ω-3多不飽和脂肪酸改善心血管預后臨床研究進展

李 鼎，王大新

(1.中南大學湘雅二醫院心血管內科，湖南 長沙 410011；2.江蘇省揚州大學臨床醫學院 蘇北人民醫院心血管內科，江蘇 揚州 225001)

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,As)是心血管疾病發生發展的病理生理基礎，As病理機制主要是炎癥學說，持續的炎性刺激與炎癥消退之間的失衡、脂質沉積在動脈粥樣硬化過程中扮演著主要角色。研究發現，ω-3多不飽和脂肪酸(ω-3 polyunsaturated fatty acids,ω-3 PUFAs)及其衍生物在減少炎性因子刺激和促進炎癥的消退等方面對心血管系統有著保護作用[1]。流行病學研究發現日常攝入富含ω-3 PUFAs海魚的愛斯基摩人因心血管疾病導致的死亡率較低[2]，隨著研究的深入，人們逐漸發現與較低的心血管疾病風險最密切相關的長鏈ω-3 PUFAs主要包括二十碳五烯酸(C20:5 ω-3，EPA)和二十二碳六烯酸(C22:6 ω-3，DHA)。本文就ω-3 PUFAs和心血管疾病預后的臨床研究的新進展做一綜述。

1 ω-3 PUFAs保護心血管作用

1.1 ω-3 PUFAs的抗炎作用

1.1.1 ω-3 PUFAs調節炎癥通路 ω-3 PUFAs中的EPA和DHA能激活單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞等炎性細胞的細胞膜上的G蛋白偶聯受體120(G protein-coupled receptors,GPR120)和胞內過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)-γ，通過抑制核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)信號傳導，抑制環氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、誘導型一氧化氮合酶2(induced nitric oxide synthase 2,iNOS2)等表達，減少危害心血管細胞因子產生[1]。除了激活受體之外，ω-3 PUFAs能合成特異性促消退介質(specialized pro-resolving mediators,SPMS)參與調節中性粒細胞活性以及趨化因子的釋放，誘導內皮組織由炎癥狀態轉化為相對穩態，促進組織中炎癥消退，從而維護內環境穩態。

EPA經由18-羥基二十碳五烯酸(18-hydroxyeicosapentaenoic acid，18-HEPE)進一步生成消退素E1(resolvin E1,RvE1)，通過ERV1-ChemR23受體途徑減少促炎和促增殖細胞因子[如TNFα、白細胞介素(interleukin IL)-1β、IL-6、基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)]的分泌從而抑制血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell,VSMCs)增殖[3]。RvE1能減少IL-2β和IL-12釋放，抑制血小板和VSMCs的活化。RvE1及DHA的衍生物消退素D1(resolvin D1,RvD1)能減少中性粒細胞遷移，增強中性粒細胞和嗜酸性粒細胞清除作用。RvD1和RvD2通過cAMP和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)通路抑制VSMCs增殖和遷移。RvD1和RvD2均抑制p65/NF-κB通路激活，從而降低IL-1β、IL-6和趨化因子配體-2(chemokine ligand 2,CCL-2)的表達來減輕炎癥。RvD1刺激IgM和IgG生成。在限制中性粒細胞活性和增強巨噬細胞活性的基礎上，RvD2通過激活內皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)進一步刺激NO生成來減少白細胞與內皮細胞的相互作用[4]。保護素D1(protectin D1)還可有效抑制T細胞遷移和凋亡，減少TNFα和干擾素γ的產生與釋放，穩定動脈粥樣硬化斑塊，防止粥樣硬化斑塊帽破裂。達到改善As相關性心血管疾病預后的作用。

DHA在巨噬細胞中進行12-脂氧合成，并通過13次環氧化過程進一步轉化生成脂蛋白抗炎介質Maresins。Maresin-1能減少中性粒細胞浸潤和增強巨噬細胞吞噬活性，促進炎癥的消退。另外，Maresin-1抑制NF-κB-p65信號通路減少心肌缺血再灌注損傷，減少IL-5和IL-13分泌，減少心肌間質纖維化和炎癥反應引起的心臟重塑，延緩心臟功能惡化。

1.1.2 ω-3 PUFA競爭拮抗花生四烯酸炎癥通路

炎癥介質花生四烯酸(arachidonic acid,AA)通過5-脂氧合酶(5-lipoxygenase,5-LOX)途徑生成脂質介質白三烯B4(leukotriene B4,LTB4)促進炎癥和動脈粥樣硬化進程,與AA上述促炎通路相反，EPA能與AA競爭5-LOX和環加氧酶(cyclooxygenase,COX)作用位點，從而減少AA下游產物(包括LTB4、PGE2、TXA2)生成，促進EPA下游產物(包括LTB5、PGE3、PGI3、TXA3)生成。其中PGI3能促進血管擴張，血栓烷A3(thromboxane3,TXA3)能抑制血小板聚集[5]。與AA衍生物相比，EPA下游衍生物對血小板的聚集和炎癥誘導較弱，進一步減弱了AA相關促炎作用。

根據單因素和多因素回歸分析顯示，具有單種或多種動脈粥樣硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)危險因素的患者，血清EPA/AA變化與血清低密度脂蛋白膽固醇、甘油三酯、非高密度脂蛋白膽固醇水平的變化獨立且顯著相關，進一步研究發現補充EPA，比DHA更能降低動脈粥樣硬化的風險[6]。

研究發現，在三組實驗小鼠中，喂養添加EPA的高脂食物組、沒有添加EPA的ApoE-/-組與單純給予高脂食物組相比，主動脈組織中C反應蛋白水平顯著降低，并且血管細胞黏附分子表達降低。單核細胞趨化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)或COX-2表達減少，進一步減少其引起的相關動脈脂質沉積[7]。研究證據表明DHA降低高甘油三酯血癥患者的超敏C反應蛋白(high sensitivity C-reactive protein,hs-CRP)、IL-6水平，并降低自然殺傷細胞的活性[8]。

1.2 ω-3 PUFAs抗血栓形成

當內皮細胞損傷暴露出皮下的膠原時，血小板黏附于局部膠原，并釋放α顆粒和致密顆粒，同時在凝血酶、腺苷二磷酸、血栓素A2(thromboxaneA2,TXA2)共同正反饋的作用下使血小板持續黏附，形成血栓。ω-3 PUFAs促進TXA3生成，從而達到抑制血小板聚集，減少內皮損傷后血栓生成的作用。EPA和DHA能插入血小板的磷脂膜結構，抑制血小板在血管損傷部位形成凝血級聯復合物，進一步減少凝血酶原和凝血酶結合形成血栓。

1.3 ω-3 PUFAs降低甘油三酯、調節血脂并改善胰島素抵抗

血液中較高濃度的甘油三酯(triglycerides,TG)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)是導致心血管疾病發生發展的重要危險因素。ω-3 PUFAs作用于肝細胞，降低促進膽固醇合成限速酶羥甲基戊二酸單酰輔酶A(3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A,HMG-CoA)轉錄的膽固醇反應元件結合蛋白1c(sterolregulatory element binding protein 1,SREBP-1c)活性，減少脂肪合成。ω-3 PUFAs通過結合PPAR-α，增強脂肪酸β氧化，增強脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)活性，降低血液中的TG，增加極低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)清除率，并促進高密度脂蛋白膽固醇的產生。促進PPARγ調節脂肪酸儲存和葡萄糖代謝，改善胰島素抵抗。ω-3 PUFAs也可作用于在腸道內表達的PPARβ/δ，維持細胞增殖與炎癥之間的穩態[9]。DHA調節包括碳水化合物反應元件結合蛋白(carbohydrate response element binding protein,ChREBP)和叉頭狀轉錄因子O1(forkhead box transcription factor O1,FOX-O1)在內的肝臟轉錄因子進一步減少載脂蛋白C3(apolipoprotein C3,ApoC3)的合成，增強VLDL的水解，導致脂質轉化為更多的低密度膽固醇和低密度膽固醇顆粒。從而改變LDL的體積分布，改善動脈粥樣硬化。近來研究發現EPA和DHA對ApoC3合成的影響不同，與DHA相比，EPA可降低低密度膽固醇顆粒體積，調節膽固醇合成及脂質在脂蛋白之間的轉移[10]。

1.4 ω-3 PUFAs改善血管內皮功能與促進血管舒張

高血壓是心血管疾病的危險因素，老年高血壓患者由于自身血管硬化程度加重，調節能力變差，臨床普遍表現為收縮壓升高，脈壓差進一步加大，血壓波動幅度較大。攝入魚油可降低收縮壓及舒張壓，而且補充魚油后的降壓效應在老年高血壓患者群體中表現得更明顯。一項為期8周的研究顯示，慢性腎臟病患者每天補充4 g ω-3PUFAs可顯著降低血壓[11]。ω-3 PUFAs能升高體內具有抗凝作用的PGI3水平，降低MCP-1，抑制具有強抗凝作用的TXA2生成，減輕炎癥反應，促進血管舒張。

ω-3多不飽和脂肪酸能降低脈搏波速度與動脈僵硬度，改善大動脈順應性及彈性。DHA能降低組織非特異性堿性磷酸酶(tissue non-specific alkaline phosphatase,TNAP)活性，促進p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,p38MAPK)磷酸化，同時激活PPARγ[12]，阻止β-catenin誘導的VSMCs向成骨樣細胞的轉分化過程，改善血管硬化。研究發現，在冠狀動脈鈣化評分(CAC)>300的亞臨床動脈粥樣硬化的日本男性中，DHA和CAC評分之間存在顯著的負相關[13]。

研究發現，高脂血癥患者(伴或不伴2型糖尿病)每天口服EPA 1 800 mg，6個月后，伴發2型糖尿病的患者脂聯素水平顯著高于對照組[14]。而治療之前，糖尿病患者脂聯素水平低于非糖尿病患者，而內皮細胞衍生微粒(endothelial cell-derived microparticles,EDMP)和血管生成素-2(angiopoietin-2,Ang-2)水平高于非糖尿病患者。由此推測出EPA促進脂聯素生成，抑制單核細胞與內皮細胞的黏附，減少氧化LDL的攝取，減輕血管損傷，預防高Ang-2水平糖尿病患者出現血管并發癥，減少未來的心血管事件發生率。

1.5 ω-3 PUFAs改善心肌功能

在心肌灌注不足的器質性心臟病如擴張型心肌病和缺血性心肌病患者中，自主神經調節受損是導致致命心律失常事件和心源性猝死發生的危險因素。ω-3 PUFAs直接或間接改變心臟離子通道的功能降低致命性心律失常發生，進一步干預心肌細胞代謝狀態及心臟能量代謝過程。ω-3 PUFAs降低細胞內游離Ca2+濃度，抑制肌漿網(sarcoplasmic reticulum,SR)Ca2+傳導刺激引起的異丙腎上腺素釋放，調節L型鈣通道電流水平延長相對不應期，防止因心肌缺血損傷出現鈣超載。補充ω-3 PUFAs可以改善缺血性和非缺血性心肌病患者的心率變異性(自主神經張力指數)，有助于抑制心衰期間(心肌觸發活動和異常自律性)心律失常的發生。體外和動物模型提示，ω-3 PUFAs穩定部分去極化的缺血心肌細胞，能降低心律不齊和室性心律失常發生率[9]。GISSI-HF試驗發現ω-3 PUFAs主要通過抗心律失常作用來降低CVD風險[15]。

2 ω-3 PUFAs的臨床應用

心力衰竭(heart failure，HF)是冠心病發生發展的終末期，當心臟泵血能力減弱時，靜脈回心血持續淤積在心臟，靜脈系統充血過多，而動脈系統血液灌注不足，最終引起循環障礙。目前的一些相關臨床研究提示補充ω-3 PUFAs對HF癥狀有著改善作用。文獻報道，巨噬細胞來源的EPA代謝物18-HEPE可以抑制炎癥反應中巨噬細胞浸潤和心肌纖維化，減緩壓力負荷下的心臟重構。并且DHA衍生物RvD1能限制炎癥反應過程中5-LOX的核易位進一步促進親分解脂質介體LXA4(lipoxin A4)的合成，從而減輕心肌梗死后遺留的慢性炎癥反應，延緩心室功能障礙后心力衰竭發生[16]。GISSI-HF試驗研究表明，6 875名缺血性及非缺血性心衰患者每天補充1g ω-3 PUFAs,隨訪3.9年后發現，總死亡率降低9%(HR:0.91;95%CI,0.833-0.998;P=0.041)，心血管病因導致的住院風險率降低8%(HR:0.92;99%CI,0.849-0.999;P=0.009)[15]。

補充EPA有助于降低心血管不良事件發生率，較高的血清EPA/AA比值與較低的心血管疾病和冠狀動脈事件發生風險相關。MESA研究[17]中發現在13年隨訪后log%EPA(log EPA abundance,EPA豐度的對數值)與較低的心衰風險有關(HR：0.73；95%CI，0.60-0.91)，提示補充EPA可改善心衰的積極作用，而進一步發現改變log%DHA比log%EPA更能讓心衰患者獲益，降低心衰風險。同樣在日本EPA脂質干預研究中發現，EPA/AA比值大于0.75的患者心臟風險顯著降低[18]。

3 ω-3 PUFAs與心血管疾病遠期預后

ω-3 PUFAs通過穩定細胞膜發揮抗心律失常功能，對缺血誘發的心室顫動有保護作用。在紅細胞膜、血漿或脂肪組織中較高的ω-3 PUFAs水平與較低的冠心病發病率密切相關[19]。

多不飽和脂肪酸治療時間的長短對患者的預后也有重要影響。在心臟復律前4周給予ω-3 PUFAs后心房顫動復發率顯著降低(OR 0.39，95%CI，0.25-0.61；P<0.0001)[20]，但ω-3 PUFAs對心臟復律后心房顫動的預防效應沒有明顯區別(OR 0.63；95%CI，0.35-1.13；P=0.12)，治療效果的差異性可能與ω-3 PUFAs與細胞膜結合并發揮其作用過程所需要的時間有關。

通過為期6個月對心臟代謝標志物的檢測，Talari等[21]發現每2周補充維生素D 50 000 IU及每天補充2×1 000 mg ω-3 PUFAs對2型糖尿病合并冠心病患者也有益處。該項舉措能降低低密度脂蛋白膽固醇水平(P<0.05),升高高密度脂蛋白膽固醇水平(P<0.05),降低空腹血糖,改善胰島素抵抗,增加胰島素敏感性。補充維生素D和ω-3 PUFAs后，實驗組的高敏C反應蛋白水平和安慰劑組相比有所減低(P<0.01),并且能降低頸動脈內膜中層厚度。

以一級預防為主的The Vitamin D and Omega-3 Trial(VITAL)研究發現，隨訪觀察EPA和DHA聯合劑量組5.3年后，發現次要終點事件發生率如心肌梗死風險降低了28%[22]，致命心臟病發作風險降低了50%[23]，因冠心病死亡風險降低了17%。當海鮮攝入量小于群體攝入量中位數值(每周1.5餐)的患者補充ω-3 PUFAs后，主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACE)風險顯著降低19%，心梗風險降低40%[22]。在美國非裔群體中，攝入O3AEE(含有840 mg EPA及DHA)制劑人群的心臟病發作率顯著降低77%，冠狀動脈重建率降低49%，冠心病發病率降低53%[24]。同樣，在英國的ASCEND隨機對照試驗中，隨訪7年后，服用與VITAL試驗中相同類型及劑量的O3AEE組，比服用1克橄欖油膠囊安慰劑組，CVD死亡率顯著降低了19%[24]。

4 小 結

綜上所述，ω-3多不飽和脂肪酸EPA/DHA及其主要活性代謝產物在抑制炎癥反應、抗血栓形成、降低血脂、降低致命性心律失常發生、調節自主神經系統功能方面發揮重要的保護作用。根據目前REDUCE-IT(Reduction of cardiovascular events with icosapent ethyl-intervention trial，另稱為Vascepa心血管結局試驗)的最新研究成果，心血管疾病或糖尿病合并高甘油三酯血癥的患者群體給予他汀藥物治療并每天補充4 g EPA能夠改善疾病癥狀。由于ω-3多不飽和脂肪酸主要存在于深海魚油中，所以，在使用雙抗藥物調節血脂水平及抗血小板聚集對癥治療心血管疾病之外，采用每周膳食添加EPA和DHA的一級預防措施可減少心血管事件的發生率。