脂蛋白(a)與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的研究進(jìn)展

葉 青,史 微,楊 明,李 軍,李瓊芬

[云南省滇南中心醫(yī)院(紅河州第一人民醫(yī)院):1.心血管內(nèi)科;2.醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科,云南 紅河 661000]

心血管疾病(CVD)是全球最主要的死因之一[1]。雖然他汀類(lèi)藥物能夠有效降低低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平,從而改善CVD預(yù)后,但仍有很多患者面臨著CVD事件的高風(fēng)險(xiǎn)。為了降低這些具有殘余CVD風(fēng)險(xiǎn)患者的心血管事件發(fā)生率,全球范圍內(nèi)的研究者開(kāi)始關(guān)注非LDL-C的調(diào)節(jié)因素,如富含甘油三酯的脂蛋白膽固醇或脂蛋白(a)[Lp(a)][2]。Lp(a)是一種與LDL類(lèi)似的顆粒,在肝臟由載脂蛋白(apo) B100與apoA共價(jià)結(jié)合而成。Lp(a)具有獨(dú)特的雙重特性,既具有apoB和apoA所賦予的動(dòng)脈粥樣硬化作用,又具有apoA所賦予的促凝血和促炎作用。這些特性使得Lp(a)成為CVD的重要危險(xiǎn)因素,而不僅僅是一種含有apoB的脂蛋白顆粒[1]。

基于這些致動(dòng)脈粥樣硬化、促凝血和促炎的特性,提出了“Lp(a)假說(shuō)”,即降低Lp(a)水平可以降低心血管結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)[3]。盡管過(guò)去20年里有許多努力試圖驗(yàn)證Lp(a)假說(shuō),但直到最近才出現(xiàn)了能夠降低Lp(a)水平的治療方法,并進(jìn)入了隨機(jī)試驗(yàn)階段。新技術(shù)如反義寡核苷酸(ASO)為探索Lp(a)是否是殘余CVD風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵因素提供了可能性。作者回顧Lp(a)導(dǎo)致CVD易感性的機(jī)制,并討論最新治療方法的發(fā)展及其臨床試驗(yàn)結(jié)果。

1 Lp(a)的結(jié)構(gòu)與功能

Lp(a)是一種血漿中的大分子復(fù)合物,其一直是基礎(chǔ)研究和臨床實(shí)踐的熱點(diǎn),因其生理功能尚不清楚,且與動(dòng)脈粥樣硬化性疾病,特別是與冠心病(CHD)有著密切關(guān)聯(lián)[4]。Lp(a)由一分子含有apoB-100的LDL顆粒和一分子高度多態(tài)性的大型糖蛋白[稱(chēng)為apo(a)]組成。載脂蛋白(a)的一個(gè)顯著特征是含有若干個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)域,稱(chēng)為kringle。kringle是由3個(gè)內(nèi)部二硫鍵穩(wěn)定的三環(huán)結(jié)構(gòu),也存在于其他凝血因子[如纖溶酶原(PLG)、凝血酶原、尿激酶和組織型纖溶酶原激活劑(t-PA)]中。不同于PLG,apo(a)的kringle之間有糖基化的連接區(qū)域。Lp(a)的LDL部分和apo(a)部分通過(guò)apoB-100和一個(gè)kringle結(jié)構(gòu)域之間的二硫鍵形成共價(jià)連接[5-6]。

2 人類(lèi)LPA基因的結(jié)構(gòu)和進(jìn)化

LPA基因是由PLG基因經(jīng)過(guò)復(fù)制、缺失、基因轉(zhuǎn)換和點(diǎn)突變而演化而來(lái)的,與PLG基因有很高的相似性。PLG基因的特點(diǎn)是含有5個(gè)不同類(lèi)型的kringle結(jié)構(gòu)域(從kringle Ⅰ～Ⅴ,KⅠ～Ⅴ),每種類(lèi)型只有一個(gè)拷貝。這2個(gè)基因在大約4 000萬(wàn)年前的靈長(zhǎng)類(lèi)進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)了分歧。人類(lèi)LPA基因在非編碼區(qū)和編碼區(qū)與人類(lèi)PLG基因有78%～100%的序列同源性。在人類(lèi)LPA基因中,KⅣ結(jié)構(gòu)域發(fā)生了擴(kuò)增和分化,形成了10種不同類(lèi)型的KⅣ結(jié)構(gòu)域,每種類(lèi)型都有自己獨(dú)特的氨基酸序列,而KⅠ～Ⅲ結(jié)構(gòu)域則缺失了[4]。在獼猴和狒狒中,KⅤ結(jié)構(gòu)域也缺失了。其中一種KⅣ結(jié)構(gòu)域KⅤ型2(KⅣ-2)進(jìn)一步擴(kuò)增,形成了一個(gè)多拷貝的等位基因(KⅣ-2 CNV),其拷貝數(shù)從1～<40個(gè)不等,這是一種基因內(nèi)拷貝數(shù)變異(CNV)。其他KⅣ結(jié)構(gòu)域(KⅣ-1、KⅣ-3～10)也只有1個(gè)拷貝。所有的kringle拷貝都能夠轉(zhuǎn)錄和翻譯,所以KⅣ-2 CNV導(dǎo)致了apo(a)的大小多態(tài)性。apo(a)的大小通過(guò)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)測(cè)定,范圍在300×103～800×103,但這些值并不準(zhǔn)確,因?yàn)樘腔鞍自赟DS-PAGE中會(huì)有異常的遷移率。每個(gè)KⅣ結(jié)構(gòu)域由2個(gè)外顯子組成,中間有一個(gè)長(zhǎng)內(nèi)含子,其長(zhǎng)度隨著KⅣ類(lèi)型的不同而變化。相鄰的2個(gè)KⅣ拷貝之間有一個(gè)短內(nèi)含子,其長(zhǎng)度比較保守。KⅤ和蛋白酶結(jié)構(gòu)域(PD)分別由2個(gè)和6個(gè)外顯子組成。6號(hào)染色體上的PLG和LPA基因簇還包含了一個(gè)LPA樣基因LPAL2(叫作APOARGCEnsembl:ENSG00000 213071),其在肝臟中只能部分轉(zhuǎn)錄,并受到無(wú)義介導(dǎo)的衰變作用[6]。

3 Lp(a)的功能

Lp(a)的生理功能至今仍不清楚,特別是個(gè)體間Lp(a)水平的巨大差異和該性狀的高度遺傳性。由于Lp(a)顆粒的結(jié)構(gòu)成分,人們認(rèn)為其可能在膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)和纖維蛋白溶解系統(tǒng)之間起到橋梁作用,并可能影響血液凝固和纖維蛋白溶解過(guò)程。一些體外實(shí)驗(yàn)表明,Lp(a)和apo(a)確實(shí)能夠干擾凝血和纖維蛋白溶解級(jí)聯(lián)反應(yīng)的多個(gè)步驟。雖然apo(a)本身沒(méi)有纖維蛋白溶解活性,但據(jù)報(bào)道,其可以通過(guò)抑制激活劑,如鏈激酶、尿激酶和t-PA,來(lái)阻止PLG轉(zhuǎn)化為纖溶酶[7]。然而,在數(shù)萬(wàn)名個(gè)體中進(jìn)行的遺傳學(xué)研究發(fā)現(xiàn),無(wú)論是Lp(a)水平還是與Lp(a)水平相關(guān)的遺傳變異,均與靜脈血栓形成或靜脈血栓栓塞的風(fēng)險(xiǎn)無(wú)關(guān)。另一個(gè)可能的生理功能是Lp(a)參與傷口愈合和組織修復(fù)。Lp(a)可以通過(guò)apo(a)與巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和血小板表面的不同分子和受體相互作用。中性粒細(xì)胞釋放的防御素蛋白可以增強(qiáng)Lp(a)與內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的結(jié)合。體外研究顯示了Lp(a)與血管壁和細(xì)胞外基質(zhì)成分之間的相互作用,其中包括纖維蛋白、纖連蛋白、糖胺聚糖和蛋白聚糖。這些相互作用部分是由apo(a)的KⅣ-6～10結(jié)構(gòu)域中存在的賴氨酸結(jié)合位點(diǎn)介導(dǎo)的?；诿庖呋瘜W(xué)研究,人們推測(cè)Lp(a)可能通過(guò)與纖維蛋白結(jié)合,將膽固醇運(yùn)送到受損部位和傷口愈合處。從其結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)同源性來(lái)看,apo(a)可能具有不同生長(zhǎng)因子的特性,例如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子,其是由含有絲氨酸蛋白酶的祖先kringle演化而來(lái)[8]。

4 Lp(a)代謝

Lp(a)是由apo(a)和LDL(類(lèi))顆粒組裝而成的,但組裝的位置和機(jī)制仍有爭(zhēng)議。在人LPA構(gòu)建體轉(zhuǎn)染的HepG2細(xì)胞中,在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體中檢測(cè)到apo(a)/apoB復(fù)合物,即使在高爾基體的出口被阻斷時(shí)也是如此,但在細(xì)胞培養(yǎng)基中卻能檢測(cè)到這種復(fù)合物,這表明組裝可能發(fā)生在細(xì)胞外或肝細(xì)胞表面。相反地,根據(jù)動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù),也有人認(rèn)為組裝發(fā)生在細(xì)胞內(nèi),這些矛盾的發(fā)現(xiàn)還未得到解釋。Lp(a)的分解代謝的途徑和位置也不清楚,仍是一個(gè)未解之謎。低密度脂蛋白受體(LDLR)是否參與Lp(a)的血漿清除也不確定,盡管Lp(a)能夠與LDLR和LDL受體家族的其他成員結(jié)合。體外實(shí)驗(yàn)還表明Lp(a)-LDL復(fù)合物可以被LDLR識(shí)別。有研究表明Lp(a)和LDL的生物半衰期相似,但有一項(xiàng)研究顯示Lp(a)的分解代謝率(FCR)比LDL低30%。3項(xiàng)獨(dú)立的研究表明,個(gè)體間Lp(a)水平的差異不是由于FCR的差異,而是由于合成速率的差異。Lp(a)的短亞型和長(zhǎng)亞型的FCR無(wú)顯著差異[9]。

對(duì)小鼠的研究表明,Lp(a)的清除主要是由apo(a)介導(dǎo)的,而與Lp(a)的LDL部分無(wú)關(guān)。然而,由于小鼠無(wú)apo(a)基因,也無(wú)產(chǎn)生Lp(a),所以可能缺乏共同進(jìn)化的清除系統(tǒng),這些研究的結(jié)果需要謹(jǐn)慎對(duì)待。另一個(gè)問(wèn)題是,在家族性高膽固醇血癥(FH)患者中,由于LDLR缺陷或前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草桿菌蛋白酶/kexin 9型(PCSK9)功能突變導(dǎo)致的Lp(a)水平升高尚不清楚[10]。雖然一些研究無(wú)證實(shí)早期觀察到的現(xiàn)象,但大量近期研究支持了這一現(xiàn)象,并證實(shí)了Lp(a)是FH患者CVD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。有人提出可能存在不同類(lèi)型的LDLR突變或其他機(jī)制導(dǎo)致FH家族中Lp(a)水平的差異。另一個(gè)難點(diǎn)是,通過(guò)抑制LDLR途徑的PCSK9抑制劑可以降低Lp(a)水平20%～30%,而3-羥基-3-甲基戊二酸單酰輔助產(chǎn)A還原酶(HMG-CoA)抑制劑則無(wú)效[11]。

5 Lp(a)水平與冠狀動(dòng)脈疾病(CAD)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系

Lp(a)水平的升高與CAD風(fēng)險(xiǎn)的升高存在顯著相關(guān)性。在126 634例患者的聯(lián)合隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn),Lp(a)水平每增加1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(SD),CAD風(fēng)險(xiǎn)就增加16%[12]。哥本哈根市心臟研究顯示,Lp(a)水平處于第95百分位組的患者,其CAD風(fēng)險(xiǎn)比第22百分位組的患者高出2.6倍。經(jīng)過(guò)調(diào)整后,Lp(a)水平和KⅣ2結(jié)構(gòu)域的數(shù)量仍然是CAD風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。高Lp(a)水平還與心力衰竭風(fēng)險(xiǎn)增加1.54倍有關(guān)。高Lp(a)水平還與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展和急性心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān),這在南亞和拉丁美洲等地區(qū)尤為明顯[13]。最新的脂質(zhì)指南強(qiáng)調(diào)了分層評(píng)估Lp(a)水平的重要性,因?yàn)楦週p(a)水平與更高的CVD風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。與其他脂蛋白不同,Lp(a)水平主要受遺傳因素的影響,而不是個(gè)人生活方式因素[14]。一項(xiàng)采用孟德?tīng)栯S機(jī)化方法在多個(gè)族群中進(jìn)行的遺傳學(xué)研究證實(shí)了Lp(a)水平與CVD風(fēng)險(xiǎn)之間的因果關(guān)系。在不同種族群體中,具有較小apoA但較高Lp(a)水平的多態(tài)性患者都與較高的CVD風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。這種遺傳特征的一個(gè)原因是LPA基因中存在影響Lp(a)水平的單核苷酸多態(tài)性(SNPs)[15]。這些SNPs并不直接調(diào)節(jié)Lp(a)水平,而是與小異構(gòu)體相關(guān),而小異構(gòu)體導(dǎo)致了高水平的Lp(a)。某些SNPs,如rs3798220和rs10455872,與較少的KⅣ2結(jié)構(gòu)域數(shù)量相關(guān),從而與較小的apoA亞型相關(guān),并且與Lp(a)水平呈負(fù)相關(guān)。這些SNPs也與CAD的發(fā)生率增加相關(guān)。但值得注意的是,當(dāng)一個(gè)人同時(shí)攜帶這2個(gè)SNPs時(shí),其患CAD的風(fēng)險(xiǎn)增加了4倍,這超過(guò)了其他任何已知的傳統(tǒng)CAD風(fēng)險(xiǎn)因素[16]。

由于含有apoB和apoA 2種結(jié)構(gòu)成分,Lp(a)比僅含有apoB的LDL-C具有更強(qiáng)的動(dòng)脈粥樣硬化和血栓形成能力。這是因?yàn)長(zhǎng)p(a)中的apoA分子含有賴氨酸結(jié)合位點(diǎn),使其容易與內(nèi)皮細(xì)胞表面的受體結(jié)合,從而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成。此外,由于apoA與PLG分子結(jié)構(gòu)相似,還增加了Lp(a)的血栓形成傾向。因此,過(guò)多的Lp(a)會(huì)抑制纖溶酶的活性,降低纖溶酶水平,最終導(dǎo)致血液中纖維蛋白的溶解能力下降[17]。

6 生活方式改變對(duì)Lp(a)水平的影響

治療性生活方式改變已被證明是CVD風(fēng)險(xiǎn)一級(jí)和二級(jí)預(yù)防的有效治療策略。但是,飲食干預(yù)對(duì)Lp(a)水平的影響并不明顯。由于健康的生活方式可以降低CVD的風(fēng)險(xiǎn),所以有許多飲食隨機(jī)試驗(yàn)試圖證明健康的飲食干預(yù),如低脂肪飲食,可以降低Lp(a)水平[18]。另外,在其他研究中,攝入更多不飽和脂肪的實(shí)驗(yàn)組的Lp(a)水平較攝入更多蛋白質(zhì)或碳水化合物的實(shí)驗(yàn)組更高。一個(gè)綜合評(píng)價(jià)CV患者健康飲食的指標(biāo),包括體重指數(shù)、健康飲食評(píng)分、每日魚(yú)類(lèi)消耗量、全谷物消耗量、低鈉攝入量和低甜飲料消耗量,顯示了對(duì)Lp(a)水平的輕微影響[19]。

7 Lp(a)代謝與藥物干預(yù)的關(guān)系

Lp(a)的代謝途徑尚未完全闡明,Lp(a)水平受到Lp(a)的合成和清除的平衡影響,其中LPA基因的表達(dá)和清除對(duì)Lp(a)的生成起著關(guān)鍵作用,而apoE基因、LDLR和LDLR相關(guān)蛋白1(LRP1)也對(duì)Lp(a)的生成有一定作用。最近的一項(xiàng)薈萃分析顯示,他汀類(lèi)藥物治療可以使Lp(a)水平增加11%[20]。一項(xiàng)體外研究表明,他汀類(lèi)藥物治療可以刺激肝細(xì)胞中Lp(a)水平的升高,這可能是由于他汀類(lèi)藥物增加了LPA基因表達(dá)的原因。另外,還有報(bào)道顯示,PCSK9單克隆抗體(mAbs)可能通過(guò)降低極低密度脂蛋白和apoE的水平來(lái)降低Lp(a)的水平。上述研究為更深入地了解Lp(a)的代謝途徑和調(diào)控機(jī)制提供了重要線索,但仍需進(jìn)一步的研究來(lái)揭示Lp(a)的生成與清除過(guò)程[21]。

8 現(xiàn)有的調(diào)脂藥物對(duì)Lp(a)水平和心血管結(jié)局的影響

已經(jīng)有一些研究測(cè)試了現(xiàn)有的調(diào)脂藥物對(duì)Lp(a)水平和心血管結(jié)局的影響。關(guān)于他汀類(lèi)藥物對(duì)Lp(a)水平和隨后心血管結(jié)局的影響,已經(jīng)有一項(xiàng)薈萃分析發(fā)表。他汀類(lèi)藥物雖然可以改善常規(guī)的CVD風(fēng)險(xiǎn)因素,但也會(huì)使Lp(a)水平略有升高。然而,在基線(≥50 mg/dL)和隨訪期間Lp(a)水平較高的患者中,他汀類(lèi)藥物治療與不良CVD轉(zhuǎn)歸顯著相關(guān),較安慰劑組更高[22]。這些高Lp(a)水平的患者可能是他汀類(lèi)藥物治療后仍有殘余CVD風(fēng)險(xiǎn)的原因之一。針對(duì)Lp(a)的藥物治療可能可以減少高Lp(a)水平人群中Lp(a)介導(dǎo)的CVD風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)有研究證明,顯著降低Lp(a)水平可以大幅度降低每年心肌梗死發(fā)生率(97.0%)和復(fù)合心血管結(jié)果(86.0%)。在一項(xiàng)多中心觀察性研究中,前瞻性評(píng)估了170例高危患者,其平均LDL-C水平為99.0 mg/dL,Lp(a)水平為104.9 mg/dL。該研究進(jìn)一步支持了降低Lp(a)水平以降低CVD風(fēng)險(xiǎn)的理論,顯示了年度復(fù)合心血管結(jié)果(78.0%)、心肌梗死(85.7%)及經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(68.2%)或冠狀動(dòng)脈重建發(fā)生率的顯著下降[23]。

除了他汀類(lèi)藥物外,還有其他一些調(diào)脂藥物對(duì)Lp(a)水平有影響。在AIM-HIGH試驗(yàn)中,研究了緩釋煙酸治療[24]。然而,在該試驗(yàn)中,與安慰劑治療組相比,煙酸與他汀類(lèi)藥物聯(lián)合治療組雖然能夠使Lp(a)水平略微降低19%,但并未降低CVD事件的發(fā)生。其原因這可能是該試驗(yàn)缺乏足夠的證據(jù)力。目前尚不清楚煙酸是否能夠降低CVD風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)檫€沒(méi)有進(jìn)行足夠強(qiáng)大的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)來(lái)評(píng)估Lp(a)水平與CVD事件發(fā)生率之間的關(guān)系。膽固醇酯轉(zhuǎn)移蛋白(CETP)抑制劑最初被開(kāi)發(fā)為一種增加高密度脂蛋白(HDL)水平的藥物,同時(shí)也能夠降低LDL-C和Lp(a)水平。然而,在5種CETP抑制劑中,有3種(即torcetrapib、evacetrapib和dalcetrapib)的隨機(jī)試驗(yàn)由于毒性或無(wú)效而提前終止[25]。關(guān)于Lp(a)的數(shù)據(jù)來(lái)自anacetrapib和TA-8995的試驗(yàn),雖然Lp(a)水平降低了20%～40%,但并沒(méi)有顯示出心血管益處。PCSK9單克隆抗體已經(jīng)被證實(shí)能夠降低Lp(a)水平,如FOURIER試驗(yàn)所示。evolocumab是一種藥物,能夠使Lp(a)水平降低26.9%,與初始時(shí)的LDL-C水平無(wú)關(guān)。與安慰劑治療組相比,Lp(a)水平高于中位數(shù)(>37 nmol/L)的患者,其絕對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低率增加了1.41%,需要治療的人數(shù)增加了71%。另一種靶向PCSK9的藥物,inclisiran,是一種通過(guò)抑制PCSK9合成的小干擾RNA,顯示出在單次給藥后對(duì)LDL-C具有長(zhǎng)期效應(yīng)。然而,與evolocumab相反,在另一項(xiàng)研究中,針對(duì)apoB的ASO mipomersen被隨機(jī)分配給接受最大藥物治療的家族性高膽固醇血癥患者。在每天服用200 mg mipomersen的患者中,Lp(a)水平降低了26.4%[26]。

9 小 結(jié)

Lp(a)與CVD風(fēng)險(xiǎn)之間的確切關(guān)系及降低Lp(a)是否能夠降低心血管事件的發(fā)生率還需要更多的研究來(lái)確定。關(guān)于生活方式改變對(duì)Lp(a)水平的治療效果,目前還無(wú)統(tǒng)一證據(jù)。傳統(tǒng)的調(diào)脂藥物,如他汀類(lèi)藥物,對(duì)于降低高Lp(a)水平導(dǎo)致的CVD風(fēng)險(xiǎn)效果不佳,但新興的基于ASO技術(shù)的治療策略顯示出能夠顯著降低Lp(a)水平,有望降低CVD風(fēng)險(xiǎn),但仍需更多的臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)支持。雖然Lp(a)還有許多未解之謎,但隨著對(duì)Lp(a)的深入研究,臨床研究人員可能會(huì)更清楚地了解其在CVD中的作用,并探索出更有效的治療方法。