摘要 脂蛋白(a)作为特殊的血浆脂蛋白发现已有36年,由于对其结构及作用研究的深入,愈来愈多的证据表明:血浆中脂蛋白(a)是动脉粥样硬化、冠心病及脑血管疾病的重要独立危险因素。本文将就其结构特点、致病机制、临床意义以及常用检测方法等方面作一简要综述。
关键词: 脂蛋白(a);脑血管疾病
脂蛋白(a)[lipoprotein(a),LP(a)]是一种独立的运载胆固醇的脂蛋白颗粒,于1963年由挪威Berg发现并命名。大量资料表明:血浆高浓度LP(a)与心脑血管疾病有显著的关系[1~4]。
1 LP(a)颗粒结构及特性
lP(a)主要由蛋白质、类脂和糖类组成。其结构与LDL相似,都有疏水性甘油三脂(TG)和胆固醇酯(ES-Ch)的核心,表面由胆固醇及磷脂包裹,上嵌有亲水性载脂蛋白。不同于LDL,一般认为LP(a)含有一个或两个载脂蛋白(a)[apo(a)]和一个载脂蛋白B-100[apoB-100],它们之间以二硫键结合[5],而LDL只有单一的apo b-100。LP(a)中糖类含量较LDL高数倍,是所有脂蛋白中糖含量最高的一种。LP(a)的密度为1.050~1.100,与一部分LDL及HDL密度重叠;少量富含TG的LP(a)密度<1.006。apo(a)分子由高度糖化的单条肽链组成,含糖25~40%,分子大小极不一致;含糖的apo(a)分子量在300kD~800kD之间。apo(a)这一多态性分子的基础是基因中Kringle4编码区结构重复数量差异所致。
现在证据表明apo(a)分子在LP(a)致动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)中起重要作用。apo(a)分子与纤溶酶原(plasminogen,plg)基因都位于第6号染色体长臂2区7带(6q27)的邻近区[1]。apo(a)含有37个或更多的环状样(kringle)结构,与plg中第四个环状样(kringle4)结构氨基酸序列有75%~85%的相同[6]。这就决定了apo(a)与plg有高度同源性及交叉免疫反应性。
2 LP(a)的致病机制
lP(a)作为动脉粥样硬化的独立危险因素,已经得到了广泛的研究支持,但其内在作用机制还不明了,目前主要认为LP(a)与胆固醇代谢及纤维蛋白水解系统有关[1,7,8]。
2.1 lP(a)与胆固醇代谢 1974年Walton等用免疫荧光技术发现LP(a)抗原在AS损伤部位的沉积与LDL沉积部位相仿,这一事实强烈提示了LP(a)的致AS作用。加之LP(a)含有与LDL结构中相同的apoB-100,故早期研究注重LP(a)所致脂质异常沉着的机制,但通过细胞培养实验并未得出确切的结果。在成纤维细胞,LP(a)被显示通过LDL受体途径进入细胞。在巨噬细胞培养中,当加入纯化的LP(a)时,并不引起脂肪在细胞内聚集,而加入LP(a)的硫酸葡聚糖聚合物,则可导致ES-Ch在小鼠的巨噬细胞内沉积,形成脂肪小滴。因此认为LP(a)先聚集在动脉内膜上,通过受体或非受体途径进入内皮细胞,抵达内皮下,与介质成分(与胶原、糖蛋白等)形成复合物,由巨噬细胞或平滑肌细胞吞噬,并发生胆固醇脂化,形成泡沫细胞,导致AS的形成[2]。但LP(a)受体亲和力低,且所携带胆固醇有限[20mg/dl lP(a)使血清总胆固醇升高5.6mg/dl],LP(a)成为危险因素时时浓度(20mg/dl)只有LDL成为危险因素时浓度(300~400mg/dl)的15~20分之一。这些都无法用和LDL相似的致AS机制来解释。近年来,研究重点转向LP(a)蛋白部分,尤其是apo(a)的致AS作用。
2.2 LP(a)与纤维蛋白水解作用与血管内皮细胞相关的纤溶系统在溶栓中起重要作用,而这纤溶系统的激活有赖于plg和内皮细胞合成并分泌的组织型纤溶酶原激活物(tissue-type plasminogen activator,TPA)在细胞表面的结合。在细胞表面有plg和TPA的结合位点,在此部位这两种物质的接近可使Glu-plg活化为具有12倍纤溶活性的Lys-plg。而且在此部位可保护活性化的plg不受a2-纤溶酶抑制物的作用。而apo(a)和plg具有结构上高度一致性,则LP(a)可与plg竞争细胞表面的这些结合点,且LP(a)不具有潜在纤溶活性,因经可抑制纤深导致血栓形成[7,9]。另外还由体外实验推算出当LP(a)>25~40mg/dl时,LP(a)将占取内皮细胞上这些结合部位的16%~24%,而大大降低纤溶能力,导致纤维蛋白水解时间延长,促使血栓形成[1]。
3 LP(a)的检测方法
LP(a)的检测方法基本为免疫学方法,从60年代来不断改进和完善。LP(a)的结构特性决定了它具有以下免疫学特点:(1)含有两种抗原蛋白质apo(a)与apoB100,其中apo(a)与plg有高度同源性,故全范围的多克隆抗LP(a)的抗血清既能与apoB又能与plg进行交叉免疫反应。(2)LP(a)的分子量大,且apo(a)有重复37次以上的Kringle4区域,故LP(a)的抗原性强,且较稳定。(3)LP(a)中apo(a)位于表面,且与脂质成分无交联,与apoB100也只以一个二硫键相连,故apo(a)暴露充分。(4)LP(a)中apo(a)是结构复杂的糖蛋白,因其糖化程度及Kringle4拷贝数目不同而呈现分子由300kD到800kD的多态性[10]。
最初的LP(a)测定法为Berg提出的琼脂凝胶扩散法,其后Laurell在60年代中期提出了单向火箭电泳两种方法。其间国外又有多种报道[10],如放射免疫扩散法(RID),免疫散射比浊法(INA)等多种方法。但都有各自缺点(RID较不敏感,变异大,INA适用范围窄且需专门激光比浊仪等设备)而没有推广应用。直到80年代中、后期出现了放射免疫测定法(RIA),免疫透射浊度法(ITA)和酶联免疫吸附法(ELISA)等。这同种方法都有敏感性高,线性范围广(5~800mg/dl),变异小(组间、组内CV<10%)等优点。但RIA法需专门核医学设备及放射性同们素标记而应用受限。ITA虽然精密度高,适宜大批量标本测定,但由于不易得到高活性的、纯化的多克隆重抗体血清,及常用的PEG反应体系中明显的非特异反应。而使本法推广受到限制[11]。而ELTSA法则以其灵敏度高、特异性好、方便、易自动化等诸多优点,而被广泛应用。大多数ELISA基于双抗夹心法,即(抗)LP(a)IgG→抗原(等测样本或标准)+酶标(抗)LP(a)IgG→底物显色。所用抗血清可为单克隆或多克隆抗体。在应用ELISA法定量测定LP(a)及分析结果时应注意以下几点:
(1)避免免疫交叉反应:粗制抗LP(a)抗体与apoB及plg抗原都存在明显的交叉反应。为精确定量LP(a)可使用以下和种高特异性方法:①应用单克隆抗体。但考虑到apo(a)的高度多态性,此法可有低估抗原浓度的危险[10]。②采用抗apo(a)—LP(a)-抗apoB法,此法可有效避免与plg的交叉反应,但对血浆中少量游离apo(a)可漏检[12]。③多克隆抗血清纯化,即采用含有plg,LDL等可能与未纯化的抗血清发生交叉反应的多种抗原的层析柱来纯化粗制抗血清,以得到高特异性的抗apo(a)多克隆抗体[10],此法目前应用较广。
(2)LP(a)标准:标准问题为质量控制中的首要问题。但目前国际尚无统一的LP(a)标准,所以只能尽量做好室间质控和室内质量评价[13]。可使用纯化LP(a)为标准,以蛋白定量计;也可用测定LP(a)胆固醇的量乘以3.3[LP(a)中含有29.8%的胆固醇]来标定; 也可在室内自制参考血清作为常规检测的第二标准。
(3)结果分析:大量研究显示人群血浆中LP(a)浓度呈明显偏态分布,故一般不宜用正态分布的检验方法。可用对数或平方根转换等变为正成分布资料后,再用正态分布的检验方法;也可用非正态分布的非参数统计检验方法(如秩和检验等);也可考虑用四分位数或几何均数对偏态数据进行描述。
(4)标本储存:通常LP(a)血浆标本在-20℃时可存放6个月而无明显的免疫原性改变。但有研究表明脂蛋白或载脂蛋白抗原血清标本的免疫原性随储存温度的增高,存放时间的延长而增加,故需长期贮放(6个月以上)标本时,液氮速冻效果更好[12]。
4 LP(a)在脑血管疾病中的研究
4.1 脑血管疾病概述 脑血管疾病(cerebral vasculas disease,CVD)是由各种病因引起的脑部血管疾病的总称。目前认为引起CVD的病因较多,有血管壁病变、血液成分改变、血清动力学改变等。其致病危险因素认为有年龄、高血压、心脏病、糖尿病、AS、脂质代谢异常、吸烟、遗传等。随CVD分类不同,这些病因和危险因素所起作用的重要性各不相同。现将其主要分类与病因分述如下:缺血性脑血管疾病(ischemic cerbral vascular disease,ICVE)主要包括短暂性缺血发作(transient ischemic attack,TIA),病因绝大多数为AS;脑梗塞(ceredral infarction,CI),常见类型有脑血栓形成和脑梗塞,除由于风心病、房颤等心源性血栓栓塞以外大多与AS有关;特殊类型的腔隙性梗塞主要由持续性高血压和小动脉硬化引起;而脑出血疾病的病因主要为高血压和AS。
4.2 LP(a)与脑血管病的关系 多数研究表明LP(a)可做为CVD,特别是与AS有关的CVD的显著的独立的危险因素[14~16]。
Zenker[14]对患有CVD(包括TIA,CD)和冠心病(CAD)患者及正常对照组进行了对照研究,测定了他们的LP(a)、TG、DDL-C、TC、VLDL-C、LDL-C等指标。其中只有LP(a)在CVD、CAD组和对照组有高度显著性差异(P<0.001),并采用多普勒超声系统(Duplex-Doppler scor System)按颈动脉梗阻程度分6级来量化血管损伤程度,得出血浆LP(a)浓度与血管损伤程度呈正相关。所以用LP(a)作为CVD、CAD的危险因素的显著性指标,其可靠性超过TC、TG上升或HDL-C下降等。尤其当年龄在60岁以下时,LP(a)浓度升高与ICVD的相关性强,故认为血浆LP(a)浓度升高与早发AS有关。研究指出,大脑皮层动脉梗塞患者LP(a)水平明显高于对照组;而穿通动脉梗塞患者的LP(a)水平与正常对照组差别无显著性。作者指出,在CI中,皮层动脉梗塞主要和大的颇内、颇外动脉(如颈总、颈内动脉,椎动脉、前、中后大脑动脉及它们的主要分支)的AS有关,而穿通动脉梗塞主要由于穿通脑皮质的小的脑动脉(如豆纹动脉)。在持续高血压作用下形成纤维变性及坏死有关。WOO[15]等在304例香港中国人CVD(包括CI、腔隙性梗塞和脑出血)病例对照研究后得出:在LP(a)和其它众多血脂指标中,颇内出血和CI的显著性指标为LP(a)升高,由高血压和糖尿病引起的腔隙性梗塞为HDL-C,apoA-I的下降,经多元数学回归分析后得出,在中风的众多危险因素中,高血压、apoA-I下降与LP(a)升高有显著意义。我国学者黄鉴政等[16]在比较CI组、脑出血组织和健康对照组后,还提出LP(a)为CI和脑出血之间差异最大的指标。在大多数研究中,LP(a)与其它血脂指标不存在相关性或相关性较弱。故LP(a)可作为CVD的显著的、独立的危险因素指标,并有一定的鉴别意义。
综上所述,虽然对LP(a)的致病机制和临床意义有待进一步探索,但由于LP(a)作为AS、IHD、CVD等疾病高度显著的的独立危险因素,有必要开展基于ELISA法对其它定量测定的工作,以期进一步揭示LP(a)和CVD等疾病的内在关系,推动CVD疾病的预防和诊治。
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