髓過(guò)氧化物酶在心血管疾病中作用的研究進(jìn)展

趙 倩，陳還珍

在全球范圍內(nèi)，心血管疾病仍是死亡和致殘的主要原因。盡管在治療上取得了顯著成效，但心血管風(fēng)險(xiǎn)仍未得到很好控制。有許多研究證明了炎癥和氧化應(yīng)激反應(yīng)在心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮作用，同時(shí)發(fā)現(xiàn)一些炎癥生物標(biāo)志物在心血管疾病的診斷、治療、預(yù)后中的重要性。髓過(guò)氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)是一種血紅素過(guò)氧化物酶，儲(chǔ)存在中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的嗜天青顆粒中，在炎癥過(guò)程中釋放到細(xì)胞外[1]，在心血管疾病發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用。有研究報(bào)道血漿MPO水平升高與心血管疾病不良預(yù)后及死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。因此，MPO被認(rèn)為是多種心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)分層的生物標(biāo)志物，也可能成為心血管保護(hù)的潛在目標(biāo)。

1 MPO的結(jié)構(gòu)與功能

MPO是血紅素過(guò)氧化酶超家族的一員，是一種146 kDa糖基化同二聚體蛋白，由兩個(gè)單體組成，每個(gè)單體由14.5 kDa的輕鏈和58.5 kDa的重糖基化鏈組成，其中，包含1個(gè)輔血紅素衍生物和酶促反應(yīng)所必需的鈣結(jié)合位點(diǎn)[2]。由位于17號(hào)染色體上的一個(gè)基因編碼，其主要翻譯產(chǎn)物是一個(gè)單一的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)經(jīng)過(guò)N-連接的糖基化作用產(chǎn)生1個(gè)92 kDa糖蛋白[3]。這種前MPO蛋白經(jīng)過(guò)蛋白水解修飾，產(chǎn)生了成熟的MPO蛋白。這種成熟的MPO儲(chǔ)存在中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的嗜天青顆粒中，在炎癥過(guò)程中釋放到細(xì)胞外[1]。除了這些炎癥細(xì)胞類(lèi)型，在神經(jīng)元和內(nèi)皮細(xì)胞中也觀察到了MPO的表達(dá)[3]。

活化的中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞等在炎癥部位釋放MPO，利用過(guò)氧化氫(H2O2)氧化底物，如鹵化物(Cl-、Br-)和類(lèi)鹵化物如硫氰酸鹽(SCN-)，生成次鹵酸、次氯酸(HOCl-)、次溴酸(HOBr-)和次硫氰酸(HOSCN)[2]。這些都是強(qiáng)氧化劑，在正常情況下對(duì)某些微生物有殺傷力，并在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。然而，這些氧化劑的過(guò)量或不正常的生成會(huì)導(dǎo)致宿主細(xì)胞損傷并導(dǎo)致多種疾病。

MPO通過(guò)形成大量的反應(yīng)性氧化劑和擴(kuò)散性自由基，能夠通過(guò)脂蛋白過(guò)氧化作用、清除一氧化氮和抑制一氧化氮合酶而導(dǎo)致組織氧化損傷[4]，并隨后導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化形成、斑塊易損性、內(nèi)皮功能障礙、冠狀動(dòng)脈痙攣和心室重塑等[5-6]。這些途徑有助于冠狀動(dòng)脈疾病、心力衰竭和高血壓等心血管疾病的發(fā)展。

2 MPO在心血管疾病中的作用

2.1 MPO與動(dòng)脈粥樣硬化 動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性疾病，也是一種全身性疾病，臨床常見(jiàn)的是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化。MPO通過(guò)氧化低密度脂蛋白，修飾高密度脂蛋白，促進(jìn)內(nèi)皮功能障礙和動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。自從Teng等[1]報(bào)道在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)MPO以來(lái)，MPO已被證明參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展和進(jìn)展。Sugiyama等[7]證明，在易損和破裂的斑塊中發(fā)現(xiàn)大量含MPO的巨噬細(xì)胞，而在動(dòng)脈粥樣硬化的早期階段僅含有少量的MPO或MPO陰性巨噬細(xì)胞。許多研究表明，MPO能夠預(yù)測(cè)冠心病的風(fēng)險(xiǎn)、斑塊穩(wěn)定性和不良心血管事件。一項(xiàng)對(duì)部分或完全MPO缺乏的受試者進(jìn)行的基因研究顯示，MPO表達(dá)的缺乏顯著降低了患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)[8]。在MONICA/KORA研究中，平均10.8年的隨訪中，測(cè)定了333例冠心病病人和1 727例非冠心病病人的血清MPO水平，發(fā)現(xiàn)MPO的升高與冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的增加獨(dú)立相關(guān)[9]。對(duì)1 895例擇期行冠狀動(dòng)脈造影術(shù)的病人進(jìn)行3年隨訪研究，觀察到MPO水平的升高與主要不良事件(包括死亡、心肌梗死和腦卒中)的發(fā)生率顯著相關(guān)。表明MPO可以作為冠心病穩(wěn)定病人不良事件的預(yù)后指標(biāo)[10]。最近的一項(xiàng)研究中，分別測(cè)定112例冠心病病人和112名健康受試者的MPO水平，結(jié)果顯示，血漿MPO升高水平與冠心病的嚴(yán)重程度和動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)直接相關(guān)，可有效預(yù)測(cè)冠心病，對(duì)病人病情判斷和改善預(yù)后具有重要的臨床意義[11]。

2.2 MPO與急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS) ACS是一種常見(jiàn)的發(fā)病率高、死亡率高的疾病，包括ST段抬高型心肌梗死、非ST段抬高型心肌梗死和不穩(wěn)定型心絞痛。在ACS中，氧化應(yīng)激和炎癥在冠狀動(dòng)脈斑塊的不穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用[12]。MPO有助于ACS的早期診斷以及從胸痛病人中識(shí)別ACS病人。

為了在胸痛病人中識(shí)別ACS，研究人員測(cè)定了發(fā)病6 h內(nèi)血漿MPO、心肌肌鈣蛋白I(cTnI)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在非ACS病人中，MPO和cTnI均顯著降低，而在肌鈣蛋白陰性的ACS病人中觀察到較高的MPO水平，這些病人在6 h后肌鈣蛋白變?yōu)殛?yáng)性，表明聯(lián)合應(yīng)用MPO和cTnI比單獨(dú)應(yīng)用cTnI檢測(cè)ACS更敏感[13]。在另一項(xiàng)研究中，連續(xù)測(cè)定胸痛病人入院時(shí)和入院后6 h MPO水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)MPO水平可在胸痛病人中區(qū)分ACS病人和非ACS病人[14]。也可以從ACS中鑒別急性心肌梗死病人和心絞痛病人，并預(yù)測(cè)其住院期間并發(fā)癥的發(fā)生[12]。選取ACS病人32例、穩(wěn)定型心絞痛病人30例和健康者30名分別測(cè)定血漿MPO水平，通過(guò)冠狀動(dòng)脈造影檢查評(píng)估冠狀動(dòng)脈狹窄程度和病變血管支數(shù)[15]，結(jié)果顯示，隨著病人冠狀動(dòng)脈斑塊不穩(wěn)定性及冠狀動(dòng)脈狹窄程度的加重，血漿MPO水平顯著升高。然而，并非所有的研究都是積極的，也有研究顯示MPO水平與ACS的臨床結(jié)果沒(méi)有相關(guān)性[16-17]。

2.3 MPO與心力衰竭 心力衰竭是各類(lèi)心臟疾病發(fā)展的終末階段，死亡率和再住院率一直居高不下，因此，了解其病因和確定預(yù)后標(biāo)志對(duì)于有效的治療策略至關(guān)重要。早在20世紀(jì)30年代末，研究者就觀察到全身炎癥和心力衰竭嚴(yán)重程度之間的聯(lián)系。而后越來(lái)越多的數(shù)據(jù)支持炎癥和氧化應(yīng)激在心力衰竭病理生理中的作用[18]。因此，各種炎癥生物標(biāo)志物可用于預(yù)測(cè)急性和慢性心力衰竭病人的預(yù)后。

在慢性心力衰竭中，Tang等[19]研究測(cè)定了105例無(wú)心力衰竭病人(對(duì)照組)和102例慢性收縮性心力衰竭病人的血漿MPO水平，與對(duì)照組相比，心力衰竭病人MPO水平升高，且血漿MPO水平隨著紐約心臟協(xié)會(huì)(New York Heart Association，NYHA)心功能分級(jí)的增加而升高，并與血漿B型利鈉肽(BNP)水平相關(guān)。對(duì)140例慢性收縮性心力衰竭病人進(jìn)行血漿MPO水平、超聲心動(dòng)圖指標(biāo)以及長(zhǎng)期臨床結(jié)果之間的相關(guān)性研究，發(fā)現(xiàn)血漿MPO水平越高，左室舒張功能受損和右心室收縮功能障礙的可能性越大，不良臨床事件的風(fēng)險(xiǎn)也越大[20]。類(lèi)似地，有研究對(duì)136例慢性收縮性心力衰竭病人平均隨訪34個(gè)月，發(fā)現(xiàn)MPO可作為臨床不良事件的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[21]。最近的一項(xiàng)研究中，對(duì)86例急性心力衰竭[射血分?jǐn)?shù)(EF)≥45%]后4～8周的病人和46名健康對(duì)照者平均隨訪579 d，發(fā)現(xiàn)心力衰竭病人與對(duì)照組相比有更高的MPO水平，并指出MPO與心力衰竭的血管功能障礙和預(yù)后相關(guān)[22]。

在急性心力衰竭中，MPO的診斷和預(yù)后意義仍有爭(zhēng)議。在412例出現(xiàn)呼吸困難病人的研究中，急性心力衰竭病人和非急性心力衰竭病人血漿MPO水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，血漿MPO水平與這些病人的1年死亡率無(wú)關(guān)[23]。相比之下，一項(xiàng)更大規(guī)模的研究表明，血漿MPO水平獨(dú)立預(yù)測(cè)了急性心力衰竭病人的1年死亡率[24]。MPO在急性心力衰竭病人中的應(yīng)用仍不清楚，尚待確定。

2.4 MPO與高血壓 高血壓是心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素，是全球死亡的主要原因之一[25]。由于高血壓很多時(shí)候是無(wú)癥狀的，導(dǎo)致許多高血壓病人未能及時(shí)診治，最終因各種并發(fā)癥而過(guò)早死亡。因此，找到一種方法及時(shí)篩查高血壓風(fēng)險(xiǎn)病人尤為重要。

越來(lái)越多的研究顯示，高血壓與免疫及炎癥反應(yīng)相關(guān)[26]。測(cè)量219名健康孕婦、130例妊娠期高血壓病人和143例先兆子癇病人的血漿MPO水平和活性，發(fā)現(xiàn)與健康孕婦相比，先兆子癇組病人MPO水平較高，且未接受高血壓治療的先兆子癇和妊娠期高血壓病人均表現(xiàn)出較高的MPO水平和活性[27]。此外，高血壓藥物的應(yīng)用降低了MPO水平，表明這些藥物可能對(duì)機(jī)體有保護(hù)作用。另一項(xiàng)研究中，選取子癇前期和正常孕婦各30例，發(fā)現(xiàn)子癇前期組MPO水平升高，可能與子癇前期發(fā)病機(jī)制有關(guān)[28]，表明MPO可作為預(yù)測(cè)子癇前期的生物標(biāo)志物。

2.5 MPO與心臟毒性 目前隨著腫瘤診治水平的提高，腫瘤病人生存期不斷延長(zhǎng)，針對(duì)惡性腫瘤的化療、放療以及靶向治療，都不可避免會(huì)引發(fā)心臟毒性。由于早期缺乏識(shí)別心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)增加的能力，而使病人病情加重。現(xiàn)在一些炎癥生物標(biāo)志物已經(jīng)逐步成為抗腫瘤藥物致心臟毒性的預(yù)測(cè)因子。在一項(xiàng)多中心研究中，接受阿霉素和曲妥珠單抗治療的78例乳腺癌病人在隨訪15個(gè)月時(shí)心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)較高，僅與3個(gè)月時(shí)血清MPO水平升高有關(guān)[29]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)血清MPO水平是心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)因子[30]。因此，MPO可能是預(yù)測(cè)心臟毒性潛在的炎性生物標(biāo)志物。

2.6 MPO與心臟移植 心臟移植是治療終末期心臟病的有效方法，隨著免疫抑制劑、心臟保存技術(shù)、手術(shù)技術(shù)、供體和受者的選擇、排異反應(yīng)監(jiān)測(cè)等方面的進(jìn)步，心臟移植受體在術(shù)后30 d、1年和5年的存活率分別為90%、86%和70%[31]。心臟移植的壽命在很大程度上取決于心臟移植物血管病變(cardiac allograft vasculopathy，CAV)或慢性排異反應(yīng)[32]。由于免疫和非免疫因素，慢性排異在心臟移植病人中的患病率很高[33]。CAV的診斷依賴(lài)于冠狀動(dòng)脈造影術(shù)，這是一種侵入性檢查，在病變進(jìn)展和治療時(shí)難以進(jìn)行。所以探索一種無(wú)創(chuàng)的檢查方法或炎性生物標(biāo)志物，對(duì)早期發(fā)現(xiàn)有CAV風(fēng)險(xiǎn)的病人至關(guān)重要。

在評(píng)估47例心臟移植受體時(shí)，研究人員觀察到CAV病人與沒(méi)有發(fā)生CAV的病人相比，具有更高的氧化應(yīng)激指數(shù)(OSI)、MPO水平和過(guò)氧化氫酶活性。將CAV病人分為輕度、中度和重度，后者較前兩者具有較高的OSI，并觀察到CAV分級(jí)與OSI、MPO和過(guò)氧化氫酶活性之間存在相關(guān)性[34]。但其樣本量較小，未來(lái)還需更多的研究來(lái)驗(yàn)證。

3 小結(jié)與展望

MPO可提高心血管疾病的診斷和風(fēng)險(xiǎn)分層，其作為多種心血管疾病預(yù)后的炎性生物標(biāo)志物，有可能成為心血管保護(hù)的目標(biāo)。盡管一些研究支持MPO是心血管疾病惡化的預(yù)測(cè)因子，但這并不是普遍現(xiàn)象，在確定其作為評(píng)估疾病嚴(yán)重程度和高風(fēng)險(xiǎn)的炎性生物標(biāo)志物時(shí)，應(yīng)小心謹(jǐn)慎。而且在任何類(lèi)型的炎癥中都可能發(fā)生巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的活化，因此，準(zhǔn)確地了解MPO在這些疾病中的作用機(jī)制需要進(jìn)一步的研究。到目前為止，還沒(méi)有利用炎癥生物標(biāo)志物來(lái)決定心血管疾病治療方案的研究，因此，將其納入臨床實(shí)踐有些困難。未來(lái)可以繼續(xù)探索MPO對(duì)心血管疾病危險(xiǎn)分層及指導(dǎo)臨床治療方案方面的研究。同時(shí)，以MPO為靶點(diǎn)進(jìn)行干預(yù)，減輕心肌炎性損傷，也為心血管疾病的治療帶來(lái)新的思路。靶向MPO抑制劑有可能成為心血管疾病最有潛力的治療方法。目前在體外和動(dòng)物研究中，有希望的MPO抑制劑(如PF-1355)和替代底物[20]，已被證明可以減少動(dòng)脈粥樣硬化負(fù)擔(dān)、穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和預(yù)防冠心病的心臟并發(fā)癥。但MPO抑制劑的開(kāi)發(fā)仍存在許多挑戰(zhàn)。