脂蛋白(a)在鈣化性主動脈瓣疾病中的作用研究進展

董紅志，叢洪良，姜亦瑤，王菁

(1.天津市胸科醫(yī)院a.心內(nèi)科，b.病理科，天津 300222； 2.南開大學(xué)附屬第一中心醫(yī)院心血管外科，天津 300192；3.蚌埠醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院心臟大血管外科，安徽 蚌埠 233004)

鈣化性主動脈瓣膜疾病(calcific aortic valve disease，CAVD)是一種主動脈瓣葉逐漸增厚鈣化和主動脈開口逐漸狹窄的進行性疾病，是僅次于冠心病，在心血管疾病中居第2位的致死原因[1]。CAVD早期無明顯癥狀，晚期會導(dǎo)致主動脈瓣狹窄并導(dǎo)致血流動力學(xué)異常、呼吸困難、心絞痛、暈厥、心力衰竭，最終導(dǎo)致死亡。CAVD是一種被動、退行性變的疾病，目前尚無有效藥物治療方法，疾病晚期行換瓣手術(shù)治療，是其唯一有效治療手段。而近年來證據(jù)表明，CAVD是一種炎癥后瓣膜纖維鈣化重塑的主動性漸進性疾病，其疾病進展與炎癥因子釋放及細胞通路的功能失調(diào)有關(guān)[2-3]。研究認(rèn)為，CAVD的部分致病因素與動脈粥樣硬化類似，均與血脂異常關(guān)系密切[4]。近年來，脂蛋白(lipoprotein，Lp)(a)作為心血管疾病發(fā)病殘余風(fēng)險的重要因素引起研究者的重視。Gotoh等[5]于1995年首次報道了748名受試者Lp(a)與CAVD之間的密切關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，Lp(a)>75 nmol/L的受試者超聲心動圖顯示主動脈瓣鈣化的發(fā)生率較其他受試者高2倍，并與其他危險因素?zé)o明顯關(guān)聯(lián)。近年來通過臨床和遺傳學(xué)的研究，Lp(a)在CAVD發(fā)病機制中的關(guān)鍵作用不斷被揭示[6]?，F(xiàn)就Lp(a)在CAVD中的作用研究進展予以綜述，以為CAVD的藥物治療帶來新的啟發(fā)。

1 Lp(a)的概述

Lp(a)曾被認(rèn)為是一種類低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)樣顆粒。1963年，Berg[7]首次報道了人體血漿中存在Lp(a)。1987年，McLean等[8]克隆并測序了Lp(a)的特異性組成部分載脂蛋白(apolipoprotein，Apo)(a)的LPA基因編碼，逐漸揭示了Lp(a)結(jié)構(gòu)、特點及其可能的致病機制。相對于LDL等其他脂質(zhì)成分，關(guān)于Lp(a)水平升高的研究較少，臨床關(guān)注度較低。主要原因可能為：①既往多基于錯誤的Lp(a)測量得出相互矛盾的Lp(a)與心血管疾病因果關(guān)系；②缺乏特異性或高效的降低Lp(a)水平的藥物；③患者和醫(yī)師缺乏對Lp(a)作為危險因素的認(rèn)識和理解；④相關(guān)指南中缺乏對Lp(a)水平升高的推薦檢測和治療建議。

1.1Lp(a)的結(jié)構(gòu)特點 Lp(a)由兩部分組成，一部分是類似LDL樣顆粒，顆粒中ApoB-100通過二硫鍵與Apo(a)共價結(jié)合[9]。Apo(a) 由重復(fù)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)域Ⅳ(Kringle Ⅳ，KⅣ)和一個蛋白酶樣結(jié)構(gòu)域組成。Apo(a)不包含脂質(zhì)結(jié)構(gòu)域或轉(zhuǎn)運脂質(zhì)，具有親水性，并能與暴露的富含賴氨酸的血管內(nèi)皮結(jié)合，其中的KⅣ和蛋白酶樣結(jié)構(gòu)域均與纖溶酶原高度相似，并可與纖溶酶原競爭結(jié)合受體[10]。Apo(a)KⅣ根據(jù)氨基酸序列可分為10種亞型(KⅣ1～KⅣ10)，其中只有KⅣ2具有重復(fù)拷貝數(shù)，KⅣ2的重復(fù)拷貝數(shù)量由Ⅳ基因決定，這種遺傳多態(tài)性決定了血漿Lp(a)的水平。遺傳學(xué)研究證實，血清Lp(a)水平主要以常染色體共顯性遺傳，LPA位點的等位基因變異造成Apo(a)蛋白分子多相性，血清Lp(a)水平差異巨大[11]。且目前已知人體中存在超過40個Apo(a)異構(gòu)體，因此人體存在超過40個分子量不同的Lp(a)分子，它們是獨立出現(xiàn)而不像其他循環(huán)蛋白通常有確定的質(zhì)量[11]。

1.2人體內(nèi)Lp(a)水平 每一個Apo(a)異構(gòu)體數(shù)量均參與影響血漿Lp(a)水平，總量主要由小分子量的異構(gòu)體決定。Apo(a)的合成和分泌速度與其分子量成反比，因此，產(chǎn)生較低分子量Apo(a)亞型的人群的血清Lp(a)水平較產(chǎn)生較高分子量亞型人群高[12]。Apo(a)幾乎僅在肝臟合成，但是Lp(a)的組裝地點尚不確定，可能位于肝細胞內(nèi)或血漿內(nèi)[13]。Lp(a)的血漿水平90%以上由LPA所在的編碼Apo(a)的基因變異決定，受飲食或環(huán)境因素影響很小。此外，種族/民族因素也對血漿Lp(a)水平有重要影響[14]。

Lp(a)分解代謝的機制仍不清楚。關(guān)于動物模型的研究表明，肝臟是Lp(a)分解代謝的主要部位[15]。體外研究表明，LDL受體可以作為Lp(a)的清除受體，如Reyes-Soffer等[16]認(rèn)為Lp(a)更依賴于溶酶體降解而不是蛋白酶體降解，LDL受體在Lp(a)分解代謝中起作用，且該過程可以由前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9，PCSK9)調(diào)節(jié)。也有研究報道了在肝臟介導(dǎo)的Lp(a)攝取中，清道夫受體B類 Ⅰ 型、凝血酶原受體、LDL相關(guān)蛋白1、CD36與其他受體可在一定程度上與Lp(a)相結(jié)合，這可能是Lp(a)不同成分作為受體配體介導(dǎo)的作用[17-18]。

2 Lp(a)與CAVD的關(guān)系

CAVD的發(fā)病機制尚不完全清楚，目前研究認(rèn)為與血脂異常[19]、生物力學(xué)壓力[10]、鈣磷代謝紊亂[20]等因素有關(guān)。盡管在血脂領(lǐng)域預(yù)防心血管疾病的主要重點是降低LDL膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平，但在過去十幾年中，Lp(a)水平升高是心血管疾病和CAVD的獨立的遺傳致病危險因素已逐漸成為共識。研究認(rèn)為無論是在保健人群中，還是在接受他汀類藥物或PCSK9抑制劑治療的受試者中，Lp(a)水平升高均能預(yù)測較高的心血管疾病事件發(fā)生率[21-22]。對有復(fù)發(fā)事件或進展性心血管疾病的受試者進行針對Lp(a)上皮升高的血脂分離觀察研究表明，開始血脂分離后心血管疾病事件發(fā)生率可降低70%～90%[23-24]。

2.1Lp(a)的沉積對CAVD的影響 在生理條件下，主動脈瓣膜內(nèi)皮細胞通過調(diào)節(jié)細胞黏附、通透性和旁分泌信號維持瓣膜內(nèi)穩(wěn)態(tài)。但如果主動脈瓣膜內(nèi)皮細胞因機械、氧化或剪切應(yīng)力而受損，局部炎癥導(dǎo)致細胞死亡和凋亡體釋放，伴隨主動脈瓣膜內(nèi)皮細胞受損部位產(chǎn)生微鈣化，可引發(fā)CAVD[25]。凋亡體促進羥基磷灰石晶體的形成，通過誘導(dǎo)白細胞介素(interleukin，IL)-1β和IL-6等促炎細胞因子的分泌，有助于CAVD的進展。同時，活化的主動脈瓣膜內(nèi)皮細胞釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(bone morphogenetic protein 2，BMP2)，BMP2是鈣化的重要啟動因子。一旦炎癥導(dǎo)致鈣沉積的形成，主動脈瓣順應(yīng)性的降低將導(dǎo)致進一步的機械損傷、細胞凋亡和鈣化，從而導(dǎo)致“損傷-鈣沉積-損傷”的惡性循環(huán)[26]。

主動脈瓣間質(zhì)細胞(aortic valve interstitial cells，AVICs)在CAVD進展期的主要特征是向成骨細胞樣表型分化。體外培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，Lp(a)孵育人AVICs會導(dǎo)致IL-6、BMP2和Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2的基因表達增加[27]。但在AVICs與氧化磷脂的E06單克隆抗體共同孵育條件下，成骨作用會減弱。而氧化磷脂在介導(dǎo)Lp(a)誘導(dǎo)的AVICs鈣化中起關(guān)鍵作用，Bouchareb等[28]提出Lp(a)及其相關(guān)的氧化磷脂可通過溶血磷脂酸受體(lysophosphatidic acid receptor，LPAR)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)誘導(dǎo)人AVICs鈣化。LPAR的配體是溶血磷脂酸，Lp(a)在瓣膜中的積累使得溶血磷脂酰膽堿轉(zhuǎn)化為溶血磷脂酸，并通過與LPAR結(jié)合誘發(fā)成骨效應(yīng)直接作用于AVICs。

也有研究報道了Lp(a)及其相關(guān)的氧化磷脂浸潤主動脈瓣內(nèi)層，局部作用于AVICs表型[29]。溶血磷脂酸結(jié)合LPAR后激活細胞內(nèi)核因子κB信號級聯(lián)通路，并可能通過Notch1和Wnt/β聯(lián)蛋白信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[30]，進而導(dǎo)致IL-6、Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2和BMP2的轉(zhuǎn)錄增加，加劇AVICs的鈣化。同時，通過調(diào)節(jié)Notch1的表達抑制IL-6、BMP2或核因子κB通路均可阻礙鈣化。此外，LPAR拮抗劑也阻止了溶血磷脂酸誘導(dǎo)的IL-6分泌和人類AVICs的鈣化進展[31]。

2.2Lp(a)基因多態(tài)性對CAVD的影響 LPA基因定位在第6號染色體長臂(6q26～27)，目前研究發(fā)現(xiàn)不同人種中LPA基因約有50種基因型[10]，且LPA基因多態(tài)性與CAVD密切相關(guān)。2013年，Thanassoulis等[32]首次通過6 942例患者的全基因組相關(guān)研究證實，LPA基因變異與CAVD和主動脈瓣狹窄明顯相關(guān)。2014年歐洲癌癥前瞻性調(diào)查研究表明，Lp(a)是主動脈瓣狹窄的高風(fēng)險因素，LPA基因中的rs10455872位點基因變異與較高的Lp(a)水平有關(guān)，增加了主動脈瓣狹窄的發(fā)生風(fēng)險[33]。另有研究證實，Lp(a)水平與CAVD發(fā)病顯著相關(guān)，LPA基因中的rs10455872、rs3798220位點的基因多態(tài)性是CAVD發(fā)病的遺傳學(xué)危險因素[34]。此外，在雜合子家族性高膽固醇血癥患者中，終生極高的LDL-C水平是其最大的危險因素，經(jīng)多變量分析后，Lp(a)仍能預(yù)測主動脈瓣狹窄，進一步證明Lp(a)是主動脈瓣狹窄的獨立危險因素[35]。

3 Lp(a)的致病機制

Lp(a)的致病機制與其分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：①Lp(a)的賴氨酸結(jié)合位點易與內(nèi)皮細胞結(jié)合，且Lp(a)的分子量變化范圍很大，小分子的Lp(a)更易沉積于內(nèi)皮下。②Lp(a)的賴氨酸結(jié)合位點可與氧化磷脂共價結(jié)合，氧化磷脂是炎癥過程的一個強有力的觸發(fā)器，參與動脈粥樣硬化的形成[36]。③Lp(a)的重要組成部分Apo(a)與纖溶酶原結(jié)構(gòu)相似，促進血栓形成。

3.1促進炎癥反應(yīng) Lp(a)通過誘導(dǎo)炎癥細胞因子促進炎癥反應(yīng)。局部炎癥和剪切應(yīng)力導(dǎo)致瓣膜通透性增加，使LDL-C和Lp(a)等Lp和炎癥細胞(如T淋巴細胞、巨噬細胞、肥大細胞)侵入瓣膜，在主動脈瓣內(nèi)層引起炎癥環(huán)境[26]。同時，Lp(a)可直接誘導(dǎo)單核細胞趨化，并通過血管內(nèi)皮細胞的直接和間接機制吸引單核細胞，也可誘導(dǎo)巨噬細胞釋放IL-8、腫瘤壞死因子-α和單核細胞趨化蛋白[37]。此外，Lp(a)易被氧化修飾，產(chǎn)生氧化特異性表位，是炎癥和動脈粥樣硬化形成的重要介質(zhì)。

3.2致動脈粥樣硬化 Lp(a)中的Apo(a)與血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞的幾種成分聯(lián)合作用，在內(nèi)皮損傷過程中通過Lp(a)積累介導(dǎo)多種動脈粥樣硬化發(fā)生機制，干擾正常內(nèi)皮功能，刺激單核細胞和巨噬細胞趨化激活。其中，Apo(a)的強賴氨酸結(jié)合位點通過RhoA/Rho激酶/MYPT1依賴性途徑促進Lp(a)在血管組織中的積累，增強內(nèi)皮收縮和通透性。同時，Apo(a)也可以通過整合素αVβ3和RhoA/Rho激酶的作用，調(diào)節(jié)平滑肌細胞的濃度依賴性排斥反應(yīng)[38]。此外，Lp(a)通過高親和力的極低密度脂蛋白受體的內(nèi)吞作用與巨噬細胞結(jié)合，促進泡沫細胞形成和膽固醇沉積。

3.3促進血栓形成 血漿Lp(a)水平升高與動脈粥樣硬化性血栓性疾病的風(fēng)險增加有關(guān)。Lp(a)可通過包括抑制和干擾纖維蛋白溶解在內(nèi)的多種機制促血栓形成。Lp(a)含有Apo(a)，Apo(a)存在多個Kringle結(jié)構(gòu)域，與絲氨酸蛋白酶酶原纖溶酶原具有高度的序列同源性，可以抑制活性纖溶酶的形成。Lp(a)直接與細胞外基質(zhì)、細胞纖溶酶原受體和纖維蛋白結(jié)合，并與纖溶酶原競爭其結(jié)合位點，這些相互作用是由賴氨酸結(jié)合位點介導(dǎo)。而Lp(a)與纖溶酶原競爭與纖維蛋白結(jié)合，干擾了纖溶酶介導(dǎo)的溶栓作用。Lp(a)中的Apo(a)可以通過替代纖維蛋白原與整合素αⅡbβ3結(jié)合，并可通過尿激酶型纖溶酶原激活因子抑制纖溶酶原激活，從而抑制血小板聚集[39]，進而促進動脈粥樣硬化血栓形成。

4 高Lp(a)血癥的治療

在既往臨床工作中，由于沒有針對性降低Lp(a)水平的藥物，所以難以通過隨機對照試驗驗證是否降低Lp(a)水平可減少CAVD的發(fā)生。近年有效降低Lp(a)水平的新藥的研究進展，為深入探索Lp(a)與CAVD的關(guān)系帶來希望。

4.1Lp(a)分離 對于進展期冠心病且Lp(a)>150 nmol/L的患者，在最大限度降脂治療后LDL-C仍大于3.3 mmol/L，英國心臟協(xié)會Lp(a)分離指南建議應(yīng)考慮進行血脂分離治療[40]。自2008年起，在德國Lp(a)>150 nmol/L(不考慮LDL-C水平)并伴有持續(xù)心血管疾病風(fēng)險的患者已被批準(zhǔn)作為定期Lp分離術(shù)的適應(yīng)證；且研究采用前瞻性多中心設(shè)計，對170例連續(xù)進行Lp(a)分離的患者5年的心血管事件發(fā)生率進行觀察發(fā)現(xiàn)，定期進行Lp分離術(shù)可將LDL-C和Lp(a)降低60%～70%，并顯著降低每年的不良心血管事件平均發(fā)生率[41]。但截至目前，Lp分離術(shù)研究缺少同步的對照組，因此很難估計患者受益程度，同時這種治療受到費用、技術(shù)的限制，很難得到普遍應(yīng)用。

4.2煙酸治療 煙酸曾被廣泛用于治療血脂異常，低劑量煙酸并沒有表現(xiàn)出任何降低Lp(a)水平的能力，但在大劑量(2～4 g/d)使用的情況下，可觀察到Lp(a)水平降低25%～40%[42]。煙酸降低Lp(a)水平的機制可能是通過在增加ApoB-100降解的同時減少Lp脂化所需的三酰甘油的合成,并降低刺激Apo(a)轉(zhuǎn)錄所必需的肝臟環(huán)腺苷酸水平[43]。此外，既往有研究表明，煙酸治療可升高糖尿病患者的血糖水平，并可能增加新發(fā)糖尿病的風(fēng)險；且該研究對隨機試驗中已發(fā)表和未發(fā)表的數(shù)據(jù)進行Meta分析發(fā)現(xiàn)，無論是否聯(lián)用他汀類藥物治療，煙酸治療均與新發(fā)糖尿病的風(fēng)險增加有關(guān)[44]。考慮到煙酸耐受性差和潛在的不良反應(yīng)，如偏頭痛、心動過速、臉紅、肝臟毒性等，煙酸不是降低Lp(a)水平的最佳治療藥物，且歐洲相關(guān)指南也不推薦煙酸作為降低Lp(a)水平的治療用藥。

4.3PCSK9抑制劑治療 PCSK9抑制劑可以減少LDL受體的降解，增加肝細胞LDL受體數(shù)量，增強LDL從血漿清除的能力。在FOURIER(Further Cardiovascular Outcomes Research with PCSK9 Inhibition in Subjects with Elevated Risk)研究中，PCSK9可使血漿Lp(a)水平平均降低26.9%，Lp(a)水平較高的患者發(fā)生重大心血管事件(冠心病死亡、心肌梗死和急性血管重建)的風(fēng)險降低了23%[9]。在ODYSSEY OUTCOMES試驗中，PCSK9降低Lp(a)水平與心血管疾病的風(fēng)險降低有關(guān)，而與同時降低LDL-C水平無直接關(guān)系[45]。雖然PCSK9抑制劑可以降低血漿Lp(a)水平，但其作用機制和臨床相關(guān)性仍有待進一步探討。

4.4核酸反義治療 米泊美生是一種2′-O-甲氧基乙基修飾的第二代反義寡核苷酸，與同源ApoB信使RNA結(jié)合從而抑制ApoB-100的合成，可顯著降低LDL-C、ApoB和Lp(a)的血漿水平[46]。在現(xiàn)有的Ⅲ期隨機試驗中，在不同原因的高膽固醇血癥患者中，米泊美生可持續(xù)降低中位血漿Lp(a)水平[46]。目前，米泊美生已被美國食品藥品管理局批準(zhǔn)用于降低同種家族性高膽固醇血癥的LDL-C、Apo(B)和其他Lp水平。

ISIS-Apo(a)Rx和AKCEA-Apo(a)-LRx是2′-O-甲氧基乙基修飾的反義DNA寡核苷酸，針對Apo(a)和Lp(a)，通過與互補的Apo(a)信使RNA序列結(jié)合形成DNA雙鏈，從而減少Apo(a)的翻譯。ISIS-Apo(a)Rx和AKCEA-Apo(a)-LRx在Ⅰ～Ⅱ期試驗中均表現(xiàn)出較好的耐受性和較少的不良反應(yīng)，并以劑量依賴性顯著降低血漿Lp(a)水平[47]。AKCEA=Apo(a)-LRx的Ⅱ期試驗中，20 mg/周的劑量可使Lp(a)水平平均降低80%，98%的患者Apo(a)水平達到0.5 g/L以下[48]。

5 結(jié) 語

Lp(a)是CAVD的一個獨立的致病危險因素，其臨床意義重大。高Lp(a)水平的CAVD患者疾病進展更快。然而，Lp(a)與CAVD之間更直接的機制仍需進一步研究。目前，CAVD沒有有效的藥物治療方案，只能在CAVD的終末階段行心臟瓣膜置換手術(shù)，因此臨床工作中需要新型、更早期的干預(yù)措施來治療CAVD。靶向Lp(a)的藥物出現(xiàn)，可能為預(yù)防或延緩CAVD進展的新型治療策略提供方向。同時，需要普及和提高醫(yī)患對Lp(a)生物學(xué)和病理生理學(xué)的更多了解，從而利于對Lp(a)介導(dǎo)的血管和瓣膜疾病風(fēng)險患者的篩查、診斷和治療選擇。