高密度脂蛋白促膽固醇逆轉運作用與冠心病發病的關系

滕勝男，楊 軍*

（1．青島大學在校研究生，山東 青島 266071；2．青島大學附屬煙臺毓璜頂醫院，山東 煙臺 264000）

高密度脂蛋白促膽固醇逆轉運作用與冠心病發病的關系

滕勝男1-2，楊 軍2*

（1．青島大學在校研究生，山東 青島 266071；2．青島大學附屬煙臺毓璜頂醫院，山東 煙臺 264000）

高密度脂蛋白（HDL-C）水平為心血管病發生的獨立預測因素，但近年來發現升高HDL-C的相關藥物未能顯著降低心血管病的風險。HDL-C的促進膽固醇逆轉運作用是其最重要的功能，通過此作用，HDL-C從外周組織和細胞中將膽固醇逆向轉運至肝臟，進而發揮其抗動脈粥樣硬化作用。本文就HDL-C促進膽固醇逆轉運作用與冠心病發病的關系做一綜述。

膽固醇逆轉運；高密度脂蛋白；冠心病

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（簡稱冠心病）是目前危害人類健康最重要的心血管病之一。過多的脂質（如膽固醇等）在冠狀動脈血管壁中沉積，成為粥樣斑塊，從而使血管腔堵塞、狹窄，心肌由此出現缺血、缺氧甚至壞死，通過此過程引起的心臟病稱之為冠心病[1]。近年來，冠心病的死亡率呈上升態勢，最新數據顯示，2015年中國城市居民冠心病死亡率為110.67/10萬，農村居民冠心病死亡率在為110.91/10萬，與上一年的110.5/10萬、105.37/10萬相比略有上升[2]。

Framingham Heart Study研究證實，動脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）的發生與血漿高密度脂蛋白膽固醇（high density lipoprotein cholesterol，HDL-C）的水平呈負相關，是獨立于血漿低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）以外的危險因素[3]。

然而，旨在研究提高患者的血漿HDL-C水平，觀察HDL-C的升高對心血管事件預后影響的大型臨床試驗研究（AIM-HIGH研究[4]、DAL-OUTCOMES研究[5]及HPS2-THRIVE研究[6]）表明，通過藥物使HDL-C水平升高并不能減少心血管事件。因此，近年來，研究人員將焦點由升高HDL-C水平轉移至增強其功能上來。HDL-C的促進膽固醇逆轉運（reverse cholesterol transport，RCT）作用是HDL-C最重要的作用，通過RCT，HDL-C將肝臟之外的組織、細胞里的膽固醇轉運至肝臟，從而發揮其抗動脈粥樣硬化作用。

1 高密度脂蛋白的結構特點

HDL-C顆粒的外層由磷脂及脂蛋白組成，內核由甘油三酯（Triglyceride，TG）及膽固醇酯組成。區帶離心技術可利用組成HDL-C的顆粒大小的不同將其分為HDL2-C（大顆粒）和HDL3-C（小顆粒）兩種亞類，電泳-免疫印跡技術可利用HDL-C的密度差異將其分為富脂球狀的成熟α-HDL和貧脂圓盤狀preβ-HDL[7]。

2 高密度脂蛋白促膽固醇逆轉運作用

膽固醇除提供正常的生理需要外，多余的部分需通過血漿HDL轉運回肝臟代謝，這一過程稱為RCT。機體通過RCT可減少含有膽固醇的巨噬細胞在動脈血管壁的進一步沉積，從而使AS的發生、發展得以減慢，這是HDL-C抗AS最具意義的功能體現[8]。HDL-C主要通過以下步驟促進RCT。

（1）膽固醇外流

現在已知的膽固醇外流途徑有：載脂蛋白AⅠ（apolipoprotein AⅠ，ApoAⅠ）/ATP結合盒轉運子A1（ATP-binding cassette transporter A1，ABCA1）途徑，B類Ⅰ型清道夫受體（Scavenger receptor class B typeⅠ，SR-BⅠ）途徑，三磷酸腺苷結合盒轉運子G1（ATP binding cassette G1，ABCG1）途徑和水溶性擴散途徑。

ApoAⅠ/ABCA1途徑

ApoAⅠ是組成HDL-C重要的結構蛋白，也是HDL-C生理功能承載蛋白，主要在肝臟、小腸中合成，由243個氨基酸組成。ABCA1是由2261個氨基酸組成的轉運蛋白，由左右兩部分構成。每部分包括1個跨膜域和1個ATP結合區。6個跨膜α螺旋構成1個跨膜域，2個跨膜域組合形成一個跨膜通道，ATP與ATP結合區結合為ABCA1的物質轉運提供能量。寡脂狀態下的ApoAⅠ是ABCA1所介導的巨噬細胞內膽固醇流出的主要接受者。巨噬細胞吞噬侵入至血管內皮的氧化型低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，oxLDL）從而形成泡沫細胞，為AS的起始階段。OxLDL通過oxLDL受體進入巨噬細胞，其攜帶的膽固醇酯通過中性膽固醇酯水解酶（neutral CE hydrolase，CEH）的水解為游離膽固醇（free cholesterol，FC）片段，這些膽固醇及磷脂經過ABCA1轉運到貧脂的ApoAⅠ，形成新生盤狀HDL，即preβ-HDL。由此可見，高密度脂蛋白可通過ApoAⅠ-/ABCA1途徑，將泡沫細胞中的膽固醇轉運至細胞外，從而抑制AS的進一步發生。ApoAⅠ基因存在缺陷的人患AS和心血管疾病的風險均高于無此基因缺陷的人。這一結論在動物實驗中亦得到證實，注射了ApoAⅠ的嚙齒類動物的動脈粥樣硬化病變可以得以減輕。Tangier病（tangier disease，TD），是由于ABCA1中一個基因發生突變引起的疾病，主要表現為血漿HDL、ApoA-Ⅰ水平顯著降低，伴有甘油三酯正常或升高，細胞內游離膽固醇外流障礙，與早期As有關的基因表達增多，導致As的危險性增加，并且可表現為早發冠心病[9]。但ABCA1相關基因發生突變究竟能否使心血管疾病的風險增加并不確定。

ABCG1途徑

ABCG1蛋白是ABCG家族的成員，與ABCA1不同，它是一種半跨膜轉運蛋白，由678個氨基酸組成。ABCG1的N端和C端都伸向細胞膠質內。ABCG1蛋白包含一個跨膜結構域和一個ATP結合域，其中6個跨膜片段組成跨膜結構域，在細胞外，它們通過細胞外環及同型半胱氨酸帶串聯。ATP結合域能水解 ATP為物質跨膜轉運提供所需要的能量。有功能的ABC轉運蛋白需含有2個跨膜結構域和2個ATP結合域，因此ABCG1被認為是半個跨膜轉運蛋白，需要形成異源二聚體或者同源二聚體才能產生生物活性。膽固醇經ABCG1轉運至成熟的HDL微粒，即α-HDL，發揮抑制AS的作用。研究表明[10]，如果小鼠缺少ABCA1 和ABCG1將會導致泡沫細胞在肺、肝、脾等多種組織中慢慢積累，最終導致慢性炎癥，而對ABCG1－/－基因敲除骨髓移植小鼠進行高脂喂養引起動脈粥樣硬化模型的研究表明，ABCG1－/－基因缺失小鼠的動脈粥樣硬化斑塊面積更大并且炎癥及巨噬細胞浸潤損傷程度更強。

SR-BⅠ途徑

SR-BⅠ是CD36超家族中的一員。成熟的SR-BⅠ含509個氨基酸殘基。其拓撲結構類似馬蹄形，N端和C端位于細胞質內，稱為胞質域，緊接著N端和C端的是兩個跨膜域。在細胞膜外，一個大的胞外域將兩個跨膜域連接起來。與上文所述的ABCA1及ABCG1兩種轉運蛋白不同，SR-BⅠ為HDL的受體，除了與HDL高親和性結合，SR-BⅠ作為受體，還可識別LDL-C、oxLDL、極低密度脂蛋白、磷脂等配體。與大鼠相似，SR-BⅠ在肝臟及能夠產生類甾體的組織細胞中表達較多，如腎上腺等。泡沫細胞內的膽固醇經巨噬細胞上表達的SR-BⅠ介導，流出至成熟的HDL微粒，發揮抗AS的作用。而關于依賴巨噬細胞SR-BⅠ的膽固醇轉運在AS中作用的研究存在著不同的結果。如家族性SR-BⅠ基因突變，血漿HDL-C的水平增加，但動脈粥樣硬化相關的心血管疾病風險并沒有增加[11]，而對于載脂蛋白E與LDL受體基因敲除小鼠來說，巨噬細胞過表達SR-BⅠ卻可減輕其AS程度[12]。

④水溶性擴散途徑

膽固醇的水溶性擴散途徑是指，FC從細胞解吸附后，通過水相擴散與富磷脂受體結合，HDL-C、酯化的載脂蛋白為常見的富磷脂受體，這一途徑依賴細胞內外膽固醇濃度梯度的改變，其在膽固醇逆轉運過程中的作用比較弱。

（2）膽固醇酯化

膽固醇酯化是指進入HDL-C內的FC經卵磷脂-膽固醇酰基轉移酶（lecithin-cholesterol acyl transferase，LCAT）酯化，生成膽固醇酯的過程。在這一過程中，LCAT可促進膽固醇的轉運，促進新生的盤狀HDL-C轉化為成熟HDL-C，已成為調節膽固醇轉運、進一步升高HDL-C的一個新的治療方向[13]。

LACT主要由肝臟產生，人成熟LCAT是一種分泌蛋白，由416個氨基酸殘基構成，是糖蛋白的一種，在它的分子中，約24%為糖鏈。其酶分子組成富含多種氨基酸，如谷氨酸、脯氨酸等。LCAT將卵磷脂的脂肪酰基（位于第2脂肪酸）轉運到HDL-C所攜帶的FC，使FC發生酯化成為膽固醇酯，膽固醇酯被逐漸轉運至HDL-C的核心，通過這一過程，LCAT發揮作用的部位可以進一步與新的游離膽固醇結合。在這一過程中，ApoAⅠ是LCAT的激活劑，是其發揮活性的必要輔助因子。通過此過程，ApoAⅠ的二級空間結構進一步發生變化，HDL-C的直徑漸漸變大，成為大顆粒球形HDL3-C。隨著膽固醇酯的逐漸累積，HDL3-C的密度逐漸下降，最終成為成熟的HDL-C，即HDL2-C。雖然LCAT在膽固醇逆轉運中起重要作用，但LCAT與AS的關系依然存在爭議。如在不表達膽固醇脂轉運蛋白的小鼠中，當 LCAT過表達時，HDL-C和LDL-C含量升高時，AS的風險將增加[14]，而表達CETP的兔子如果過表達LCAT，則HDL-C升高，LDL-C降低，從而體現出其對AS的保護作用[15]。如果給兔子多次重復靜脈應用人重組 LCAT，則可減輕AS。多項研究表明[16-18]，在人類，遺傳性LCAT缺乏患者并沒有明顯的早發動脈粥樣硬化表現。較早的研究發現，冠心病患者LCAT活性的高低無明顯差異[19]。

（3）膽固醇清除

膽固醇清除有直接與間接兩種方式。肝臟表達的SR-BⅠ介導HDL中酯化或未酯化的膽固醇穿過細胞膜進入膽汁，從而實現膽固醇的清除，此為直接途徑。HDL-C中酯化或未酯化的膽固醇經膽固醇酯轉運蛋白（cholesteryl ester transfer protein，CETP）轉移到含載脂蛋白B的脂蛋白，如極低密度脂蛋白（very low density lipoprotein，VLDL）、乳糜微粒，此為間接途徑。476個氨基酸構成了CETP，這些氨基酸中，疏水氨基酸較多，因此CETP是一種疏水性很強的糖蛋白。其主體形狀呈香蕉形，C-端和N-端是β折疊桶，中央的區域為β折疊結構，并且它有一個疏水腔，這個疏水腔可以容納2個膽固醇酯分子和2磷脂分子[20]。CETP將尚未運到肝臟的膽固醇及膽固醇酯從HDL轉移到VLDL中，增加了患心血管疾病的危險性。如果CETP基因發生缺陷，血漿中CETP的活性將會降低，心血管疾病的患病風險也會降低[21]，如果在CETP基因先天缺失的C57BL/6小鼠中植入CETP基因，可誘發AS[22]。因此，CETP抑制類藥物的研發成為近年研究熱點，而多項CEPT抑制劑開發的失敗讓人們對于CEPT的結構與功能機理進行了更深入的研究。我國學者提出CETP存在通道模型，通過這一模型實現在脂蛋白間脂質分子的轉運[23]，CETP的N-端插入HDL-C的酯核，C-端插入LDL-C或VLDL-C表面，CETP與脂蛋白互相作用，從而驅使CETP兩端的結構不斷變化，由于CETP的兩端比較柔軟，使這一過程得以完成，通過這一變化，CETP的兩端逐漸打開，其內部的疏水腔與兩端貫通，成為貫穿其中的通道。脂分子經這一通道從HDL轉移至LDL或VLDL。

3 膽固醇逆轉運作用與冠心病發病關系的臨床研究

膽固醇逆轉運作用的各個環節通過不同方式影響冠心病。近期，Danish Saleheen等[24]的一項前瞻性病例對照研究，對1745例冠心病患者與1749名正常對照者進行了HDL-C膽固醇流出能力檢測，研究證明HDL-C的膽固醇流出能力與HDL-C及ApoA-1的濃度呈正相關，與2型糖尿病、飲酒量呈負相關，明顯與冠心病事件呈負相關，這種相關性是獨立于年齡、性別、糖尿病、高血壓、吸煙、飲酒、腰臀比、BMI、低密度脂蛋白濃度、甘油三酯及HDL-C或apoA-1濃度存在的，校準HDL-C含量后，每增加一個膽固醇流出能力的標準差，CHD的比值比為0.80（95%置信區間為0.70～0.90）。針對普通人群的LCAT活性與AS相關性的研究很少，現在只有少量的現況研究，他們的結論也各不相同。Sethi等[25]的研究，將缺血性心臟病患者與非缺血性心臟病患者的LCAT的活性進行了比較，兩者性別、年齡及HDL-C含量均進行了匹配，得出結論前者的LCAT活性降低，認為LCAT的低活性是缺血性心臟病的危險因子。

綜上所述，RCT是HDL-C的重要作用之一，有抗動脈粥樣硬化、保護心血管的作用。通過調節、干預RCT的不同步驟，實現降低動脈粥樣硬化負荷，將成為將來血脂研究領域的重點。

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The relationship between the effect that reverse cholesterol transport of high density lipoprotein cholesterol and the pathogenesis of coronary heart disease

TENG Sheng-nan1-2,YANG Jun2
(1.Graduate student of Qingdao university,Shandong Qingdao 266000,China;2.Yantai yuhuangding hospital af fi liated to Qingdao university,Yantai Shandong 264000,China)

The level of high density lipoprotein cholesterol(HDL-C) is independent predictor with incident cardiovascular events，but in recent years，some researchers found that the drugs which aim to raise the level of HDL-C did not reduce the cardiovascular risk.Reverse cholesterol transport is the most important effect of HDL-C,by this effect,HDL-C can transport cholesterol from peripheral tissue and cells to the hepar reversely and can resist the atherosclerosis. This article briefly reviews the relationship between the reverse cholesterol transport of HDL-C and the pathogenesis of coronary heart disease.

Reverse cholesterol transport;High density lipoprotein cholesterol;Coronary heart disease

R541.4

A

ISSN.2095-6681.2017.23.20.02

楊 軍（1964～），主任醫師，教授，主要從事冠心病研究，Email：yangjunyhd@163.com

本文編輯：李 豆