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  • 脂代谢相关指标检测 新技术与新认识

    2014-09-30 15:26     2393次浏览
  • 美国国家胆固醇教育计划-成人专家组(National Cholesteml Education Progmm-Adult Treatment PaneL,NCEP-ATP)系列导则一直强调降低低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein-cholesterol,LDL-C)水平对冠心病(comnary heart disease,CHD)预防的重要性,而新近公布的“2013美国心脏病学会(American College of Cardiology,ACC)/美国心脏协会(American Hean Association,AHA)心血管风险评估指南”以动脉粥样硬化相关性事件10年风险作为首要关注对象,不再推荐具体的血脂目标值,改为采用他汀强度为目标。

    虽然新指南的发布引起了众多评论和质疑,但不可否认的是以往的具体的血脂目标值缺乏广泛有力的证据,仅从血脂“量”的改变考虑心血管风险已显得差强人意。当前,研究者对血脂、脂蛋白检测和临床意义的理解已从单一的、表面的“量的改变”逐渐地向多层次发展,更多地关注其“质”的变化、体内代谢相关的指标以及其基因分子水平的改变对疾病的影响。

    一、脂蛋白“质”变标志物

    脂蛋白的“质”通常表现在其颗粒大小、密度、数量、特性、组成和亚型等。

    低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)具有明显的异质性,根据颗粒直径和密度不同分成大而轻低密度脂蛋白(large buoyant LDL,lbLDL)和小而密低密度脂蛋白(small dense LDL,sdLDL)。

    小而密低密度脂蛋白胆固醇(smaU dense LDL-cholesterol,sdLDL-C)较LDL-C更易被氧化,促使泡沫细胞形成,是动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)发生的强危险因素,作为预测CHD的指标比LDL-C更敏感,也是稳定性冠心病突发急性冠状动脉事件的有效预测指标。目前已推出可用自动生化分析仪直接定量检测sdLDL-C的均相酶法试剂盒。

    除颗粒大小外,LDL总颗粒数量(LDL-particle,LDL-P)与心血管疾病(cardiovascular disease,CVD)的风险评估的相关性已逐渐被重视。研究显示:许多个体内LDL-C和LDL-P存在不一致的现象,此时LDL-P对未来CVD事件的预测价值优于LDL-C。对LDL-P的检测所提供的信息将有助于降低LDL-C低水平的患者发生CVD事件的几率。目前对于LDL-P的检测主要依赖核磁共振技术。

    LDL、脂蛋白(a)[lipoprotein(a),Lp(a)]的氧化修饰是AS病变发生的始动因素。临床研究发现高氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)水平是AS发生的强危险因素,与疾病严重程度相关,ox-LDL结合血脂、炎症指标可用于估评AS斑块稳定性。

    ox-LDL的检测方法有多种,如共轭双烯测定法、硫代巴比妥酸反应物质测定法,相对电泳迁移率测定法和目前较为广泛使用的基于ox-LDL抗体的酶联免疫吸附检测法。

    高Lp(a)已公认为AS性心、脑血管疾病的独立危险因素,本实验室建立了针对不同氧化位点的氧化脂蛋白(a)[ox-Lp(a)]检测法和能够同时检测人血清中ox-Lp(a)和ox-LDL的高灵敏度、简单快速的化学发光成像免疫分析方法,并进行系列研究发现CHD患者经皮冠状动脉干预后Lp(a)和ox-Lp(a)水平升高,与AS病变严重程度、斑块稳定性密切相关,是AS发生的强危险因素。

    高甘油三酯(triglycerides,TG)作为AS性CVD的强危险因素已得到公认,但测定总TG的缺陷在于不能将富含TG的脂蛋白中致病性和非致病性组分分开。研究发现乳糜微粒(chylomicrons,CM)和新生的极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)分解代谢产物残粒样颗粒(remnant lipoprotein,RLP)是具强致病性作用的组分。

    RLP易于被巨噬细胞吞噬,引起胆固醇脂的蓄积,转变为泡沫细胞,在CHD患者中显著升高,与疾病程度相关,是CHD的强危险因素。新近临床研究发现,与传统的胆固醇指标相比,RLP是更有优势的预测儿童CVD发生的危险因素。

    目前适用于临床实验室的RLP检测法根据RLP表面免疫学特性所建立,利用抗ApoBlOO抗体(针对非ApoB48的抗原位点)与VLDL、LDL等结合,抗ApoAI抗体与HDL和新合成的CM结合形成免疫复合物沉淀,测定留在溶液中未与抗ApoBIOO和抗ApoAI结合的VLDL和CM即为RLP。

    二、脂代谢相关标志物

    对脂蛋白的新认识还体现在对脂代谢相关蛋白的分析。胆固醇酯转运蛋白(cholesteryl ester transfer protein,CETP)在胆固醇的逆向转运中起关键作用,介导脂蛋白间中性脂质转运,直接影响脂蛋白颗粒大小、组成和功能,与sdLDL-C的形成密切相关。

    CETP抑制剂,如Torcetrapib、JTT2705和CETP疫苗,可明显改变HDL和LDL亚型分布,提高血浆HDL水平和LDL颗粒的平均大小,减缓AS进程。本课题组研究发现高脂血症患者血浆CETP水平显著升高,高水平CETP通过改变脂蛋白脂质组成促进ox-LDL水平增加,可反映冠状动脉病变程度、监控降脂效果,是AS良好的预测和病情监控指标。

    对于CETP的检测包括浓度和活性的检测,浓度检测常用的方法为ELISA法。本实验室建立了以标记的胆固醇酯合成HDL样颗粒作为胆固醇酯供体,LDL为受体的CETP活性测定法,该法灵敏、特异、简便,适于推广。

    脂蛋白相关磷脂酶A2(lipoprotein associated phospholipase A2,Lp-PLA2)是与脂蛋白结合的磷脂酶家族成员之一。早期研究发现Lp-PLA2可水解血小板活化因子,减少炎症和血栓的形成。近年来研究表明Lp-PLA2可水解脂蛋白上的氧化卵磷脂,生成促炎因子,引发系列促AS反应,该作用居主导地位。

    2010美国心脏病学会基金会(American College of Cardiology Foundation,ACCF)/AHA无症状成年人心血管风险评估指南推荐Lp-PLA2应用于中度风险、无症状的成年人心血管风险评估。

    2012美国内分泌医师学会(American Association of Clinical Endocrinologists,AACE)血脂异常管理与动脉粥样硬化预防管理指南指出:Lp-PLA2是一种重要的卒中和心血管事件的独立预测因子,特异性强,且不受肥胖影响,推荐为心脑血管疾病风险分层的重要检查项。

    新近研究发现Lp-PLA2基因多态性与冠心病患者发生心血管急性事件密切相关。编码Lp-PLA2的基因-PLA2G7中的rs1805017和rs13210554位点对急性心肌梗死的发生具有重要的预测价值,不同基因的多态性与Lp-PLA2活性的升高或降低相关,提示针对Lp-PLA2基因水平的研究对CVD预测和早期诊断具有重要意义。

    此外,研究发现,当给予Lp-PLA2的抑制剂- darapladib后,CHD患者Lp-PLA2水平显著降低,斑块坏死面积明显减小,提示Lp-PLA2是冠心病的潜在靶点,为动脉粥样硬化的预防与开辟了一条新途径。Lp-PLA2的浓度检测常用方法为ELISA法和免疫增强比浊法;活性测定常采用血小板活化因子为反应底物,比色法检测Lp-PLA2酶活性。

    血浆视黄醇结合蛋白4(retinol binding protein 4,RBP4)属于脂溶性维生素运载蛋白家族,其主要功能为结合、转运维生素A(视黄醇);因其主要在肝脏合成,在肾小管被重吸收和分解,早期被作为临床肝肾功能早期损害的有效指标。

    新近研究证实RBP4是一种新型的脂肪源性细胞因子,参与肥胖、胰岛素抵抗发生机制,与多种公认的致AS脂蛋白,如sd-LDL-C、ox-LDL等及脂质代谢过程中的酶类密切相关,可能通过调节脂质代谢,参与AS的发展,血浆RBP4升高是AS性疾病潜在的危险指标。

    在CVD患者中,RBP4与一些传统的CVD危险因素,如血脂、体重、年龄等显著相关。特别对于女性人群,研究发现血浆总RBP4水平升高是CVD发生的独立预测因子。用于RBP4检测的方法主要有免疫透射分析法和ELISA法。

    三、脂蛋白相关分子标志物

    随着分子生物学的不断发展,对脂蛋白的认识逐渐深入到分子领域。研究证实很多与脂蛋白相关的易感基因、DNA甲基化和微小核糖核酸(micro ribonucleic acid.miRNAs)水平在CVD中发生了显著变化,为临床提供在疾病症状出现之前做出诊断的可能,有助于识别潜在高危人群,进行个体化区别。

    AS性疾病中存在变化显著的易感基因,特别是一些与血脂代谢紊乱相关的易感基因:如CETP、多肽-N-乙酰氨基半乳糖转移酶(GALNT2)、载脂蛋白E(ApoE)、载脂蛋白B(ApoB)、类维生素AX受体(RXRG)等,与AS性疾病的发生密切相关。易感基因检测通常采用基因芯片技术或超高通量单核苷酸多态性分型技术。

    DNA的甲基化是发生在CpG二核苷酸上的对胞嘧啶的共价修饰,可抑制基因转录,影响基因表达。研究发现DNA甲基化谱的改变是潜在的AS的早期标志物,亦可能是AS形成的原因之一,与CVD及其危险因素密切相关,尤其是一些与血脂代谢相关的特异基因DNA甲基化,如在CHD患者中ATP结合盒A1(ABCAI)甲基化水平降低;

    在家族性高胆固醇血症患者中脂蛋白酯酶(LPL)甲基化水平与HDL-C显著正相关,CETP甲基化水平与LDL-C水平呈显著负相关。近年来涌现了多种DNA甲基化检测技术,如液相法,毛细管电泳法等,甲基化检测的甲基化特异性PCR,重亚硫酸盐测序法,甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分析法和焦磷酸测序法等。

    miRNA是近年来广为关注的基因表达调控因子。已发现多种miRNA参与调节脂质合成、分解及转运等过程,在血脂异常患者中表达量发生变化,在脂质代谢相关疾病中发挥重要作用,如miR-33、miR-122、miR-30c、miR-144等。此外,脂蛋白可能是miRNA在血浆中运输的重要载体之一。

    血浆miRNA可与HDL或LDL结合,研究显示家族性高胆固醇和急性冠状动脉综合征患者HDL结合的miRNA与正常人显著不同,提示在不同的疾病条件下,脂蛋白运载的miRNA具有特异性,可能与其特有的功能相关。以上研究提示miRNA与脂蛋白和脂代谢密切相关,然而,目前关于CVD血脂异常危险分层人群血浆miRNA表达谱的研究尚未见他人报道。

    本实验室发现不同CVD危险分层人群血浆miRNA表达存在显著差异,血浆miR-186、miR-208b、miR-499和miR-146a可明显区分CVD危险分层的高、中、低危人群,可反映AS病变严重程度,与脂质代谢紊乱过程密切相关,这些特异miRNA可望作为CVD危险评估与分层的潜在生物标志物。目前miRNA检测方法包括诺瑟杂交(Northern Blot)、微阵列芯片、微球和实时荧光定量PCR等技术。

    随着代谢组学的发展,脂质组学已成为该领域的一个新的研究热点,近年来更多的研究关注其与脂质代谢异常相关疾病的关系,如CVD、糖尿病、肥胖和阿尔兹海默症等。

    Stegemann等对人血浆中脂质进行研究,发现多种非传统危险因素的脂质与CVD发生风险密切相关,有望进一步完善现有CVD危险评估系统。质谱技术是脂质组学领域中最核心的研究手段,能对各种脂质进行高分辨率、高灵敏度、高通量的分析,已展现出广泛的应用前景。

    四、小结

    综上所述,随着科学技术的发展和新检测方法、平台的建立,对脂蛋白的认识更加、深入。脂蛋白“质”的改变,其体内代谢相关蛋白及基因分子水平的改变已引起研究者的广泛重视。相信在不久的将来,随着对脂蛋白和CVD研究的深入,检测方法的不断改进和优化,更多的CVD的危险评估、早期诊断、预防指标的临床价值将进一步确认,更科学、和合理的CVD危险评估指南也将推出,为CVD防治开辟新途径。

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