脂蛋白相关磷脂酶A2检测在临床的应用及研究进展

发布时间:2018-07-01       作者:颜光涛       来源:临床实验室        浏览:807       收藏: 0

解放军总医院医学检验中心  颜光涛

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颜光涛,解放军总医院医学检验中心,研究员、临床检验教研室主任,博士研究生导师。1983年毕业于华西医科大学医学系本科,1989年获301医院临床诊断专业硕士学位,1992-1994年赴挪威特图姆瑟大学作访问学者。曾任解放军总医院基础医学研究所生化研究室主任、生化教研室主任、副所长。已发表SCI收录论著23篇,总影响因子51.7,单篇论文最高影响因子5.398,Medline收录论文27篇,在国内统计源及核心期刊发表论文210余篇。获军队科技进步二等奖3项第一作者。1998年被总后勤部评为“科技新星”,2002年获国务院政府特殊津贴。全国生化检测标准化技术委员会委员,科研试剂工作组副组长;中国医学装备协会临床检验专业委员会常委兼自动化信息化学组组长。全军生物化学专业委员会副主任委员。


磷脂酶A2(PLA2)广泛存在于人类细胞中,其选择性作用于甘油磷脂sn-2位的酯键致其水解,生成游离脂肪酸和溶血磷脂,PLA2与机体的炎症反应、动脉粥样硬化、肿瘤及中枢神经系统疾病等密切相关。脂蛋白相关磷脂酶A2(Lipoprotein-associated phospholipaseA2,Lp-PLA2)又名血小板活化因子乙酰水解酶,磷脂酶A2超家族中的一员,是具有血管特异性的炎症标志物,研究发现Lp-PLA2为冠心病和缺血性卒中的独立危险因素,新近美国FDA批准其用于预测冠心病和缺血性卒中风险,本文将围绕Lp-PLA2检测在临床的应用及研究进展进行阐述。


一、Lp-PLA2的结构及生物学特性

Lp-PLA2是由441个氨基酸残基组成的丝氨酸脂酶,生物活性不需要二价阳离子如钙离子等,相对分子质量为 45.4 kDa,编码基因为PLA2G7,定位于6号染色p21.2-p12,具有12个外显子。Lp-PLA2主要由造血细胞(单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞、肥大细胞和血小板)和肝细胞(Kupffer细胞)合成, 血液循环中主要来自炎症过程中巨噬细胞和泡沫细胞,血中Lp-PLA2 以与脂蛋白颗粒结合的形式存在, 约2/3与LDL(低密度脂蛋白)结合, 约1/3与HDL(高密度脂蛋白)以及VLDL(极低密度脂蛋白)结合。Lp-PLA2能够水解血小板活化因子使其失活, 也催化多种氧化磷脂Sn-2位上酯键水解, 生成脂类促炎物质,如游离脂肪酸和溶血磷脂。


二、Lp-PLA2与临床疾病的研究证据

1. Lp-PLA2与动脉粥样硬化的研究证据

炎症已经被公认为是动脉粥样硬化(AS)发生发展过程中的核心因素,多种炎症因子参与其中导致斑块的形成、进展和最终破裂。炎症标记物的寻找对心脑血管疾病的预测是目前研究的热点,CRP和脂蛋白磷脂酶A2(Lp-PLA2)是近年来引起广泛关注与AS密切相关的新炎症标记物,Lp-PLA2的检测能直接准确的反映血管内炎症的程度,并且可作为一个动态指标。


(1)促动脉粥样硬化的机制

Lp-PLA2与LDL结合,水解LDL上的氧化卵磷脂,生成不饱和脂肪酸和溶血磷脂,这些化学趋化因子使巨噬细胞、炎症细胞发生趋化作用,汇集到血管内皮细胞损伤处,加重损伤或直接造成内皮细胞凋亡,此后损伤进一步扩大,更多的细胞凋亡继续平移,形成动脉粥样硬化。


(2)在易损斑块形成中的作用机制

内皮损伤的情况导致不稳定的斑块形成,跟Lp-PLA2活性相关,早期斑块,纤维膜较厚,炎症细胞较少。如血管高血压不稳定、炎症或吸烟等,造成氧化性的LDL中的磷脂酶活性增加,释放不饱和脂肪酸和溶血磷脂,会进入再次的损伤循环。硬化斑块的纤维膜逐渐变薄、出现裂痕,炎症反应进一步加重,损伤处血小板凝结,导致堵塞及中风梗死。


稳定粥样斑块中,Lp-PLA2含量、低严重管腔狭窄、厚纤维帽、少量坏死的脂质和较少的炎症细胞;不稳定粥样斑块中,Lp-PLA2 含量高、轻微管腔狭窄、薄纤维帽、大量坏死的脂质和大量的炎症细胞。


2. Lp-PLA2与中国脑卒中的发病率

2008国际“卒中”杂志上发表的中国—MONICA—北京调查结果显示,2008年中国脑卒中为280万人,发病率以每年8.7%的速度增加,推测到2020年脑卒中将达到370万人。通常胆固醇是引起冠心病和脑卒中的重要因素,但研究表明胆固醇并不是脑卒中可靠的预测指标。如果能从精准医疗的角度将Lp-PLA2对脑卒中的监测落实于数据,会更有利于开展脑卒中风险的防控和监测。


3. Lp-PLA2与心血管事件的研究证据

四川大学李东泽等人通过Meta分析探讨Lp-PLA2与心血管事件发生的相关,6个实验中纳入29382例样本,其统计的数据显示高水平的Lp-PLA2是心脑血管事件发生的独立危险因素,其风险比为1.55(95% CI,1.08-2.23;P=0.018);另一项6个研究,纳入16239例样本的Meta分析探讨Lp-PLA2活性与中风发生的相关性:1.58(95% CI,1.21-2.07;P=0.001)。

 

瑞典乌普萨拉大学的Wallentin教授从世界范围内纳入14500例稳定型冠心病患者,追踪3.7年,分析Lp-PLA2活性水平与患者心血管事件发生的相关性,在校正基线特征(人种、性别、糖尿病、高血压、多血管疾病、BMI、年龄、吸烟)、标准实验室变量(HDL、LDL、TG、HGB、CysC)以及其他预后生物标志物(生长分化因子15)后,获得Lp-PLA2与心血管事件发生的关联如下: 心血管死亡、心肌梗死、中风 1.50(95% CI 1.23-1.82);心血管死亡 1.42(95% CI  1.07-1.89);心力衰竭住院治疗 1.95(95% CI 1.29-为2.93);心肌梗死 1.37(95% CI 1.03-1.81)。


Lp-PLA2与心血管疾病的研究进展可综述为,Lp-PLA2活性和含量的增加,与冠状动脉病变斑块坏死面积关联、直接影响稳定性冠心病复发风险和心血管疾病病死率,可预测首次卒中风险、卒中复发风险和动脉粥样硬化狭窄短暂性脑缺血。


三、临床应用建议

2010美国心脏病学会基金会(ACCF)/美国心脏协会(AHA)无症状成人心血管风险评估指南建议:可考虑对中等风险的无症状成人进行Lp-PLA2检测以进一步评估风险;2011 AHA/美国卒中协会(ASA)卒中一级预防指南建议:在未有心血管疾病的患者中检测炎症指标如hs-CRP或Lp-PLA2可以鉴别出有较高卒中风险的患者;2012美国临床内分泌医师学会(AACE)高脂血症管理与动脉粥样硬化预防指南建议:一些研究证明,在有必要进一步对患者进行风险评级时,Lp-PLA2检测比hs-CRP就要更高的特异性;2012欧洲心脏病学学会(ESC)心血管疾病预防临床实践指南建议:对有复发急性血栓事件的高风险患者可检测Lp-PLA2以进一步评估风险。


基于上述国际指南的建议,我国于2015年,在第26届长城国际心脏病学会议暨亚太心脏大会2015正式发布《脂蛋白相关磷脂酶A2临床应用中国专家建议》,该建议提出将Lp-PLA2用于冠心病及缺血性脑卒中的风险预测,并且提出以下人群适用Lp-PLA2的检查:(1)无症状高危人群的筛查:尤其是动脉粥样硬化性心血管疾病中等危险的人群;(2)已接受他汀治疗且胆固醇水平控制较好的患者;(3)发生急性血栓事件的患者,包括ACS和动脉粥样硬化性缺血性卒中患者。


四、针对Lp-PLA2的治疗及讨论

Lp-PLA2与心血管事件发生密切相关,是否能够通过降低Lp-PLA2来实现降低心血管事件发生的风险?


当前降低Lp-PLA2水平的主要手段有服用降脂药物,通过降低血脂间接降低Lp-PLA2,如普伐他汀;还有Lp-PLA2特异抑制剂,如Darapladib,下面的研究证明了这两种方式对降低心血管事件是否有效。


新西兰的奥克兰城市医院Harvey White等纳入6518名心肌梗死或不稳定心绞痛患者,随机服用普伐他汀和安慰剂,比较1年前后患者的血液指标的改变,评估患者的临床表现,经过1年普伐他汀的服用,患者Lp-PLA2水平下降了16%,患者冠心病事件发生风险减少了23%。


Darapladib是GSK 公司生产的一种Lp-PLA2特效抑制剂,GSK公司从39个国家中纳入的15828名冠心病患者,服用Darapladib,追踪3.7年,STABILITY研究显示,实验结果未达到减少死亡率这一主要终点,达到了减少冠脉事件发生这一次要终点。SOLID-TIMI 52的研究从36个国家中纳入13026 名急性冠脉综合症患者,且让入选者30天内随机服用Darapladib与安慰剂,追踪2.5年,发现服用Darapladib并没有减少患者主要冠脉事件的发生。


上述研究说明,心血管事件机制十分复杂,可能非单一通路所左右,仍需深入的研究。


五、影响因素

1. 种族&性别

英国剑桥大学John Gregson等探讨影响Lp-PLA2水平的因素中,综合了77个研究纳入102499个样本,得出结论男性Lp-PLA2的活性和浓度比女性高约10%,高加索人群的Lp-PLA2水平要比非裔或西班牙裔美国人高15%,这一结论也表明人Lp-PLA2的水平是受到种族和性别的影响,白人明显高于有色人种。


2. 吸烟

希腊约阿尼纳大学的A.D. Tselepis等随机纳入184名入选者,评估参与者的生活方式,检测血清Lp-PLA2水平,采用多元线性回归探讨Lp-PLA2与生活方式的关联,吸烟是高水平Lp-PLA2的危险因素,支持吸烟诱导冠心病观点。


3. 大豆油

大豆油中富含亚油酸,而亚油酸具有降低血脂血压,抗动脉粥样硬化的作用,那么服用大豆油能否可以降低血清Lp-PLA2的活性水平?韩国延世大学Minkyung Kim等随机入选150个健康人,将他们平均分为3组,3组分别进食低、中、高组亚油酸(linoleic acid ,LA),8周后,对比实验者前后LA和Lp-PLA2水平的改变,发现食用高剂量LA组Lp-PLA2活性明显升高。


六、主要检测方法及指标的比较

检测方法有早期实验室中的放射性核素法、分光光度计测量法、荧光计法等。目前的Lp-PLA2浓度检测、活性检测试剂盒,浓度和活性检测相关性如何?做了如下的研究:


Celalettin Topbas等研究证实,采用液相二级质谱技术(LC-MS/MS)进行检测时,Lp-PLA2活性与浓度相关性很高,但是采用PLAC法进行检测时,Lp-PLA2的活性与浓度相关性并不高,进一步使用表面活性剂将Lp-PLA2从载脂蛋白上洗脱掉,再次使用PLAC法进行检测,两者一致性大幅升高,他认为使用该方法进行检测时,Lp-PLA2与载脂蛋白结合后会影响酶的浓度检测;Shaoqiu Zhuo等使用高分辨率层析柱将血清标本中不同密度的载脂蛋白分离,然后使用PLAC法进行浓度检测,发现实验组加入LDL后重组Lp-PLA2的检测浓度大幅降低,对实验组血清进行表面活性剂处理使Lp-PLA2与载脂蛋白分离后,实验组与对照组检测的Lp-PLA2浓度改变幅度不大,认为Lp-PLA2与LDL结合后会影响酶的浓度检测,Lp-PLA2的活性检测比浓度检测能够更加准确的反应血液中循环Lp-PLA2的水平。


七、与其他疾病的相关研究

1. 与肿瘤的相关性的研究

Stefan Acosta等从瑞典马尔默纳入了5551例标本,随访20.7年,分析样本Lp-PLA2水平与腹主动脉瘤(abdominal aortic aneurysm,AAA)的发生的相关性,发现高水平的Lp-PLA2是AAA发生的独立危险因素。


2. 与阿尔茨海默的相关性的研究

美国贝勒医学院的Doody等分析197例阿尔茨海默患者与198例对照组血清LP-PL2,发现Lp-PLA2是阿尔茨海默发生的独立危险因素,提出Lp-PLA2可能通过损伤血管引发阿尔茨海默。


3. 与糖尿病的相关性的研究

印度Guru Teg Bahadur医院的Seema Garg等比较未经过治疗的40例初发的2型糖尿病患者与健康人血清的Lp-PLA2活性,患者的空腹血糖水平与酶活性正相关,这也在一定程度上解释了糖尿病患者冠心病发生概率高;心踝血管指数(Cardio-ankle vascular index,CAVI)可以有效早期评估动脉硬化,日本自治医科大学Kazuhiko Kotani通过分析40例病程小于10年的糖尿病患者与25例病程大于10年的糖尿病患者的血清Lp-PLA2与CAVI,发现病程较长的糖尿病患者Lp-PLA2与CAVI正相关。


4. 与牙周炎的相关性的研究

临床附着水平(clinical attachment level,CAL)是反映牙周组织破坏程度的重要指标,印度Meenakshi Ammal牙科学院bittu Saira koShy等将入选的样本分为3组,每组25例,检测3组患者血清Lp-PLA2与血脂水平,并得出结论:Lp-PLA2、TG和VLDL可以作为牙周炎的炎症标志物。


5. 与自身免疫性疾病相关性的研究

Lp-PLA2作为一个炎症因子,与自身免疫性疾病相关性的研究少见,为了证明两者是否具有关联,我们进行了相关试验,入选于2016年6月至2017年2月在解放军总医院住院的系统性红斑狼疮(SLE)患者154例及55例性别、年龄和BMI匹配的健康查体人员,然后检测入选者血清中Lp-PLA2活性水平及生化指标,收集病人相关信息,最后采用SPSS17.0软件进行数据统计学分析,比较患者与健康对照组指标的差异,分析Lp-PLA2同SLE患者并发症情况、自身抗体、实验室指标及病情活动程度的相关性,结果显示,实验组中154例SLE患者血清Lp-PLA2的平均活性水平221±56U/L,高于对照组的160±37 U/L(P<0.001)。


SLE患者不同并发症肾炎、贫血和凝血激活与Lp-PLA2水平的具有显著相关性,而且Lp-PLA2水平同与肾脏损伤相关的尿蛋白水平、 同贫血相关的血红蛋白水平及与凝血相关的D-二聚体水平均成正相关,三个辅助指标侧面支持了SLE与Lp-PLA2的相关性的研究。


八、结语 / Lp-PLA2研究展望

血清Lp-PLA2活性水平和系统性红斑狼疮SLE患者的病情活动程度及并发症的严重程度相关,Lp-PLA2有可能参与到SLE病情的发展中,为SLE机制的探讨提供了一个新的思路。


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