髓过氧化物酶/对氧磷酶-1对高密度脂蛋白功能及冠心病危险评估的预测意义

黄水英，李家富

(西南医科大学附属医院心血管内科，四川 泸州 646000)

髓过氧化物酶/对氧磷酶-1对高密度脂蛋白功能及冠心病危险评估的预测意义

黄水英，李家富

(西南医科大学附属医院心血管内科，四川 泸州 646000)

动脉粥样硬化（AS）是冠心病的主要病因，高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)作为动脉粥样硬化的保护因子，可使冠心病的发病率降低。然而，在炎症、糖尿病及其他氧化应激下，HDL的结构成分会发生变化而失去AS功能。髓过氧化物酶(MPO)可引起脂质和蛋白成分的化学改变和氧化修饰，而对氧磷酶-1(PON1)可保护LDL和HDL不受氧化应激损伤，因此，MPO/PON1对于预测HDL的功能，以及对冠心病的危险评估有着重要意义。

高密度脂蛋白；髓过氧化物酶(MPO)；对氧磷酶-1(PON1)；冠心病

大量的流行病学研究显示，高密度脂蛋白胆固醇(HDLC)水平与冠心病风险呈负相关，血清HDL-C是预测心血管事件发生率的重要指标[1]。NCEP ATPⅢ把HDL—C＜40 mg/dl当作冠心病的独立危险因素，认为每升高1 mg/dl就能降低2%～3%冠心病发病率。然而，有研究表明在炎症、糖尿病及其他氧化应激等情况下，HDL的结构成分会发生变化而失去抗动脉粥样硬化(AS)功能，甚至会促AS形成[2]。郑健宇的研究显示在糖尿病肾病患者中HDL的抗炎能力显著下降，从而导致部分患者AS的风险升高[3]因此，越来越多的学者开始关注HDL的功能在抗AS形成及预测冠心病危险中的作用。其中，Nicholls SJ等[4]的研究显示髓过氧化物酶(MPO)作用于LDL和HDL引起脂质和蛋白成分的化学改变和氧化修饰，相比之下，对氧磷酶-1(PON1)作为抗氧化剂可保护LDL和HDL不受氧化应激损伤[5]。因此，有理由相信MPO/PON1可能更合理反映脂蛋白的功能。本文就针对MPO/PON1对HDL的功能及冠心病危险评估的预测意义做一综述。

1 HDL的结构和颗粒大小影响其功能

HDL是血清蛋白之一，包括55%的蛋白、3%～15%的三酰甘油（TG）、26%～46%的磷脂(PL)、15%～30%的胆固醇酯(CE)以及2%～10%的胆固醇[6]。迄今为止已检测出HDL中大约200余种组成蛋白，主要分为4大类：载脂蛋白、酶类、脂质转运蛋白和次要蛋白[7]。这些蛋白发挥各自的功能如apoA-Ⅰ、apoA-Ⅱ参与脂质转运和代谢，对氧磷酶（PON）参与氧化和抗氧化反应，脂多糖结合蛋白、丛生蛋白、apoL参与先天免疫防御功能，鞘氨醇-1-磷酸盐（S1P）参与细胞生存、增殖、迁移。因此，以上蛋白各自功能的充分发挥才能使HDL产生抗氧化、抗炎、抗血栓、改善内皮功能以及通过胆固醇逆向转运（RCT）等机制产生抗AS作用[8]，其中任一蛋白及酶的缺失均可影响HDL的结构，从而影响其功能。有研究表明在与氧化应激相关的代谢状态如糖尿病、慢性炎症等情况下，HDL的结构会发生如下改变：(1)脂质构成发生逆转，即原占主导地位的脂质成分胆固醇酯大量减少甚至消失，而甘油三酯含量则显著增加；(2)蛋白质构成发生变化，HDL的主要功能蛋白apo AI急剧减少，而血清淀粉样蛋白A、铜蓝蛋白和可溶性磷脂酶A2-IIa等炎症蛋白确显著增加；(3)磷脂构成发生变化，如神经鞘磷脂减少，而磷脂卵磷脂和溶血磷脂胆碱增加；(4)对氧磷酶（PON）、血小板活化因子-乙酰水解酶(PAFAH)、卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT)和胆固醇酯转移蛋白等蛋白酶减少[9]。发生上述结构改变后的HDL不仅丧失了其正常功能，还表现出促炎、促氧化和抑制胆固醇逆转等与正常HDL相反的功能。

除了HDL的结构可影响功能外，其颗粒大小也与功能息息相关。根据HDL的颗粒大小和密度不同，利用密度梯度超速离心法将HDL分为HDL1、HDL2、HDL3 3种亚类[10]，而RCT则是通过HDL颗粒从前βHDL→HDL3→HDL2逐渐成熟代谢的过程。有研究表示增加HDL的颗粒大小可影响其功能[11]，小颗粒的HDL3较大颗粒的HDL2能更好的保护LDL不被氧化[12-13]，除此之外，HDL2较HDL3更易于被氧化[14]，因此，相比大颗粒的HDL2，小颗粒的HDL3有更大的抗氧化及抗AS能力。

2 MPO/PON1与高密度脂蛋白和冠心病的关系

MPO是由中性粒细胞、单核细胞和某些组织的巨噬细胞分泌的含血红素辅基的血红素蛋白酶，其不仅可引起脂蛋白的氧化或化学改变，还可产生活性氧和氮促进脂质过氧化、蛋白硝化及氨基酰化等[4]。PON1则是PON多基因家族中的一员，为HDL主要蛋白中的一种，具有强烈的亲酯性，与apo AI和apoAJ共存于HDL颗粒中,可水解有机磷酸酯，在载脂蛋白存在下其活性保持稳定，同时，还可以抑制LDL的氧化，减少血管的氧化应激[5]。Yunoki K等[15]的研究通过测定稳定性心绞痛（SAP）、不稳定性心绞痛（UAP）及健康者的MPO及PON1水平，结果发现在所有研究对象中，MPO水平与PON1浓度成负相关，因此，MPO促氧化剂与PON1抗氧化剂间的不平衡更容易导致斑块不稳定，甚至斑块破裂而形成急性冠脉综合征，而MPO/PON1同时结合MPO水平及PON1浓度可能更好的预测冠心病的风险。

3 MPO/PON1对高密度脂蛋白功能的预测

在炎症、糖尿病及其他氧化应激等情况下，MPO及PON1均会发生相应的改变，单独检测MPO或PON1均不能完整反映HDL的功能，因此，联合血浆MPO的水平及PON1的活性即MPO/PON1对HDL功能的预测意义可能更大。Haraguchi Y等[16]的研究通过培养人脐静脉内皮细胞（HEUVC）观察MPO/ PON1与HDL的抗炎功能的关系，结果显示用MPO/PON1＜1血清培养细胞的HDL抗炎能力明显强于用MPO/PON1＞3血清培养组。除此之外，此研究还通过培养人外周血单核细胞（THP-1）来评估了MPO/PON1与胆固醇流出功能的关系，发现MPO/PON1＞3培养组与MPO/PON1＜1组相比，胆固醇流出能力减少约6.3%。Razavi AE等[17]的研究结果显示MPO/PON1与年龄、BMI、hsCRP及HDL颗粒大小有显著的相关性，而与血脂水平无关，同时，在急性冠脉综合征（ACS）患者中MPO/ PON1与HDL颗粒的平均大小有显著的相关性(r=0.31,P=0.03)，除此之外，利用多元回归分析，调整其他传统危险因素后发现MPO/PON1是ACS的一个重要的的预测因子(OR=2.2，P=0.01)。

因此，综合上述文献的分析可得出MPO/PON1可能从HDL的抗炎能力、RCT及HDL的颗粒大小方面更好的反应HDL的功能。

4 MPO/PON1对冠心病危险的预测

失功能HDL表现出促炎，甚至促动脉粥样硬化形成，对冠心病等心血管疾病的保护作用降低。大量研究发现仅用HDL的数量来评估冠心病的发病风险存在不足，因为具有完整功能HDL的患者尽管其HDL数量偏低，但其冠心病的发病风险可能小于失功能HDL的患者。Rana JS等[18]的the EPIC-Norfolk前瞻性人群研究，随访25 663个45～79岁美国诺福克健康人10年，在随访过程中将发生致死性或非致死性冠心病的作为病例组，未发生任何心血管疾病的作为对照组，最后研究的结果显示病例组MPO的水平明显高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.001），病例组PON的浓度低于对照组，但差异无统计学意义（P=0.08）。另外，Meuwese MC等the EPIC-Norfolk巢式病例对照研究，随访了25 663个40～79岁健康人8年，随访过程中将未发生冠心病的作为对照组，发生冠心病的作为病例组，研究结果显示病例组MPO的中位数水平明显高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.001），除此之外，男性MPO的水平明显高于女性，差异也具有统计学意义（P＜0.001），MPO的基线水平在致死性冠心病组明显高于非致死性冠心病组(P＜0.001),但在此研究中不能排除种族差异。其次，此研究还通过线性回归分析发现MPO水平与CRP及白细胞计数成正相关，与HDL水平成负相关，调整传统危险因素，如收缩压、LDL、HDL、吸烟、糖尿病等后，MPO的四分位值与冠心病的风险明显相关（OR=1.36），在继续调整CRP后，MPO水平仍与冠心病的风险相关，其中MPO前四分位水平与后四分位相比也具有差异性（OR=1.27，P＜0.001），同时也发现MPO与冠心病的关系在男性中强于女性。而此研究更深一步的分析还发现在冠心病发病低风险的亚组中，MPO水平较高（＞728 pmol/l）者未来冠心病发病风险增加，尽管其LDL＜130 mg/dl，HDL＞50 mg/dl，或CRP＜2.0 mg/l[19]。Rana JS等[20]的一个前瞻性病例对照研究结果也显示病例组MPO的水平明显高于对照组（P＜0.05），同时，MPO水平也与冠心病的风险独立相关，但仅在男性中存在这种关系。Yunoki K等[15]的研究通过测定SAP、UAP及健康者的MPO及PON1水平，结果发现血清MPO水平在UAP组明显高于SAP及对照组（P＜0.0001），血清PON1的浓度在UAP及SAP组明显低于对照组。从以上文献可看出MPO与冠心病的风险均密切相关，而Pencina MJ等[21]的研究发现与单独使用MPO相比，联合使用MPO与PON1能更好的预测冠心病的危险分层。但同时联合MPO及PON1对冠心病危险性预测方面的前瞻性研究暂时相对缺乏，Yoko Haraguchi等[16]通过临床病例对照研究结果显示血清MPO的水平和PON1的活性与冠脉病变的发生密切相关，同时，此研究还发现MPO/PON1值在冠脉再发病变患者中的具有统计学差异，而HDL-C确无此关系，这个发现表明单纯用HDL-C的数量来评估冠心病危险分层并不充分，而使用MPO/PON1值可能会更好评估冠心病的再发风险。因此，Lixia Y等[22]建议将MPO/PON1作为冠心病二级预防的一个新的生物标记物。

此外，对于已经发生冠心病而接受冠脉内支架置入术的患者，HDL多表现为“失功能”状态，此时，仅通过HDL-C的数量不能很好评估冠脉支架内再狭窄的发生风险。Yoko Haraguchi等[16]通过研究冠脉支架内再狭窄病人的MPO水平及PON1活性，根据ROC曲线下面积设置MPO/PON1截点为1.59，其特异度、敏感度、总体精确度分别为25.4%,98.6%, and 64.4%，调整传统的危险因素后回归分析显示MPO/ PON1＞1.59与冠心病成功介入治疗后再狭窄独立相关。虽然动脉粥样硬化与冠脉支架内再狭窄的发病机制不同，但此研究提出高MPO/PON1不仅是冠脉非靶向病变的独立危险因素，而且还是冠脉支架内再狭窄的独立危险因素。

5 小结

综上所述，HDL的功能和数量在评估冠心病风险中同等重要，仅用HDL的数量水平来评估冠心病的危险是不足的，但目前临床上常用的检验方法仅能检测HDL颗粒中HDL-C的水平，只能粗略的估计HDL的功能，因此，利用新的生物学指标预测HDL的功能十分重要，通过测定MPO/PON1可能从酶学方面更好的反映HDL的功能，从而评估冠心病的发病风险。目前，针对MPO及PON1两个酶分别对HDL及冠心病的预测价值国内外均有许多报道，但联合MPO/PON1对HDL及冠心病的研究仅有日本及伊朗有报道，且缺乏大型前瞻性研究，因此，针对国人不同种族人群间及冠心病的不同类型，MPO/PON1对HDL的功能及冠心病危险评估的价值大小还需进一步临床研究证实。

[1]Wilson PWF,D’Agostino RB,Levy D,et al.Prediction of coronary heart disease using risk factor categories[J].Circulation,1998,97(18):1837-1847.

[2]Rosenson RS,Brewer HB,Ansell B,et al.Translation of High-Density Lipoprotein Function Into Clinical Practice Current Prospects and Future Challenges[J]. Circulation,2013,128(11):1256-1267.

[3]郑健宇.糖尿病肾病患者高密度脂蛋白抗炎能力的分析[J].当代医学,2016,22(21):1-3.

[4]Nicholls SJ,Hazen SL.Myeloperoxidase,modified lipoproteins,andatherogenesis[J].Journaloflipidresearch,2009,50(Supplement):S346-S351.

[5]Aviram M,Vaya J.Paraoxonase 1 activities,regulation, and interactions with atherosclerotic lesion[J].Current opinion in lipidology,2013,24(4):339-344.

[6]Arsenault BJ,Lemieux I,Després JP,et al.Comparison between gradientgel electrophoresis and nuclear magnetic resonance spectroscopy in estimating coronary heart disease risk associated with LDL and HDL particle size[J].Clinical chemistry,2010,56(5):789-798.

[7]Eren E,Yilmaz N,Aydin O.High density lipoprotein and it’s dysfunction[J].The open biochemistry journal,2012,6:78.

[8]Schwartz GG,Olsson AG,Abt M,et al.Effects of dalcetrapib in patients with a recent acute coronary syndrome[J].New England Journal of Medicine,2012,367 (22):2089-2099.

[9]Van der Westhuyzen DR,De Beer FC,Webb NR.HDL cholesterol transport during inflammation[J].Current opinion in lipidology,2007,18(2):147-151.

[10]Anderson DW,Nichols AV,Forte TM,et al.Particle distribution of human serum high density lipoproteins [J].Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Protein Structure,1977,493(1):55-68.

[11]Kontush A,Chapman MJ.Antiatherogenic small,dense HDL—guardian angel of the arterial wall?[J].Nature Clinical Practice Cardiovascular Medicine,2006,3(3): 144-153.

[12]Kontush A,Chantepie S,Chapman MJ.Small,dense HDL particlesexertpotentprotectionofatherogenicLDL against oxidative stress[J].Arteriosclerosis,thrombosis,and vascular biology,2003,23(10):1881-1888.

[13]Sakuma N,Yoshikawa M,Hibino T,et al.HDL3 exerts a more powerful antiperoxidativeand protectiveeffect against peroxidative modification of LDL than HDL2 does[J].Journal of nutritional science and vitaminology,2002,48(4):278-282.

[14]ShuheiN,SöderlundS,JauhiainenM,etal.Effectof HDL composition and particle size on the resistance of HDL to the oxidation[J].Lipids in health and disease,2010,9(1):104.

[15]Yunoki K,Naruko T,Inaba M,et al.Gender-specific correlation between plasma myeloperoxidase levels and serumhigh-densitylipoprotein-associatedparaoxonase-1 levels in patients with stable and unstable coronary artery disease[J].Atherosclerosis,2013,231 (2):308-314.

[16]Haraguchi Y,Toh R Hasokawa M,et al.Serum myeloperoxidase/paraoxonase 1 ratio as potential indicator of dysfunctional high-density lipoprotein and risk stratification in coronary artery disease[J].Atherosclerosis,2014,234(2):288-294.

[17]Razavi AE,Basati G,Varshosaz J,et al.Association between HDL particles size and myeloperoxidase/paraoxonase-1(MPO/PON1)ratio in patients with acute coronary syndrome[J].Acta Medica Iranica,2013,51(6): 365-371.

[18]Rana JS,Cote M,Després JP,et al.Inflammatory biomarkers and the prediction of coronary events among people at intermediate risk:the EPIC-Norfolk prospective population study[J].Heart,2009,95(20):1682-1687.

[19]Meuwese MC,Stroes ESG,Hazen SL,et al.Serum myeloperoxidase levels are associated with the future risk of coronary artery disease in apparently healthy individuals:the EPIC-Norfolk Prospective Population Study[J].Journal of the American College of Cardiology,2007,50(2):159-165.

[20]Rana JS,Arsenault BJ,Després JP,et al.Inflammatory biomarkers,physical activity,waist circumference, and risk of future coronary heart disease in healthy men and women[J].European Heart Journal,2009.

[21]Pencina MJ,D'Agostino RB,Steyerberg EW.Extensions of net reclassification improvement calculations to measureusefulnessofnewbiomarkers[J].Statistics in medicine,2011,30(1):11-21.

[22]Lixia Y,Feng Q,Ruiwei G,et al.e0379 Study of correlationshipbetweenmyeloperoxidaseparaoxonaseand coron[J].Heart,2010,96(Suppl3):A117-A118.

10.3969/j.issn.1009-4393.2017.07.098