結合珠蛋白基因多態性與冠心病的相關性

鄧國祥 綜述，秦 儉 審校

(重慶醫科大學附屬第一醫院心血管內科 400016)

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結合珠蛋白基因多態性與冠心病的相關性

鄧國祥 綜述，秦 儉 審校

(重慶醫科大學附屬第一醫院心血管內科 400016)

結合珠蛋白； Hp2-2基因型； 冠心病

血漿結合珠蛋白(Hp)是由Polonovski和Jayle于1938年發現并命名的，屬于急性時相蛋白家族成員之一，其最具特點的功能是可以與游離血紅蛋白(Hb)結合，并通過巨噬細胞上的清道夫受體CD163介導的內吞作用進行降解[1-2]。Hb中釋放出來的游離鐵和亞鐵血紅素可參與氧化反應，并導致機體組織的損傷。因此，Hp對Hb的清除起著抗氧化劑的作用，是人體的保護因素之一。近年研究發現Hp具有不同基因型，且不同基因型的Hp所具有的保護能力不同，其中以Hp2-2基因型最弱。攜帶有Hp2-2基因型的個體更易發生冠心病，在合并糖尿病的患者尤為明顯。此外，人們還發現Hp2-2基因型與冠心病的多種危險因素有關，如糖尿病、高血壓、血脂異常等。下面就Hp的基因型與結構、Hp2-2基因型及其蛋白產物與冠心病的關系進行綜述。

1 Hp基因型與冠心病

1.1 Hp的基因型與結構 Hp基因位于常染色體16q22，在人類有兩種主要的等位基因，即Hp等位基因1和Hp等位基因2，最終形成3種不同的基因表型：純合子形成Hp1-1和Hp2-2，雜合子形成Hp2-1。Hp等位基因1為人類和動物所共有的，而Hp等位基因2僅存在于人類[3]。Hp合成時為單條多肽鏈，之后被裂解為具有氨基端的輕α鏈和有羧基端的重β鏈，并由二硫鍵連接在一起形成Hp蛋白。Hp1-1和Hp2-2的β鏈大小相等，相對分子質量為45×103。然而α鏈的大小則不相等，Hp1所形成的α鏈相對分子質量為9×103，因為等位基因2序列更長，所以Hp2產生的α鏈更長[4]。Hp2形成的α鏈相對分子質量則為16×103[5]。不同基因型之間在蛋白產物的形態上也各不相同，Hp1-1形成二聚體，Hp2-1形成線性聚合物，而Hp2-2則形成環狀聚合物。

1.2 Hp2-2基因與冠心病

1.2.1 Hp2-2基因與冠狀動脈粥樣硬化病理改變 冠狀動脈粥樣硬化是一個復雜的病理過程，包括了粥樣斑塊的形成和局部炎性反應等。一項有關Hp基因型對小鼠動脈瘤形成影響的動物試驗發現，從人為造成小鼠的血管壁退化和高血壓形成開始，Hp2-2轉基因小鼠的動脈瘤比Hp1-1野生型小鼠增大更加明顯，而且浸潤到動脈瘤壁內的巨噬細胞數量明顯增加[6]。Krishnan等[7]研究了合并外周動脈粥樣硬化的糖尿病患者經皮腔內斑塊旋切術取得的斑塊，并與Hp1-1和Hp2-1基因型(對照組)進行比較，發現Hp2-2基因型患者斑塊內出血、斑塊內鐵含量均明顯增加，而斑塊內CD163的表達卻明顯降低；具有致炎作用的血紅素加氧酶-1、髓過氧化物酶含量也明顯增加，而具有抗炎作用的白介素10及其基因表達卻明顯降低。以上研究結果均表明，Hp2-2基因在冠狀動脈粥樣硬化發生發展過程中不僅具促炎作用，而且加速冠狀動脈粥樣硬化的形成。

1.2.2 Hp2-2基因與冠心病嚴重程度 劉海波等[8]對我國冠心病易感性與結合珠蛋白基因多態性進行了關聯性研究，該研究中包含了經冠狀動脈造影確診的189例冠心病患者(冠心病組)和242例冠狀動脈正常者(對照組)。結果發現冠心病組中Hpl-1、Hp2-1及Hp2-2基因型頻率分別為6.88%、39.15%及53.97%，對照組中Hp1-1、Hp2-1及Hp2-2基因型頻率分別為12.8%、52.1%及35.1%，冠心病組中Hp2-2基因型的頻率顯著高于對照組，表明Hp2-2基因與冠心病的發生有關。Amira等[9]也對400例冠狀動脈造影的患者進行研究，發現在冠狀動脈狹窄率大于50%或多支血管病變的嚴重冠心病患者中以Hp2-2基因型攜帶者最多，比例達到了73.83%。而在冠狀動脈造影結果正常或冠狀動脈狹窄率小于50%的患者中則以Hp1-1基因攜帶者為主，其比例為42.86%，表明Hp2-2基因可能與嚴重冠狀動脈病變有關。

1.2.3 Hp2-2基因與糖尿病患者冠心病發病風險 多項研究表明，攜帶有Hp2-2基因型的糖尿病患者冠心病的發病風險大大增加。Mikael等[10]對226例64歲的女性糖尿病患者進行頸動脈超聲研究，發現攜帶Hp2-2基因型患者的頸動脈粥樣斑塊發生率和頸動脈內膜中膜厚度均高于Hp2-1和Hp1-1基因型患者。說明Hp2-2基因有促進糖尿病患者動脈粥樣硬化形成的作用，提示前者可能與糖尿病患者冠心病的發生有關。Levy等[11]通過病例對照研究發現，Hp2-2基因型的糖尿病患者發生冠心病的風險較Hp1-1基因型者高出3～5倍。另一項來自Costacou等[12]的研究發現，Hp2-2基因型的1型糖尿病患者較Hp1-1基因型患者有高出2倍的冠心病發生風險。不僅如此，糖尿病患者冠心病發病風險還與Hp2-2基因型和糖化血紅蛋白濃度(HbA1c)密切相關。Cahill等[13]對已知冠心病風險因素進行分層分析的結果顯示，在HbA1c≥6.5%的患者中，HP2-2基因型患者的冠心病相對風險為10.12，而在HbA1c<6.5%的患者中并未發現與Hp基因型相關的風險。在攜有Hp2-2基因型且HbA1c升高的女性患者中，冠心病事件的相對風險是攜帶Hp1等位基因且HbA1c<6.5%患者的10.72倍。

2 Hp基因型與冠心病危險因素

2.1 Hp基因型與糖尿病 Ahmad等[14]對206例病程超過5年的2型糖尿病患者和114例健康人(對照組)進行了Hp基因型研究，發現Hp2-1基因頻率為33.9%，對照組為47.3%。而Hp2-2基因型在2型糖尿病患者中的頻率則高達61.1%，較對照組49.1%明顯增高，表明Hp2-2基因是2型糖尿病的主要易感基因。Shi等[15]也對我國北方漢族2型糖尿病患者和糖耐量正常者進行Hp2-2基因型與糖尿病發病率的關系進行了關聯性研究，結果提示2型糖尿病組和糖耐量正常組的Hp基因型分布均符合哈代-溫伯格平衡定律，其中2型糖尿病患者中的Hp基因型頻率為：Hp2-2 51.7%，Hp2-1 39.7%,Hp1-1 8.6%，糖耐量正常組為：Hp2-2 44.1%，Hp2-1 45.1%,Hp1-1 10.9%，2型糖尿病患者的Hp2-2基因頻率明顯高于對照組，表明Hp2-2基因型是中國北方漢族人患2型糖尿病的危險因素。

2.2 Hp基因型與高血壓 相繼來自巴西的2份調查報告顯示,Hp基因型與高血壓的發生有關。其中1份顯示攜帶Hp 2-1基因型的2型糖尿病患者的平均收縮壓為(147.5±18.1)mm Hg，舒張壓為(89.6±16.2)mm Hg。Hp1-1和Hp2-2患者的平均收縮壓分別為(137.7±18.9)mm Hg，(137.7±20.1)mm Hg；舒張壓分別為(81.9±9.5)mm Hg，(81.8±11.4)mm Hg，可以看出Hp 2-1基因型患者的平均收縮壓和舒張壓均高于其他兩種基因型；且其中發生難治性高血壓的患者數量約為其他表型的2倍[16]。另一份報告顯示Hp1-1基因型與個體發生原發性高血壓有關，而Hp2-2基因型則可以降低原發性高血壓的發病風險[17]。雖然這些關于Hp基因多態性在高血壓發病作用的報道并非一致，但仍提示Hp基因可能與高血壓的發生有關，尚待更多的前瞻性研究加以證實。

2.3 Hp基因型與血漿低密度脂蛋白(LDL)Cahill等[13]在《美國護士健康研究》中發現，血漿LDL濃度在Hp1-1基因型攜帶者為(133±3)mg/dL，Hp2-1基因型攜帶者LDL濃度為(140±2) mg/dL，Hp2-2基因型攜帶者LDL濃度為(143±2) mg/dL，顯示Hp2-2基因型攜帶者血漿LDL濃度最高。但亦有研究觀察到Hp2-1患者的LDL水平較其他兩種基因型有明顯增高[18]。表明迄今就Hp基因與LDL濃度之間的關系目前尚無定論，有待進一步深入研究。

3 Hp2-2基因型蛋白產物與冠心病危險因素

3.1 Hp2-2蛋白與高密度脂蛋白(HDL)功能 在循環中，HDL介導的膽固醇逆向運輸作用可以減少體內膽固醇的蓄積，該作用主要依賴于卵磷脂膽固醇脂酰基轉移酶(LCAT)將膽固醇轉化為膽固醇酯類[19]。LCAT需要與載脂蛋白A1(ApoA1)上的氨基酸殘基結合后才能激活，而Hp-Hb復合物可以與HDL中的ApoA1結合，然后使ApoA1上的LCAT結合部位發生氧化損傷，導致LCAT不能與ApoA1正常結合，從而使LCAT激活受阻，進一步影響HDL的成熟，并減弱其促進膽固醇逆向轉運的能力。此外，由于ApoE與ApoA1中Hp的結合區域有相似的氨基酸序列，因此，Hp-Hb復合物也能與ApoE結合。同樣該結合會抑制ApoE對 LCAT的活化，進而使膽固醇的酯化受阻，膽固醇的逆向轉運減少[20]。Asleh等[21]將Hp1-1、Hp2-2及Hp基因敲除小鼠個體的血漿分別與125I-Hb進行體外孵化，然后評估HDL免疫沉淀物的放射性。結果發現Hp2-2個體血漿中125I-Hb相關性HDL水平較Hp1-1個體明顯增加，而在Hp基因敲除的小鼠體內卻沒有發現125I-Hb相關性HDL。表明Hp是一種HDL相關蛋白，為Hb與HDL結合的主要中介物質。該研究還發現，HDL亦與活性鐵介導的氧化反應有關，Hp2-2基因型糖尿病患者體內的HDL相關脂質過氧化物明顯增加，提示Hp2-2蛋白產物可造成體內Hb相關性HDL的堆積，導致HDL相關脂蛋白氧化修飾，使HDL變成一種氧化劑。因此，Hp2-2蛋白產物從某種意義上不僅削弱了HDL抗動脈粥樣硬化的能力，而且使其成為導致血管氧化損傷的危險因素。

3.2 Hp2-2-Hb復合體清除速率與氧化應激 一項以預防冠心病為目的、尋找Hp基因型的藥物基因組學研究發現，將125I-Hp1-1-Hb和125I-Hp2-2-Hb復合物分別注入對應基因型的轉基因糖尿病大鼠模型和非糖尿病大鼠模型，測得在糖尿病或非糖尿病大鼠體內125I-Hp1-1-Hb的半衰期均為20 min，非糖尿病大鼠體內125I-Hp2-2-Hb的半衰期為50 min，在糖尿病大鼠體內125I-Hp2-2-Hb的半衰期則大于100 min。Hp2-2-Hb復合物的清除半衰期比Hp1-1-Hb復合物明顯延長，且Hp2-2-Hb半衰期在糖尿病大鼠明顯長于非糖尿病大鼠。Hp-Hb復合體半衰期越長,清除速率越慢，使Hb有更多的機會參與氧化反應，可見不同基因型的Hp-Hb復合物的清除速率直接關系到Hp抗氧化作用能力[21]。因此，Hp2-2-Hb是體內造成氧化應激損傷的主要物質之一。

4 展 望

雖然目前Hp確切的致病機制尚未完全明確，但已有研究證實抗氧化劑維生素E可以降低Hp2-2基因型糖尿病患者發生冠心病的風險[22]。而且針對Hb氧化損傷毒性的表型特性Hp治療目前已在試驗階段[23]。Hp基因多態性及其相應蛋白產物致機體某些功能缺陷有望為冠心病學的研究和防治開辟新的領域。

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10.3969/j.issn.1672-9455.2015.15.063

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