載脂蛋白基因多態(tài)性與動脈粥樣硬化性心血管疾病的研究進展

王小婉，李欣宇，徐康媛，單琳琳，2，李超堃

(1.新鄉(xiāng)醫(yī)學院基礎醫(yī)學院，河南 新鄉(xiāng) 453003； 2.新鄉(xiāng)醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院生物精神病學重點實驗室，河南 新鄉(xiāng) 453002)

目前動脈粥樣硬化性心血管疾病(arteriosclerotic cardiovascular disease，ASCVD)已超過傳染病成為世界頭號殺手。該病病因復雜，發(fā)病機制也尚未完全明確[1]。血脂水平異常可導致冠心病、高血壓等心血管疾病的發(fā)生，在ASCVD發(fā)展中也起著重要作用。載脂蛋白(apolipoprotein，Apo)是血漿脂蛋白中的蛋白質部分，參與膽固醇、三酰甘油的代謝和轉換，Apo相關基因突變可形成不同等位基因型及不同表型的蛋白，進而引起血漿脂質代謝紊亂，因此，可作為ASCVD的風險指標，評估預測冠心病患者的心血管事件[2]。對Apo基因多態(tài)性的研究，有利于從基因水平進一步認識和預防ASCVD，了解ASCVD的可能遺傳因素，為患者治療提供重要的預后信息；且基于Apo基因多態(tài)性建立的靶向性基因檢測，將有助于臨床ASCVD的診斷和治療。現就Apo基因多態(tài)性與ASCVD發(fā)生發(fā)展的可能相關性進行綜述。

1 ApoA1

ApoA1是高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)的主要蛋白成分，負責將膽固醇從動脈血管壁轉運至肝臟進行分解代謝，具有一定的心臟保護作用。研究發(fā)現，ApoA1等位基因突變可引起體內HDL缺乏，循環(huán)HDL水平下降，攜帶突變人群更易發(fā)生ASCVD[3]。此外，下肢周圍動脈疾病患者ApoA1水平也有降低[4]，考慮到下肢周圍動脈疾病是ASCVD的主要原因，提示ApoA1突變與ASCVD風險增加具有相關性。

關于ApoA1的多態(tài)性位點的研究較多。rs670(75G>A)位于ApoA1轉錄起始位點上游75 bp處。在rs670 AA等位基因攜帶者中，血清ApoA1和HDL膽固醇(HDL cholesterol，HDL-C)水平升高，而在rs670 GG等位基因攜帶者中ApoA1和HDL-C水平降低[5-6]。表明攜帶rs670 GG等位基因的人群罹患ASVCD的風險增加。此外，rs670位點的基因型和等位基因存在種族差異[7]。rs964184是位于ApoA5-A4-C3-A1基因簇上游約1.6 kb處的多態(tài)位點，基因型為CC、CG和GG[8]。在不同族群中這些基因型的分布頻率不同，即使同一基因型在不同族群中的影響也存在差異[9]。此外，研究顯示，rs964184與維生素E水平顯著相關[10]，而維生素E可參與抑制細胞膜脂質過氧化，因而rs964184多態(tài)性可能延緩包括冠心病在內的多種慢性疾病[11]。rs5072位點的發(fā)現源于對墨西哥兒童樣本的研究，rs5072攜帶者血漿三酰甘油水平升高，血漿HDL水平降低[12]，提示rs5072可能影響血漿脂代謝水平，且存在一定的種族差異性。研究發(fā)現，rs5072基因座受環(huán)境因素的影響，且可能與低水平的HDL-C相關[13]。

2 ApoA2

ApoA2是HDL顆粒中含量第二高的蛋白質，在人血漿中以同源二聚體的形式存在。ApoA2基因與內臟脂肪積累和富含三酰甘油的脂蛋白代謝有關[14-15]。關于ApoA2多態(tài)性與人類表型效應之間關聯(lián)的研究較少。ApoA2 rs5082(-265T>C)位點位于ApoA2基因上游，一項對埃及青少年群體的研究顯示，攜帶rs5082 CC基因型人群具有內臟脂肪層增厚、HDL-C水平升高的特征[15]。rs5082變異還與男性腰圍和女性腹部脂肪蓄積有關，CC基因型患者的平均體重、腰圍、三酰甘油、HDL水平均顯著升高[16]。上述研究提示，ApoA2在肥胖患者脂質代謝中具有重要作用。

另一個與血漿脂蛋白代謝有關的單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)是ApoA2 rs3813627。rs3813627是一種非編碼SNP，存在于ApoA2啟動子區(qū)，并與多個結合轉錄因子的基序重疊，因此可影響ApoA2的表達水平[17]。一項研究發(fā)現，rs3813627影響HDL水平，被認為是血漿HDL水平的獨立決定因素，該SNP被確定為低HDL-C和冠心病風險的易感等位基因[18]。Boughanem等[19]報道，ApoA2 rs3813627 TT基因型的存在與超重/肥胖個體中低HDL和ApoA1水平有關，表明ApoA2 rs3813627位點突變可能降低超重/肥胖個體的HDL和ApoA1水平，導致ASVCD等類型疾病的風險和易感性增加。

3 ApoA4

ApoA4表達主要定位于哺乳動物的腸上皮細胞，其通過乳糜微粒進入代謝循環(huán)，影響脂蛋白的代謝，并在循環(huán)和周圍組織中表現出抗動脈粥樣硬化作用。目前ApoA4抗動脈粥樣硬化作用的可能機制包括影響HDL介導的膽固醇逆向轉運，減少低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)氧化以及抑制炎癥反應[20]。

在ApoA4第三外顯子2 346處的A堿基可突變?yōu)門，導致ApoA4的第347位的蘇氨酸被絲氨酸取代，命名為T347S。在腦血管疾病患者中，S等位基因攜帶者的總抗氧化狀態(tài)明顯低于TT和TS攜帶者，表明T347S SS基因型與機體的總抗氧化狀態(tài)有關，而活性氧增多及脂質的過氧化增加將導致潛在致動脈粥樣硬化物質的產生[21]。另一個SNP位點是ApoA4 rs5104(N147S)，突變頻率較低。全基因組關聯(lián)研究薈萃分析結果顯示，ApoA4 rs5104與ApoA4水平顯著相關[22]。而對男性受試者的一項研究發(fā)現，ApoA4 rs5104 GG基因型攜帶者的血清總膽固醇水平改變與高三酰甘油血癥相關[23]。

4 ApoA5

ApoA5基因可以調控三酰甘油水平。ApoA5變異不僅影響總三酰甘油水平，還影響整個脂蛋白亞類的分布，使其在高危受試者中向致動脈粥樣硬化的血脂異常轉移[24]。闡明該基因的轉錄控制機制并確定ApoA5位點SNP的生物學意義，有助于了解ApoA5對三酰甘油代謝的影響。

?oban等[25]發(fā)現，ApoA5 rs662799(-1131T>C)多態(tài)性與2型糖尿病存在相關性，且ApoA5-1131 CC等位基因攜帶者的肥胖風險降低，表明rs662799 CC基因型與肥胖有關。Hanh等[26]對越南河內市31所小學的154例6～10歲的血脂異常患者和389名健康人群進行調查研究發(fā)現，ApoA5 rs662799多態(tài)性與血脂異常有關，rs662799可能是越南兒童血脂異常和高三酰甘油血癥的決定因素。一項對高加索肥胖人群的研究發(fā)現，rs662799 CC基因型攜帶者也表現為血脂異常，HDL水平較低，三酰甘油水平升高[24]。一項對我國侗族人群開展的研究發(fā)現，ApoA5 rs651821 TC/CC基因型不僅可引起血漿三酰甘油水平升高，也可導致高血壓風險升高[27]。此外，有薈萃分析顯示，rs3135506 c.56C>G基因多態(tài)性與冠心病風險增加顯著相關[28]。

5 ApoB

動脈粥樣硬化斑塊形成和發(fā)展的核心過程是ApoB和膽固醇進入并滯留在動脈的內皮下。動脈腔內ApoB顆粒越多，動脈壁內ApoB顆粒越大，對動脈壁的損傷越大[29]。一項Meta分析表明，外周動脈疾病人群的ApoB水平增加，并伴隨ApoB/ApoA1比值升高[3]，而且ApoB/ApoA1比值升高與獲得性主動脈瓣狹窄發(fā)生率增加相關[30]，也預示著青少年系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的心臟代謝風險增加[31]，因此ApoB水平升高與ASCVD風險增加密切相關，是冠狀動脈疾病的主要脂質決定因素[32]，也可能是年輕人心血管疾病風險的潛在生物標志物[33]。ApoB(-516C>T)是ApoB基因啟動子中常見的多態(tài)性位點，C突變?yōu)門可顯著提高ApoB基因的轉錄率，增加LDL的循環(huán)水平[34]。此外，ApoB 516T等位基因與頸動脈粥樣硬化斑塊和動脈壁厚度存在獨立相關性，516 TT等位基因攜帶者的頸動脈內中膜厚度高于雜合子攜帶者，前兩者的頸動脈內中膜厚度均高于ApoB 516 CC基因型攜帶者(P<0.001)[35]。因此，鑒定ApoB(-516C>T)基因型可能有助于評估總體心血管疾病發(fā)生風險。

另一個突變ApoB R3500Q可影響ApoB100的生理功能缺陷，進而降低LDL-C顆粒與LDL受體結合的能力，升高LDL-C水平，從而增加冠狀動脈鈣化和缺血性心臟病的發(fā)生風險[36]。在我國新疆開展的一項病例對照研究顯示，rs693 CT/TT基因型和rs6725189 GT基因型在鈣化主動脈瓣狹窄患者中出現的頻率高于健康對照者，因此rs693 CT/TT基因型和rs6725189 GT基因型是鈣化主動脈瓣狹窄的獨立危險因素；且rs693 T等位基因(CT+TT)攜帶者三酰甘油水平高于非攜帶者[37]。因此，T等位基因攜帶者鈣化主動脈瓣狹窄的發(fā)生率可能高于 C等位基因攜帶者，且rs693和rs6725189均與鈣化主動脈瓣狹窄有關。此外，rs693與血漿脂質水平和體質指數有關，但在哥倫比亞加勒比海地區(qū)rs693與體質指數和脂質譜之間無明顯關聯(lián)[38]。因此，ApoB基因的多態(tài)性與脂質代謝的相互作用需要進一步探究。Coto等[39]在西班牙人群中發(fā)現，rs1801701與女性高膽固醇血癥顯著相關，在男性中呈上升趨勢。在科威特人群中，rs11279109的DD基因型可影響機體的血脂水平，與冠心病顯著相關，提示ApoB rs11279109可作為冠心病風險增加的指標[40]。

6 ApoC3

ApoC3基因位于人類染色體11q23長臂上的ApoA5/ApoA4/ApoC3/ApoA1多基因簇內，包含4個外顯子和3個內含子，編碼一種99個氨基酸的糖蛋白，稱為ApoC-Ⅲ[41]。ApoC3可抑制脂蛋白脂肪酶對乳糜微粒和極低密度脂蛋白中三酰甘油的分解，并可抑制肝臟對殘余脂蛋白的攝取[42]，其功能喪失性突變可導致血漿ApoC3水平下降，三酰甘油分解加快，血漿中三酰甘油水平下降[43]，反之，ApoC3基因過表達可導致高三酰甘油血癥，進而可能發(fā)展為動脈粥樣硬化。SstⅠ酶切位點多態(tài)性是第一個被報道的ApoC3基因SNP位點，即位于ApoC3基因3′非翻譯區(qū)的胞嘧啶發(fā)生顛換，突變?yōu)轼B嘌呤(3238 C>G或3175 C>G)。該位點恰好是限制性內切酶SacⅠ的酶切位點，因此使用聚合酶鏈限制性片段長度多態(tài)性技術可以很容易地對該基因型進行檢測[44]。SstⅠ的等位基因組成根據發(fā)生頻率分為S1和S2型。在我國黎族和漢族動脈粥樣硬化患者人群中，S2等位基因與血漿三酰甘油水平升高有關，且S2等位基因攜帶者血漿ApoC3水平升高，動脈粥樣硬化的發(fā)生風險增加[45]。但S2等位基因與血漿ApoC3和三酰甘油相互作用的確切機制尚不明確。ApoC3 A43T在阿米什人中出現的頻率相對較高，可明顯降低攜帶者ApoC3水平，導致ApoC3與脂蛋白的結合受損以及游離ApoC3分解代謝加快。此外，富含三酰甘油的脂蛋白中的ApoC3水平降低可導致循環(huán)富含三酰甘油的脂蛋白清除加速[46]。基于這種保護機制，可以開發(fā)針對結合脂蛋白的ApoC3的單克隆抗體，以促進ApoC3清除并增強體內富含三酰甘油的脂蛋白分解代謝，從而降低冠心病的發(fā)生風險。

7 ApoH

ApoH基因編碼的β2-糖蛋白Ⅰ(β2-glycoprotein Ⅰ，β2GPⅠ)是循環(huán)血漿脂蛋白的組成部分，與脂蛋白代謝、凝血、止血和抗磷脂自身抗體的產生等生理過程有關[47]。由于β2GPⅠ是原發(fā)性抗磷脂綜合征患者的主要自身抗原，ApoH與抗磷脂綜合征患者血栓的形成密切相關[48]。此外研究發(fā)現，與非2型糖尿病、非代謝綜合征患者相比，糖尿病和代謝綜合征患者的肝臟ApoH基因和蛋白質均顯著增加，血漿ApoH水平與2型糖尿病合并代謝綜合征病變患者的血管病變密切相關，可作為心血管風險的預測標志物[49]。ApoH c.112A>G多態(tài)性位點具有降低機體β2GPⅠ水平、抑制血小板聚集，阻止血栓形成，減輕動脈粥樣硬化的作用[50]。此外，rs8178822(c.32C>A)、rs52797880(c.422T>C)、rs8178847(c.461G>A)和rs1801690(c.1004G>C)多態(tài)性位點也被確定為我國人群靜脈血栓形成的遺傳危險因素[51]。另外，rs8178824位點可影響β2GPⅠ與磷脂的結合，使血漿β2GPⅠ水平升高，加速三酰甘油清除，提示β2GPⅠ可作為一個潛在治療靶點[52]。但β2GPⅠ是否還通過其他機制參與代謝性疾病的發(fā)生尚需要進一步研究。

8 ApoM

ApoM是一種與HDL相關的血漿蛋白，可影響HDL和膽固醇代謝并在動脈粥樣硬化中顯示多種抗炎功能。有研究發(fā)現，ApoM可通過與B類Ⅰ型清道夫受體結合促進HDL的抗炎作用[53]。在HDL中，鞘氨醇-1-磷酸與ApoM結合可顯著抑制炎癥因子和黏附分子的表達，具有抗動脈粥樣硬化的作用[54]，可能是治療ASCVD的新靶標[55-56]。另外，ApoM基因敲除可導致肝脂肪變性，脂質分泌受損和新陳代謝失調，其原因主要是肝臟向循環(huán)中分泌極低密度脂蛋白受阻。脂質分泌紊亂導致肝臟脂質積聚，炎癥和線粒體應激增強[57]。然而，ApoM缺失導致細胞應激、極低密度脂蛋白分泌減少和脂質代謝紊亂的潛在機制仍不清楚，需要進一步研究。

在韓國肥胖人群中，ApoM(855T>C)基因型攜帶者血清HDL2b、卵磷脂膽固醇脂酰轉移酶、總膽固醇、三酰甘油、瘦素水平均發(fā)生明顯波動，影響脂質代謝，進而影響動脈粥樣硬化的病理進程[58]。此外，在我國江蘇省的漢族人群，ApoM(855T>C)攜帶者患冠心病的風險增加[59]，在冠心病患者中ApoM 778T CC等位基因頻率增加，CC或CT基因型攜帶者總膽固醇水平顯著高于TT基因型攜帶者，提示ApoM基因中核苷酸-778位的C等位基因是冠心病的遺傳易感因素[60]。

9 結 語

ASCVD主要是多基因遺傳和環(huán)境因素共同作用的結果。環(huán)境因素主要指人們的生活方式和行為，如不健康的飲食、吸煙、肥胖和缺乏運動，是可以改變的。而遺傳背景因素則無法改變。為了更好地預防和治療ASVCD，深入了解ASVCD的遺傳易感性，積極尋求控制ASCVD發(fā)病風險的新途徑至關重要。遺傳、流行病學和機制研究的證據表明，三酰甘油水平升高直接導致動脈粥樣硬化，與ASCVD有因果關系。新近研究出現的遺傳學結果和關聯(lián)性研究也闡明了一些特定的Apo SNP變異在致動脈粥樣硬化中的作用。未來通過檢測散發(fā)性動脈粥樣硬化患者中Apo基因SNP位點，探討SNP多態(tài)性與臨床表現之間的關聯(lián)，有望為ASVCD的預防、診斷和治療提供新方案。