基于血管內(nèi)皮功能障礙的脂蛋白a與冠狀動(dòng)脈微血管疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

劉 瑩，金畢英

0 引言

隨著介入性心臟病學(xué)及循證醫(yī)學(xué)的發(fā)展，研究者對(duì)冠心病的研究逐漸由冠狀動(dòng)脈心外膜血管轉(zhuǎn)向冠狀動(dòng)脈微血管，2013年，歐洲心臟病學(xué)會(huì)穩(wěn)定性冠狀動(dòng)脈疾病治療指南中正式將冠狀動(dòng)脈微血管疾病(Coronary microvascular disease，CMVD)列入冠心病的臨床類型，并認(rèn)為CMVD是穩(wěn)定性冠心病的致病原因之一[1]。2017年我國(guó)專家組發(fā)表了冠狀動(dòng)脈微血管疾病診斷和治療的中國(guó)專家共識(shí)，介紹了CMVD的診斷、可能發(fā)病機(jī)制、分類及初步治療方案[2]。CMVD的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，血管內(nèi)皮功能障礙、炎性反應(yīng)、機(jī)體異常傷害感受、雌激素缺乏等均可導(dǎo)致微血管結(jié)構(gòu)和功能改變，其主要機(jī)制在于血管內(nèi)皮功能障礙。研究表明，脂蛋白a是冠心病的危險(xiǎn)因素[3]，可介導(dǎo)血管內(nèi)皮功能障礙，與CMVD的發(fā)生、發(fā)展具有密切關(guān)系。本文基于血管內(nèi)皮功能障礙對(duì)脂蛋白α與CMVD的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 CMVD概述

1.1 CMVD的定義與流行病學(xué) CMVD的定義為冠狀動(dòng)脈小阻力血管(直徑<500 μm)發(fā)生的結(jié)構(gòu)和(或)功能異常導(dǎo)致血管舒縮功能失調(diào)性疾病，導(dǎo)致心肌灌注不足，進(jìn)而形成缺血的臨床綜合征。該疾病最早由Kemp于1973年命名為 X 綜合征(Cardiac Syndrome X，CSX)，1985年由Cannon命名為微血管性心絞痛(Microvascular angina，MVA)，2007年由Camici命名為微血管功能異常(Microvascular dysfunction)。2017年我國(guó)的《冠狀動(dòng)脈微血管疾病診斷和治療的中國(guó)專家共識(shí)》中認(rèn)為“微血管功能異常”一詞未能涵蓋該病的微血管結(jié)構(gòu)異常，因此建議命名為 CMVD。

研究表明，在疑診為冠心病行冠狀動(dòng)脈造影提示無(wú)阻塞性病變的患者中，CMVD發(fā)病率為45%～60%，并提示預(yù)后不良[2]。對(duì)于CMVD的流行病學(xué)調(diào)查，目前尚無(wú)大樣本數(shù)據(jù)，最近的一項(xiàng)調(diào)查研究，對(duì)可疑冠心病、無(wú)冠心病病史且心肌灌注顯像檢查未見(jiàn)異常的患者(男405例,女813例)行冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備(Coronary flow reserve，CFR)檢測(cè)，以 CFR<2.0 作為診斷CMVD 的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果顯示，男性CMVD發(fā)病率為51%，女性CMVD發(fā)病率為54%[4]。

1.2 CMVD的診斷

1.2.1 冠狀動(dòng)脈系統(tǒng) 冠狀動(dòng)脈系統(tǒng)包括3個(gè)部分：①大的心外膜冠狀動(dòng)脈，血管直徑為0.5～5 mm，主要功能為血液傳輸。②前小動(dòng)脈：血管直徑約100～500 μm，占冠脈總阻力的25%左右，主要對(duì)冠脈的灌注或血流做出反應(yīng)，以保持遠(yuǎn)端血管的灌注壓。③小動(dòng)脈：血管內(nèi)徑<0.1 mm，主要功能是根據(jù)心肌代謝的需求調(diào)節(jié)血管張力和血流量。

1.2.2 冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備 冠狀動(dòng)脈造影并不能顯示出管腔直徑小于500 μm的血管血流情況，目前認(rèn)為，在無(wú)心外膜冠狀動(dòng)脈狹窄的情況下，CFR可以評(píng)估整個(gè)冠狀動(dòng)脈微循環(huán)血流情況。CFR是指冠狀動(dòng)脈最大擴(kuò)張時(shí)的冠狀動(dòng)脈血流量(Coronary blood flow，CBF)或心肌血流量(Myocardial blood flow，MBF)與靜息時(shí)相應(yīng)指標(biāo)的比值。

1.2.3 評(píng)估CMVD的檢測(cè)技術(shù) ①無(wú)創(chuàng)方式：經(jīng)胸冠狀動(dòng)脈血流顯像(Transthoracic doppler echocardiography，TTDE)、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(Single-photon emission computed tomography,SPECT)、正電子發(fā)射斷層攝影(Positron emission tomography，PET)、心臟核磁共振成像(Cardiovascular magnetic resonance，CMR)均可作為無(wú)創(chuàng)操作技術(shù)評(píng)估CFR。目前認(rèn)為PET是測(cè)量CFR的無(wú)創(chuàng)性技術(shù)金標(biāo)準(zhǔn)。研究結(jié)果顯示，PET測(cè)得的CFR<2.0,則預(yù)示10年內(nèi)發(fā)生心血管不良事件及心血管死亡率提高[5]。②有創(chuàng)方式：選擇性冠狀動(dòng)脈造影：通過(guò)心外膜冠狀動(dòng)脈顯影速度和心肌顯影速度來(lái)評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈微血管功能，但由于受冠狀動(dòng)脈灌注壓及心率影響，無(wú)法評(píng)估CFR。冠狀動(dòng)脈內(nèi)多普勒導(dǎo)絲可以準(zhǔn)確地測(cè)出CFR及冠脈微血管阻力(Coronary microvascular resistance，CMR)，是有創(chuàng)操作技術(shù)評(píng)估CFR的金標(biāo)準(zhǔn)。臨床上廣泛使用血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(Fractional flow reserve，F(xiàn)FR)來(lái)評(píng)價(jià)心外膜冠狀動(dòng)脈狹窄病變意義，但受到狹窄病變本身及其遠(yuǎn)端側(cè)支循環(huán)和微血管阻力的影響。對(duì)比之下，冠狀動(dòng)脈血管阻力指數(shù)(Index of microvascular resistance，IMR)是近年發(fā)現(xiàn)的可特異性評(píng)價(jià)狹窄病變遠(yuǎn)端的微血管功能的指標(biāo)，受血流影響較小[6]，但I(xiàn)MR與心血管事件的關(guān)系尚未明確，需進(jìn)一步研究確定其界限值。

1.3 CMVD的發(fā)病機(jī)制

1.3.1 微血管結(jié)構(gòu)異常 研究表明，CMVD患者存在不同程度的微血管重塑，即微血管內(nèi)膜增厚(主要是由于平滑肌肥大和膠原沉積增加)，繼而導(dǎo)致毛細(xì)血管密度下降、毛細(xì)血管管腔直徑減小、毛細(xì)血管阻塞[7-8]。常見(jiàn)于高血壓和肥厚型心肌病。

1.3.2 微血管功能異常 包括有內(nèi)皮依賴性及內(nèi)皮非依賴性血管舒張障礙，微血管收縮、微血管阻塞均可促使 CMVD 的發(fā)生，繼而引發(fā)心肌缺血癥狀[9-12]。

血管內(nèi)皮是排列在血管內(nèi)表面的一層單層細(xì)胞，不僅起到屏障作用，同時(shí)具有免疫應(yīng)答、調(diào)節(jié)血管舒縮平衡、抗血栓、參與炎癥反應(yīng)等重要作用。正常情況下，血管的正常生理功能主要依賴于內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)產(chǎn)生的舒張及收縮因子之間的平衡，如一氧化氮(Nitric oxide，NO)、內(nèi)皮素、前列環(huán)素血管活性物質(zhì)。其中NO對(duì)血管舒張起主要作用。NO是由內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的一種內(nèi)皮舒張因子，由人體內(nèi)L-精氨酸(L-Agr)經(jīng)一氧化氮合酶催化形成L-瓜氨酸而釋放，是維持血管內(nèi)皮穩(wěn)態(tài)的重要物質(zhì)。NO不僅能有效擴(kuò)張血管，還能防止平滑肌細(xì)胞增殖，抑制促炎因子產(chǎn)生，保護(hù)血管內(nèi)皮功能。有研究表明，CSX患者NO的生物活性下降[13]，并且向CXS患者體內(nèi)輸注L-精氨酸,可改善冠狀動(dòng)脈微循環(huán)的內(nèi)皮依賴性血管舒張作用[14]。內(nèi)皮非依賴性血管舒張障礙主要指由于血管平滑肌對(duì)血管活性物質(zhì)的反應(yīng)性降低而導(dǎo)致血管舒張異常[15]，從而導(dǎo)致血管平滑肌松弛。微血管收縮主要與血管活性物質(zhì)釋放增加或平滑肌細(xì)胞對(duì)血管收縮刺激敏感性增加有關(guān)。微血管栓塞可由斑塊碎片、微栓子或嗜中性粒細(xì)胞-血小板聚集物所產(chǎn)生，多見(jiàn)于缺血-再灌注事件[16]。

1.4 CMVD的危險(xiǎn)因素 CMVD與冠心病的傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素相似，如吸煙、機(jī)體炎癥反應(yīng)、糖尿病、血脂異常。吸煙會(huì)釋放自由基，導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞氧化和炎癥反應(yīng)，并且吸煙、血脂異常會(huì)使CFR下降[17-18]。長(zhǎng)期糖尿病引起機(jī)體的高血糖狀態(tài)會(huì)引起內(nèi)皮依賴性和非內(nèi)皮依賴性冠狀動(dòng)脈舒張功能減低，并造成微血管損傷，繼發(fā)腦血管、視網(wǎng)膜及腎臟等的損害[19]。

研究表明，低強(qiáng)度的慢性炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致CMVD的發(fā)生及發(fā)展。Long等[20]發(fā)現(xiàn)，CSX患者血清高敏C-反應(yīng)蛋白水平高于正常對(duì)照組，且與其外周肱動(dòng)脈血管擴(kuò)張障礙有關(guān)。Recio-Mayoral等[21]在探究無(wú)常規(guī)危險(xiǎn)因素的CSX患者中，發(fā)現(xiàn)血清C-反應(yīng)蛋白與CFR呈負(fù)相關(guān)。有研究表明，在慢性炎性疾病，如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者中的CFR均低于健康對(duì)照組[21-22]。可能的機(jī)制為：(1)炎癥反應(yīng)可促使內(nèi)皮細(xì)胞激活，釋放的NO減少，使內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙。(2)炎癥還可導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子、細(xì)胞黏附分子、生長(zhǎng)因子的合成與釋放增加，因此可導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈微血管功能異常。在CXS中可發(fā)現(xiàn)高水平的細(xì)胞間黏附分子-1(Intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)均由內(nèi)皮細(xì)胞經(jīng)炎癥刺激所產(chǎn)生[23]。

2 Lp(a)與CMVD的相關(guān)性分析

2.1 Lp(a)的概述

2.1.1 Lp(a)的結(jié)構(gòu)特征 Lp(a)是由挪威的內(nèi)科醫(yī)生Berg于1963年發(fā)現(xiàn)的一種血漿大分子物質(zhì)，幾乎全部在肝臟中合成，由低密度脂蛋白(Low density lipoprotein，LDL)中的載脂蛋白B-100(Apolipoprotein B-100，ApoB-100)與載脂蛋白A[Apolipoprotein(a)，apo(a)]通過(guò)二硫鍵連接組成[24]。其中apo(a)分子是Lp(a)的特征性標(biāo)志物，也是Lp(a)致動(dòng)脈粥樣硬化的主要成分。apo(a)與纖溶酶原具有高度同源性，apo(a)基因位于染色體6q23上，纖溶酶原(Plasminogen，PLG)基因則分布在兩側(cè)，二者均具有高度糖基化的三環(huán)狀結(jié)構(gòu)，稱為“Kringle 結(jié)構(gòu)域”[25]。纖溶酶原具有5個(gè)不同的Kringle結(jié)構(gòu)域(KI-KV)，而apo(a)只有KIV和KV結(jié)構(gòu)。KIV具有10種不同類型的復(fù)制結(jié)構(gòu)域(KIV1-KIV10)，其中KIV2表達(dá)多種拷貝數(shù)(1～40拷貝不等)，由此形成了 Lp(a)分子量大小的多態(tài)性，而KIV1和KIV3-KIV10則是單拷貝[26]。每個(gè)Kringle 結(jié)構(gòu)均對(duì)特定的底物具有其特定的結(jié)合位點(diǎn)，與其有特定功能有關(guān)。例如，KIV9結(jié)構(gòu)中的游離半胱氨酸參與形成apo(a)與apoB-100之間相連接的二硫鍵，KIV9與平滑肌細(xì)胞的增殖與遷移有關(guān)，KIV10結(jié)構(gòu)中存在的賴氨酸結(jié)合位點(diǎn)，使得Lp(a)擁有強(qiáng)大的附著和保持在血管壁細(xì)胞和纖維蛋白上的能力，因此可能對(duì)Lp(a)的動(dòng)脈粥樣硬化血栓性質(zhì)至關(guān)重要[27]，KIV2結(jié)構(gòu)不僅與apo(a)的異構(gòu)體大小不均一有關(guān)，而且還決定了Lp(a)的合成速率、濃度和生物學(xué)功能。

2.1.2 Lp(a)的合成與代謝 Lp(a)的濃度在人群中可以相差數(shù)倍，且不同人種間濃度也不同，其血漿中的濃度主要由遺傳決定，并且?guī)缀跖c年齡、性別、飲食、環(huán)境以及其他脂蛋白水平無(wú)關(guān)[28]。

Lp(a)具體合成以及分解機(jī)制尚未明確。研究表明，肝臟是Lp(a)合成的主要場(chǎng)所[29-31]。在肝細(xì)胞表面apo(a)與ApoB-100結(jié)合后釋放入血液，Lp(a)的分子組裝可分為兩個(gè)步驟：首先通過(guò)非共價(jià)鍵使apo(a)與ApoB-100結(jié)合，然后通過(guò)KIV9上的半胱氨酸與ApoB-100的半胱氨酸形成二硫鍵[26]。對(duì)于Lp(a)的分解代謝現(xiàn)仍存在爭(zhēng)議，研究者大多認(rèn)為肝臟及腎臟是清除Lp(a)的主要場(chǎng)所[27]。俄勒岡州健康中心的研究認(rèn)為，Lp(a)的分解代謝與低密度脂蛋白受體(Low density lipoprotein receptor，LDLR)有關(guān)[32]。但也有研究認(rèn)為，由于Lp(a)對(duì)LDLR的親和力很小，LDLR對(duì)Lp(a)分解代謝的影響很小或沒(méi)有影響[33]。Sharma等[34]提出了最新的一種關(guān)于Lp(a)的清除機(jī)制，涉及PLG受體介導(dǎo)的Lp(a)與apo(a)水解和重新釋放入血。除了肝臟外，部分Lp(a)也經(jīng)腎臟分解代謝，因?yàn)樵诼阅I臟疾病患者中發(fā)現(xiàn)血漿Lp(a)水平升高，而在腎移植成功后血漿Lp(a)水平普遍降低[35]。

2.2 Lp(a)與CMVD的相關(guān)性分析 大量流行病學(xué)研究表明，Lp(a)一直是冠心病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，并與冠狀動(dòng)脈狹窄程度相關(guān)[36-38]。2016年歐洲心臟病學(xué)會(huì)和歐洲動(dòng)脈硬化學(xué)會(huì)建議，對(duì)于一級(jí)預(yù)防的高危人群應(yīng)測(cè)定Lp(a)水平，并認(rèn)為L(zhǎng)p(a)≥500 mg/dl為患心血管疾病的危險(xiǎn)因素，需要進(jìn)行藥物干預(yù)治療[39]。除與冠狀動(dòng)脈硬化發(fā)生發(fā)展有關(guān)外，以往研究表明，Lp(a)還具有促進(jìn)微血管病變的作用，高Lp(a)水平可促進(jìn)2型糖尿病患者微血管并發(fā)癥的發(fā)生，主要機(jī)制為L(zhǎng)p(a)通過(guò)抑制纖溶酶原的活性，促進(jìn)動(dòng)脈硬化，還可以促進(jìn)微血栓的形成，增加微循環(huán)阻力，導(dǎo)致組織缺氧、缺血，腎臟及視網(wǎng)膜富含微血管，則更容易受到損害[40-41]，作為與全身性微血管疾病密切相關(guān)的冠狀動(dòng)脈微血管疾病，同樣與Lp(a)密切相關(guān)。

2.2.1 破壞內(nèi)皮細(xì)胞功能 體外研究表明，Lp(a)可破壞內(nèi)皮細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)。對(duì)培養(yǎng)的人臍靜脈或冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的研究發(fā)現(xiàn)，Lp(a)可導(dǎo)致肌動(dòng)蛋白的細(xì)胞骨架重排從而引起細(xì)胞收縮，使細(xì)胞間隙增加，降低細(xì)胞的屏障功能。具體機(jī)制由apo(a)通過(guò)Rho/Rho激酶依賴的信號(hào)通路介導(dǎo)[42]。而氧化型Lp(a)[Oxidized lipoprotein (a)，ox-Lp(a)]通過(guò)抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶，從而使誘導(dǎo)型一氧化氮合成下降，降低NO的水平，從而降低NO舒張血管及抑制平滑肌增殖的作用[43]。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，將兔主動(dòng)脈環(huán)暴露于高水平的ox-Lp(a)，可顯著地抑制內(nèi)皮依賴性血管舒張，糖基化Lp(a)后，抑制作用加強(qiáng)，可能的機(jī)制為糖基化Lp(a)與ox-Lp(a)增加了活性氧的暴露，繼而使NO失活[44]。

Guler等[45]發(fā)現(xiàn)，CSX患者相比于健康對(duì)照組，具有更高的血漿Lp(a)水平，采用Logistic多因素回歸分析顯示，Lp(a)是CSX的獨(dú)立危險(xiǎn)因素 (B=0.174，P<0.001，OR=1.19,95%CI：1.09～1.298)，并認(rèn)為L(zhǎng)p(a)與血管內(nèi)皮功能障礙有關(guān)，促進(jìn)炎癥反應(yīng)及過(guò)早的動(dòng)脈硬化。Ioka等[46]對(duì)冠狀動(dòng)脈造影正常的非糖尿病患者行血管內(nèi)皮功能測(cè)試，均顯示一定程度的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能障礙，并發(fā)現(xiàn)受試者體內(nèi)Lp(a)均高于對(duì)照組。Schachinger等[47]證實(shí)了Lp(a)可選擇性地?fù)p傷受體介導(dǎo)的血管舒張功能，并認(rèn)為主要機(jī)制為L(zhǎng)p(a)在血管壁的積累和氧化修飾，導(dǎo)致動(dòng)脈壁氧化應(yīng)激增加，從而使NO的生物利用度降低。Mashaly等[48]發(fā)現(xiàn)，高Lp(a)水平預(yù)示著冠狀動(dòng)脈造影無(wú)明顯狹窄但血管舒張功能受損的患者5年內(nèi)發(fā)生心血管不良事件概率升高。Nishino等[49]發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈造影正常的胸痛患者，其血漿Lp(a)水平均高于健康對(duì)照組人群。

2.2.2 促進(jìn)炎癥反應(yīng) Lp(a)作為促炎介質(zhì)，可導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，在慢性炎癥性疾病，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、克羅恩腸病中均有血清Lp(a)水平增高[50-51]。Lp(a)促進(jìn)炎癥反應(yīng)主要包括以下途徑：①通過(guò)其apo(a)的KV結(jié)構(gòu)與氧化磷脂結(jié)合，沉積在血管壁，從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)[52-53]；②以細(xì)胞特異性方式誘導(dǎo)炎性因子，如白細(xì)胞介素-8(IL-8)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)，腫瘤壞死因子-α(TNF-α)和巨噬細(xì)胞中的單核細(xì)胞趨化蛋白(MCP-1)等，進(jìn)一步促發(fā)炎癥反應(yīng)[54-55]；③Lp(a)可以直接誘導(dǎo)單核細(xì)胞趨化，又可以通過(guò)增加單核細(xì)胞趨化因子間接促進(jìn)單核細(xì)胞趨化[56]；④除了可以促進(jìn)單核細(xì)胞趨化外，Lp(a)還可與整合素Mac-1結(jié)合，促使ICAM-1、VCAM-1和 E-選擇素高表達(dá)，促進(jìn)單核細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮[57-58]，促發(fā)炎癥反應(yīng)、損傷血管內(nèi)皮功能，進(jìn)一步加重冠狀動(dòng)脈微血管疾病的發(fā)生與發(fā)展。

綜上所述，Lp(a)作為促炎介質(zhì)，可以直接損害冠狀動(dòng)脈微血管功能，又可以通過(guò)損傷冠狀動(dòng)脈血管內(nèi)皮細(xì)胞，雙重效應(yīng)使冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙，導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈微血管疾病的發(fā)生及發(fā)展。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，冠狀動(dòng)脈微血管疾病已成為人們不可忽視的心血管疾病，高Lp(a)是心血管疾病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，與冠狀動(dòng)脈微血管疾病密切相關(guān)，通過(guò)血管內(nèi)皮功能、介導(dǎo)炎性反應(yīng)損傷冠狀動(dòng)脈微血管功能，促進(jìn)微血管重構(gòu)，促進(jìn)CMVD的發(fā)生發(fā)展。因此，對(duì)于Lp(a)與CMVD的關(guān)系探究需要引起更多的關(guān)注，以制定干預(yù)措施，為臨床診治提供指導(dǎo)。