脂蛋白栓子的形成卻不伴巨噬細(xì)胞泡沫改變[27]。Kanamaru等[28]發(fā)現(xiàn)，在Fcγ受體小鼠缺陷的慢性移植物抗宿主病可導(dǎo)致LPG而不伴apoE異常，可能由于巨噬細(xì)胞對(duì)LDL的攝取減少所致。以上提示，與Fcγ受體功能障礙相關(guān)的巨噬細(xì)胞功能損傷可能是LPG發(fā)展的關(guān)鍵因素。由于攜帶apoE基因突變的apoE2純合子腎小球病和LPG的遺傳外顯率較低，巨噬細(xì)胞功能改變可能是這些疾病的一個(gè)重要病因(圖3)[29]。

圖3 apoE純合子腎小球病與脂質(zhì)性腎病發(fā)病機(jī)制apoE：載脂蛋白E；LPG：脂蛋白腎??；LDL:低密度脂蛋白；黑色箭頭顯示，apoE基因突變可引起LDL的增加，影響apoE結(jié)構(gòu)直接參與LPG；綠色箭頭顯示，apoE基因突變也可通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞間接導(dǎo)致LPG；黃色箭頭顯示，apoE基因突變引起高脂血癥可刺激巨噬細(xì)胞活化參與apoE純合子腎小球病

apoE與心腦血管疾病

apoE2和E4亞型可改變脂質(zhì)與受體結(jié)合，增加腦血管和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。高脂血癥是動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素，apoE基因型、循環(huán)apoE濃度和心血管疾病(CVD)風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)性已得到證實(shí)[1]，但Sofat等[30]的研究未能顯示循環(huán)apoE濃度與心血管疾病有明顯關(guān)聯(lián)，提示apoE基因型帶來(lái)的CVD風(fēng)險(xiǎn)可能是通過(guò)影響蛋白質(zhì)功能而不是血液中的蛋白質(zhì)濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。apoE基因的多態(tài)性與阿爾茨海默病(AD)風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)：攜帶ε4等位基因的個(gè)體比攜帶ε3等位基因的個(gè)體患AD的風(fēng)險(xiǎn)增加，而攜帶ε2等位基因的個(gè)體則罹患AD風(fēng)險(xiǎn)降低[31]。在正常衰老過(guò)程中，apoE ε4等位基因還增加了腦血管淀粉樣變風(fēng)險(xiǎn)并與年齡相關(guān)認(rèn)知能力下降有關(guān)[12]。

治療和預(yù)后

apoE相關(guān)的腎小球疾病是基于apoE基因突變引起的脂蛋白變性介導(dǎo)的，盡管病理類型不同，通常都會(huì)發(fā)展為終末期腎病。目前認(rèn)為免疫抑制治療對(duì)LPG無(wú)效，LPG患者腎移植術(shù)后腎臟病變?nèi)詴?huì)復(fù)發(fā)。因此，有必要尋找合理有效的治療手段。

藥物治療LPG通常與Ⅲ型HLP相關(guān)，富含甘油三酯的脂蛋白(如VLDLs和IDLs)是主要成分。因此，治療Ⅲ型HLP對(duì)LPG患者十分重要。Hu等[20]和范文靜等[32]證實(shí)了非諾貝特治療LPG效果顯著，可延緩腎功能不全的進(jìn)展。非諾貝特也可用于apoE2純合子腎小球病患者[14]。

此外在載脂蛋白E缺乏癥(apoE-/-)小鼠模型中[33]，長(zhǎng)期低劑量吡格列酮可激活過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)，調(diào)節(jié)血漿膽固醇和三酰甘油水平，顯著降低主動(dòng)脈粥樣硬化、肝脂肪變性以及與衰老相關(guān)的腎小球硬化和間質(zhì)纖維化。

血液凈化治療占錦峰等[22]證實(shí)了葡萄球菌蛋白A免疫吸附治療的可行性，葡萄球菌蛋白A免疫吸附利用葡萄球菌蛋白A氨基末端有4個(gè)高度同源的Fc段結(jié)合區(qū)，可與人類血清中免疫球蛋白(Ig)分子Fc結(jié)合的特點(diǎn)，從而清除循環(huán)中的apoE及沉積于腎組織中的apoE，定期治療能顯著延緩腎臟病變進(jìn)展。然而，重復(fù)免疫吸附治療可致免疫球蛋白明顯下降進(jìn)而增加患者感染事件以及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此，范文靜等[34]提出雙重血漿濾過(guò)(DFPP)清除apoE， DFPP可迅速降低血漿apoE水平及尿蛋白，3～10次DFPP治療后重復(fù)腎活檢可見(jiàn)腎小球毛細(xì)血管袢內(nèi)脂蛋白栓子縮小甚至消失，提示DFPP是治療LPG的有效手段。

Yang等[35]發(fā)現(xiàn)LPG患者接受他汀類或貝特類藥物和血管緊張素受體阻滯劑以及血漿置換治療后，其尿蛋白和血清脂質(zhì)水平僅在短時(shí)間內(nèi)緩解。隨訪期間，蛋白尿部分緩解(較基線降低50%)組的患者腎功能惡化較慢，提示蛋白尿可能是LPG患者腎功能惡化的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，并且進(jìn)一步表明，LPG患者降低尿蛋白治療對(duì)于延遲腎功能不全進(jìn)展至關(guān)重要。

小結(jié)：apoE是一種重要的載脂蛋白，在脂蛋白代謝中起著重要的作用。apoE突變引起的脂蛋白代謝異常涉及多種腎臟疾病，巨噬細(xì)胞的過(guò)度活躍和抑制也參與了這些疾病的發(fā)生發(fā)展。隨著apoE基因突變的不斷發(fā)現(xiàn)，不僅有助于在分子水平認(rèn)識(shí)apoE相關(guān)腎病的發(fā)病機(jī)制，還為基因治療和個(gè)體化藥物治療提供有效手段，延緩apoE相關(guān)腎小球疾病的發(fā)展。