高密度脂蛋白—重要而又尚未攻克的靶点

南方医科大学南方医院心内科 范永臻，王振坤 综述，郭志刚 审校

    冠心病（CAD）等心血管疾病严重危害人类健康，而动脉粥样硬化（AS）是其主要病理基础，大量流行病学和临床研究表明，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平与CAD的发生率及病死率呈负相关，为抗AS和CAD的一个独立因素，目前认为高密度脂蛋白（HDL）的心血管保护作用很大程度上是由于它介导逆胆固醇转运（reverse cholesterol transport，RCT），HDL可将胆固醇从周围组织（包括粥样斑块）转运到肝脏进行以胆酸形式排泄，这一过程就称RCT，通过逆转运可减少脂质在血管壁的沉积。HDL还有调节内皮舒张因子一氧化氮（NO）等的生成及其活性，改善内皮功能等心血管保护作用。此外，HDL尚可通过抗氧化、抗炎、抗血栓和抗纤溶以及清除毒性磷脂等作用发挥抗AS作用。

    但人体内HDL代谢过程非常复杂，如何真实了解HDL功能一直是临床及基础研究的难题，升高HDL-C一直是研究者们探索抗AS的新措施。然而被人们寄予厚望的脂蛋白转运蛋白（CETP）抑制剂—Torcetrapib实验结果却让人失望，这种可显著升高HDL-C的新药物并未产生预期的临床疗效。最近一些主要基于升高HDL-C水平和改善HDL功能的药物正在进行临床实验。

    1 HDL的心血管保护功能

    1.1 促进RCT

    HDL可将胆固醇从周围组织（包括动脉粥样斑块）转运到肝脏以胆酸的形式排泄，这一过程就称RCT。周围组织的胆固醇是以游离胆固醇的形式进行转移的，ATP结合盒转运子AI（ATP—binding cassettetransporter A1，ABCA1）通过利用ATP参与将脂质从细胞膜内移至细胞外，再与载脂蛋白A-I（apoA-I）结合形成HDL，从而对胆固醇的外流进行调节。有研究表明ABCA1不仅转运细胞内胆固醇和磷脂，还可转运细胞内白细胞介素1及氧自由基等物质。

    1.2 抗氧化与抗炎作用

    离体实验证明HDL能够抑制单核细胞的迁移。研究者发现，从确诊为CAD但是血浆中HDL-C浓度不低的患者血液中分离出的HDL不能抑制单核细胞的趋化活性，而正常对照组血液中分离的HDL则能够抑制单核细胞的趋化。HDL抑制细胞表面黏附分子的表达是通过激活内皮细胞而产生的，天然的HDL和重组HDL都含有apoA-I和磷脂酰胆碱，能够抑制人脐静脉内皮细胞细胞因子诱导血管细胞黏附分子1、细胞问黏附分子1和E选择素的表达，并且在生理浓度的范围内呈剂量依赖性 。关于HDL抑制黏附分子表达的机制目前还不是很清楚，还有待于进行更为深入的研究。

    C反应蛋白（CRP）参与了炎症过程而成为了心血管疾病的预测因子。离体试验发现CRP增加单核细胞趋化蛋白1的分泌，降低内皮一氧化氮合酶的生物活性，诱导血管细胞黏附分子1、细胞问黏附分子1和E选择素的产生，研究发现HDL抑制CRP诱导的内皮细胞黏附蛋白的表达，HDL抑制CRP炎症效应的机制与抑制细胞因子的诱导是不同的，在HDL介导抑制肿瘤坏死因子诱导的内皮细胞黏附蛋白的过程中，其抑制作用在去除HDL以后仍然可以持续数小时，HDL在抑制CRP诱导的炎症因子表达过程中则要求有生理剂量的HDL存在于整个诱导过程中。此外，氧化修饰型HDL（OX-HDL）则使其介导抑制肿瘤坏死因诱导黏附蛋白表达的作用减弱，但却增加了抑制CRP诱导黏附分子表达的能力。虽然HDL抗脂质氧化修饰作用已经十分肯定，然而脂质氧化修饰反应过程异常复杂，至今HDL抗氧化修饰作用机理仍未完全查明，华西医科大学刘秉文教授有研究表明ox-HDL将丧失其原有的生理功能，甚至将具有促进AS的作用。

    1.3 抗血栓与促纤溶作用

    HDL除促使NO生成以外，还可刺激内皮合成前列环素，这一功能可能与钙信号有关。同时，HDL可通过抑制血小板激活剂血栓素A（TXA）的合成以及抑制血小板活化因子（PAF）合成酶来阻止血小板的激活。此外，HDL还可激活蛋白C和蛋白S，抑制凝血酶，增加内皮细胞表面的类肝素糖蛋白。这些均表明HDL具有抗血小板、抗血栓的作用。血管内皮可以释放组织纤溶酶原激活物（tPA）和纤溶酶原激活物抑制剂-1（tPAI-1），低密度脂蛋白（LDL）和糖化LDL可以减少tPA的生成而增加tPAI-1的生成，而HDL可以使内皮正常释放tPA和tPAI-1，从而调节纤溶过程。

    1.4 改善内皮功能

    HDL改善血管内皮功能作用与调节内皮NO的牛产和活性密切相关，内皮可以产生NO并调节血管张力。HDL的促进胆固醇逆转运、抗炎、抗氧化和清除毒性磷脂等作用对于保护内皮及其功能有非常重要的意义。

    2 HDL的组成与功能差别

    HDL由50％的蛋白、30％的磷脂、25％的胆固醇（其中70％为胆固醇酯）、5％的三酰甘油组成。HDL是颗粒大小、组成及功能极不均一的一组脂蛋白，这些亚类因为形状、密度、大小的不同而表现出不同的特性，具有各自的代谢、功能和临床意义，各亚类在RCT中的作用也不同。根据载脂蛋白的不同，可将HDL分为仅含apoA-I的HDL及同时含apoA-I和载脂蛋A-II（apoA-II）的HDL两个主要类别；根据形状及大小的不同，可将HDL分为小的盘状HDL（由载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇组成的脂质单层）及大的球状HDL（含有一个胆固醇酯及三酰甘油组成的疏水核）。目前国内外采用双相电泳一免疫印迹法可将HDL主要分为较小的pre-HDL和较大的α-HDL两大亚类，其中preβ-HDL包括preβ1-HDL、preβ2-HDL，α-HDL包括HDL3c、HDL3b、HDL3a、HDL2a和HDL2b，目前国外有关研究结构已经开始使用ELISA试剂盒检测血浆preβ-HDL水平，其中preβ-HDL介导细胞胆固醇的流出，α-HDL则与细胞胆固醇的酯化、转运及清除有关，CAD人及糖尿病人HDL亚组分明显不同于正常人群，小颗粒HDL比例增加，大而成熟的HDL减少，提示HDL成熟受阻，RCT过程下降。因此检测HDL颗粒的检测方法开始引起国内外研究人员的高度重视。

    正常情况下HDL具有多种抗AS功能，包括对LDL氧化的抑制、改善内皮细胞功能失调、抗炎、抗血栓及促纤溶及RCT等，这些功能不仅与HDL的颗粒大小有关，而且与HDL含有的蛋白酶有密切关系：如卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）、血小板活化因子乙醇水解酶（PAF-AH）、对屏氧酶1（PON1）等具有抗氧化等功能。许多因素可改变HDL的正常功能，比如在炎症状态时，HDL中apoA-I的氨基酸残基可被氧化或糖基化或核心脂质成分改变，使HDL转化为具有致AS的颗粒，氧化的HDL可促进纤溶酶原激活抑制物-1表达，抑制纤溶系统。在2型糖尿病、代谢综合征时还可引起HDL中LCAT、PAF-AH、PON1水平下降及功能下降，已有资料显示在CAD高危人群中，PON1活性与CAD事件呈负相关。

    3 提高HDL-C血浆水平及HDL功能的新治疗手段探索

    CETP是胆固醇逆向转运过程中的关键酶之一。在CETP介导下，HDL中的胆固醇酯与LDL和极低密度脂蛋白的三酰甘油相互交换，调节血浆HDL组成和颗粒大小，提高血浆HDL-C水平。研发CETP抑制剂给人们带来了新的希望。Torcetrapib是CETP抑制剂的代表药物，可显著提高HDL-C水平，小样本临床实验也表明，torcetrapib升高HDL-C较阿伐他汀分别强50％-60％。单药torcetrapib治疗低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）降低了8％，而HDL-C、HDL1、HDL3分别升高了45％、67％、31％。

    由以上研究看出，torcetrapib治疗未能达到预期抗AS的效果。临床试验发现，torcetrapib使患者收缩压升高4.6 mm Hg，这种变化可能影响torcetrapib抗AS作用。显著升高血浆HDL-C水平并无心血管保护作用，torcetrapib的研究者Daniel Rader撰文指出：发展以HDL为目标的治疗方法时，应更多关注HDL的功能，而不是单纯的HDL-C水平，目前已有多种方法显示出诱人的前景。

    3.1 基于apoA-I治疗

    apoA-I是HDL颗粒中的主要蛋白。贫脂apoA-I是巨噬细胞中由ABCA1所介导的胆固醇流出的重要接受体。ApoA-I在HDL的其他功能，比如抗氧化、抗炎方面也可能具有关键性的作用。因此，人们普遍认为，内源性apoA-I表达上调是HDL治疗的最佳方法。但是，尽管付出了很多努力，仍然很难确定上调apoA-I转录的小分子调节剂。理论上，多次重复输注apoA-I可能有助于改善人体AS。

    ApoA-I变异体apoA-I Milano是少数罕见的自然点突变的apoA-I之一，它不一定能升高HDL-C的水平，但却可以降低心血管事件的风险。动物实验发现apoA.I Milano表达与AS减轻有关。一项小型临床试验显示，静脉输注apoA-I Milano-磷脂复合物5周后，经血管内超声证实冠状动脉内粥样斑块体积较基线水平明显缩小，而对照组没有减少，值得注意的是，输注并没有提高体内HDL-C的水平，这提示apoA.I Milano可能影响RCT或HDL的功能。ApoA-I是由243个氨基酸组成的蛋白，含有10个双性螺旋结构，一面可与脂质结合，另一面又可与水环境相互作用。许多研究表明，一段与apoA-I序列相仿由l8-22个氨基酸组成的双性多肽具有类似apoA-I的某些特性，包括促进细胞胆固醇流出以及激活LCAT等。同全长apoA-I相比，这些apoA-I模拟肽的主要优点是其分子更小，因此价格更便宜，也更易于制成治疗药物。将所谓的apoA-I原型模拟肽L-5F注入小鼠体内，结果发现AS的进展明显延缓。在过去几年中，作为一种新的治疗措施，有关apoA-I模拟肽的研究相当活跃。因而其它注射型apoA-I模拟肽也有可能进入l临床研发阶段。虽然apoA-I Milano对心血管疾病预后的影响还有待更大规模的临床试验验证，但该研究提示，以HDL及apoA-I为治疗可以影响AS的发生和发展。

    3.2 促进巨噬细胞胆固醇流出与RCT的治疗方法

    RCT是一个动态的过程，只能通过动态检测胆固醇从细胞到体外的流量来进行RCT评价。血浆HDL-C稳态水平并不能反映RCT速率，所以一些新的治疗措施是以促进RCT为目标，虽然这些措施本身并不能升高HDL-C水平。由此看来，HDL的功能比其血浓度更为重要，如果一种治疗措施能够改善HDL的功能，即使它不升高HDL-C的水平，也具有重要的抗AS和血管保护作用。但改善RCT或HDL功能的治疗新措施的开发研究比单纯升高HDL-C水平困难得多。

    RCT抗AS的理论很有吸引力。尽管在体内很难测定RCT，但是小鼠研究证实apoA-I过度表达能够促进巨噬细胞RCT。在过去的10年中，我们对RCT分子调节的了解有了长足的进步。但从CETP抑制剂的临床实验结果也可看出胆固醇逆向转运的复杂性，HDL在胆固醇逆向转运及AS过程中的作用涉及多条途径和多种机制，很难以某种机制来解释和反映其复杂作用，HDL-C反映HDL中胆固醇的含量，不能反映HDL功能。

    HDL治疗的一个主要方面就是根据这些知识开发新型药物，增强巨噬细胞的RCT途径，其中最受关注的是RCT的第一步，即胆固醇从巨噬细胞内流出。因此，巨噬细胞或“泡沫细胞”被普遍认为是干预治疗的一个靶点。另外，肝脏x受体（LXR）激动剂和过氧化物酶增殖物活化受体（PPAR）激动剂可以上调巨噬细胞ABCA1表达，增加细胞内胆固醇外流，由apoA-I和磷脂组成的合成高密度脂蛋白（synthesis high.density lipoprotein sHDL）能促进RCT，同时防止内皮功能紊乱并抑制脂质氧化。

    3.3 改变HDL和apoA-I代谢的治疗方法

    从动态的观点看，血浆HDL-C和apoA-I水平是由其生成速率和分解代谢率或血浆清除率所决定的。血清apoA-I含量的变化将影响到HDL组成和代谢并最终影响到HDL亚类分布发生改变。因此，通过延缓分解代谢速度来提高血浆浓度似乎是一种可行的办法。在所有升高HDL-C的措施中，最明显的莫过于直接给予HDL或其主要成分apoA-I，或者模拟这些成分的药物。该类药物本身有多个限制，例如分子过大，长期口服治疗不方便，且价格昂贵，制作烦琐，作为短期治疗的药物仍在研究之中。有报道证实输注重组的HDL能够增加血中HDL的浓度，并改善血管的反应性。

    其它口服有效的肽类物质包括apoA-I模拟肽，是一种模拟apoA-I生物活性的兼性螺旋状多肽，由十八个氨基酸合成，由D型氨基酸合成的称为D-gF，由L型氨基酸合成的称为L4F。动物实验证明D-4F不易被哺乳动物胃肠道中的酶降解，有某种程度的肠道吸收。目前这一类药物还有待于大规模、多中心临床试验的评价。

    3.4 尚未解决的问题

    未来几年内，HDL治疗领域内的许多其他重要问题将会被提出来。例如：急性冠脉综合征患者静脉注射apoA-I Milano、apoA-I模拟肽或大单层脂质体能否逆转AS和/或减少心血管事件的发生，进而支持AS“短期诱导治疗”理论。PPAR激动剂能否真的促进体内巨噬细胞胆固醇流出和RCT，对于RCT和AS来说，PPAR调节活性的最佳“比例”是什么，尚无明确结论。LXR激动剂或调节物能否进入临床研发阶段，如果能，它们对肝脏脂肪生成和RCT的作用是否与临床前期模型中的一样，也需要进一步的临床试验研究证明。

    4 结语

    最初临床处理高脂血症主要着眼于降低血浆LDL-C，最近的研究表明以单纯的提高HDL-C血浆水平可能达不到理想的心血管保护作用，而现在提高HDL功能成为主要治疗措施。因为HDL生物效应的复杂性，所以目前许多研究表明，在正常及疾病状态下HDL的组成成分不同、颗粒大小不同，其抗AS及CAD的作用也明显不同，因此对HDL质量的研究对揭示HDL抗AS及CAD的机制具有重要意义。今后的HDL治疗评价可能会集中在改善其亚群和功能方面，因此，有关HDL方面的治疗措施仍将是未来心血管研究领域的研究热点，而针对HDL功能及质量异常的治疗有希望成为未来抗AS的新手段。

    文章来源：好医生