分泌型磷脂酶A2在冠心病的应用价值
发表时间:2012-04-26 浏览次数:428次
作者:陈善,于路,付国胜 作者单位:325100 浙江省永嘉县人民医院 310006 浙江省中医院 310000 浙江杭州邵逸夫医院
【关键词】 冠心病
炎症反应是动脉粥样硬化的重要特征,已有许多炎症因子如CRP等,被认为参与了冠心病的发生和发展。近期有许多研究提示[1],分泌型磷脂酶A2(sPLA2)影响了动脉粥样硬化过程,并参与了冠脉内支架的再狭窄。目前认为该酶可以在动脉壁内将脂蛋白中的磷脂酰胆碱(PC)水解为溶解型-PC和游离脂肪酸,它们可以触发一系列的炎症反应进而导致冠心病的发生。本文就sPLA2在冠心病的应用价值和治疗前景作一初步探讨。
1 sPLA2的结构与生物学性质
分泌型磷脂酶A2(sPLA2)为钙依赖的磷脂酶家族,由血管壁平滑肌细胞与巨噬细胞等产生。分子质量12~15ku之间,以Ca++为辅基,含有一个由6个氨基酸组成的C末端突出结构,终止于第50位半胱氨酸,此结构靠近催化部位中48位组氨酸。其特征部位半胱氨酸数目为偶数,可互相形成二硫键,构成牢固的三维立体结构。其最大活性pH值7一9。它能够水解细胞膜和脂蛋白磷脂的第2位酰基,产生溶血磷脂、游离脂肪酸及许多炎症因子如白介素、血小板激活因子等的前体[2]。它们既能作为信号转导的下游效应物,也是脂质炎症介质。
2 sPLA2的调节机制
它的主要调节因子如下:(1)炎性细胞因子: TNF、IL-1等可刺激sPLA2 的产生并在各种炎性渗出液如关节炎滑膜液、感染性休克时的腹水中大量聚集。(2)Ca2+:毫摩尔浓度的Ca2+ 可使sPLA2 达到最大催化活性。(3)膜磷脂的不对性结构:这是决定sPLA2 活性的最重要因素。Fourcade[3]检测了膜结构的调整和磷脂横向分布之间的关系,发现大多数真核细胞膜均以不对称双层形式存在。氨基酸磷脂位于内层,和胞浆接触;胆碱磷脂位于外层。这种不对称结构需要能量维持,氨基酸磷脂易位酶像ATP 酶一样可将磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺由外层运送到内层。但在一些特殊情况如血小板的持续激活、细胞老化、细胞凋亡时,膜磷脂的这种不对称性也会消失,其发生机制尚不清楚,可能与细胞膜双层磷脂的相互转移有关。
3 sPLA2致动脉粥样硬化和冠心病的机制
在正常的动脉中,sPLA2主要分布于中膜的平滑肌细胞;而在动脉粥样硬化斑块中则主要与胶原纤维一起位于巨噬细胞集聚区、粥样硬化的脂质核心区以及病变内膜的细胞外基质内。在动脉粥样硬化的所有阶段,都可以探测到sPLA2。它主要由血管壁平滑肌细胞与巨噬细胞等产生。在体外,有许多细胞因子(如白介素-1β、肿瘤坏死因子-α等)都可以上调sPLA2在这些细胞中的表达[4]。这些细胞因子本身也可能存在于动脉粥样硬化病变中。但是,目前仍未阐明sPLA2的诱导是否由这些细胞因子的刺激产生。
此外,经sPLA2作用产生的游离脂肪酸和溶血磷脂可以影响LDL积聚区域血管细胞的功能与性状。sPLA2对于磷脂酰胆碱(PC)的水解活性较弱,但与基质蛋白多糖交联后,其水解LDL中PC的能力可以增加许多倍。且sPLA2可以消耗LDL表层的磷脂,使小的VLDL密集, apoB100的蛋白聚糖结合区域也得以更多的暴露[5]。这些经水解修饰的LDL颗粒,更容易进入动脉内膜,经sPLA2修饰后易被氧化,且与蛋白聚糖的亲和力增加,在细胞外大量积聚,引起脂质沉积并介导泡沫细胞及粥样斑块的形成[6]。
有研究表明,在正常的动脉内膜没有sPLA2,而粥样斑块中却有高度表达。Boris等[7]发现,即使予以低脂饮食,sPLA2的转基因大鼠仍表现出明显的动脉粥样硬化病灶,且能降低HDL和轻微升高LDL,考虑可能与sPLA2抑制了LCAT(卵磷脂胆固醇酰基转移酶)有关,该酶能催化卵磷脂向胆固醇转化。在人apoB转基因大鼠中[8],sPLA2表达也发现能降低HDL,而含apoB脂蛋白却无明显变化,说明sPLA2调节脂质的主要靶点是HDL。
同时,近来发现,sPLA2在各种慢性炎症疾病,如风湿性关节炎[9]、炎症性肠病[10]等均有增高。所以,作为炎症因子,它在冠心病的发病中也起到重要作用。当细胞受炎症刺激分泌sPLA2,它便通过催化脂质介导产物如溶血磷脂等而调节炎症过程。它对于完整的细胞表面是无活性的,但缺乏磷脂的细胞是其较好的底物,富含神经磷脂的细胞则可以抑制sPLA2。另外,它介导产生的炎症介质如白三烯、前列腺素、血小板激活因子等,在粥样斑块的炎症和免疫特征中有关键作用,而这些细胞因子又可以反过来刺激sPLA2的产生并释放入血,导致正反馈。所以,sPLA2可以被作为急性时相反应蛋白之一。但与CRP不同,经sPLA2介导的脂质产物及相关产物如溶血磷脂胆碱和修饰后的LDL,具有潜在的致炎和致粥样硬化作用。Kiyotaka等[11]检测了142例冠心病患者及93例对照组,提示sPLA2水平在冠心病组明显升高,且与CRP水平呈正相关。而通过2年随访发现,sPLA2水平较高者(>246ng/dL)的冠心病事件发生率也较高(包括PTCA、CABG、AMI或死亡等),说明它也可以作为冠心病患者冠脉事件的预测因子。而最近公布的EPIC-Norfolk试验[12]对1105例冠心病和2209例对照组研究发现,前者sPLA2水平明显高于后者,且与年龄、体重指数、收缩压、HDL、CRP相关。而sPLA2也是冠心病的独立危险因素。Liu等[13]研究了247例冠心病患者,也发现sPLA2较对照组明显升高,且在PCI术后较CRP等其他炎症或损伤因子升高更为明显和迅速,提示sPLA2为斑块损伤的敏感标志。
4 SPLA2对PCI术后及冠脉支架内再狭窄的影响
sPLA2受IL-1、TNF等因子的调节,而这些因子在粥样硬化的动脉壁中含量丰富,又可以正反馈促进平滑肌细胞表达sPLA2。PCI能人为地破坏粥样斑块,从而释放斑块内的脂质和炎症介质,包括细胞因子、粘附分子和氧自由基等,从而再介导血管平滑肌细胞向内膜移动[14]。而平滑肌细胞的增殖和迁移被认为是PCI术后支架内再狭窄的重要因素。所以,sPLA2在此过程中也有重要作用。Rizzo等[15]将牛主动脉内皮细胞(BAECs)暴露于sPLA2,结果发现30分钟后即出现了内皮细胞的迁移,1~2小时达高峰,且呈现明显的剂量依赖性。而有趣的是,sPLA2的水解产物如花生四烯酸、溶血磷脂酸、溶血磷脂胆碱等也有类似的促内皮细胞迁移作用。Korotaeva等[16]对24例行PCI患者经6月随访发现有13例患者出现支架内再狭窄,而他们的血sPLA2均在术后明显升高且一直维持到术后第六天,考虑它可能直接参与了再狭窄的过程。Liu等[13]研究了247例冠心病患者,sPLA2在PCI术后较CRP等其他炎症或损伤因子升高更为明显和迅速,而且术后即刻sPLA2水平越高,说明斑块损伤越重,6月后随访发现支架内再狭窄以及冠脉事件的比例也就越高,说明其对PCI术后有较好的预测意义;同时,与单行冠脉造影的患者相比,术后即刻sPLA2在支架植入和球囊扩张患者中明显升高,考虑sPLA2为斑块损伤的重要标志。另外,与sPLA2水平较低者相比,sPLA2较高者的血管重建率较低(13% vs 17%),这与最近公布的大型前瞻性研究(CRP对于PCI术后的预测诊断意义)结果一致[17]。可以推测,PCI术后的血管重构和平滑肌细胞增殖不但与损伤程度相关,而且与血浆标志物也有关。
根据以上所述,sPLA2致冠心病的作用逐渐被认识,以它为靶点的抗sPLA2治疗则为临床提供了新的思路。已有研究发现[18],sPLA2的特异性反义寡核苷酸链A、B可以抑制它的活性和表达。而另一有力的抑制剂[19],LY315920,能选择性地抑制sPLA2的催化活性,并在转基因大鼠通过静脉注射和口服得以证实。但是,这些抑制剂在人类心梗或冠心病的治疗中是否能获益仍尚未明确。其应用前景有待于相关研究进一步开拓。
【参考文献】
1 Jan J, Robbert J. Type II secretory phospholipase A2: The emerging role of biochemical markers of plaque inflammation Editorial. EHJ,2003, 20:1804~1806.
2 Hans W, Paul A, Cees A et al. Type II secretory phospholipase A2 in cardiovascular disease: amediator in atherosclerosis and ischemic damage to cardiomyocytes? Cardiovascular Research, 2003,60: 68~77.
3 Fourcade O , Balle FL , Fauvel J , et al. Advan Enzyme Regul ,1998 , 38 : 99 ~ 107.
4 Etri T, Kovanen, Markku O,et al. Secretory Group II Phospholipase A2, A newly Recognized Acute-Phase Reactant With a Role in Atherogenesis Editorial. Circulation Research, 2000,86: 610.
5 Hurt-Camejo E, Camejo G, Rosengren B, et al. Differential uptake of proteoglycan-selected subfractions of low density lipoprotein by human macrophages. J Lipid Res 1990; 31:1387~1398.
6 Hurt-Camejo, Eva A,Camejo,et al.Phospholipase A2 and small, dense low-density lipoprotein.Curr Opin Lipidol.2000, 11(5): 465~471.
7 Boris I, Lawrence W, Castellani,et al.Role of Group II Secretory Phospholipase A2 in Atherosclerosis: Increased Atherogenesis and Altered Lipoproteins in Transgenic Mice Expressing Group IIa Phospholipase A2. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, 1999,19:1284~1290.
8 De Beer FC, Van der Westhuyzen, Castellani L,et al. Secretory non-pancreatic phospholipase A2: influence on lipoprotein metabolism. J Lipid Res,1997,38:2232~2239.
9 Lin MKS, Farewell V, Vadas P,et al.Secretory phospholipase A2 as an index of disease activity in rheumatoid arthritis: prospective double blind study of 212 patients. J Rheumatol,1996,23:1162~1166.
10 Minami T, Tojo H, Shinomura Y et al. Raised serum activity of phospholipase A2 immunochemically related to group II enzyme in inflammatory bowel disease: its correlation with disease activity of Crohn's disease and ulcerative colitis. Gut,1992,33:914~921.
11 Kiyotaka K, Yasutaka O, Keiji T,et al. Circulating Levels of Secretory Type II Phospholipase A2 Predict Coronary Events in Patients with Coronary Artery Disease. Circulation,1999,100:1280~1284.
12 Boekholdt SM, Keller TT, Wareham NJ, et al.Serum Levels of Type II Secretory Phospholipase A2 and the Risk of Future Coronary Artery Disease in Apparently Healthy Men and Women. The EPIC-Norfolk Prospective Population Study. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2005 Feb 3; Epub ahead of print.
13 Ping-Yen Liu, Yi-Heng Li, Wei-Chuan Tsai, et al. Prognostic value and the changes of plasma levels of secretory type II phospholipase A2 in patients with coronary artery disease undergoing percutaneous coronary intervention. EHJ ,2003, 20:1824~1832.
14 Falk E, Shah PK, Fuster V. Coronary plaque disruption. Circulation,1995,92:657~671.
15 Rizzo MT, Nguyen E, Aldo-Benson M,et al. Secreted phospholipase A(2) induces vascular endothelial cell migration. Blood,2000,96(12):3809~3815.
16 Korotaeva AA, Provatorov SI, Samoilova EV,et al. Serum level of secretory phospholipase A2 (sPLA2) as a predictor of restenosis after coronary angioplasty . Ter Arkh,2002,74(4):12~15.
17 De Winter RJ, Koch KT, van Straalen JP,et al.C-reactive protein and coronary events following percutaneous coronary angioplasty. Am J Med,2003;115:85~90.
18 Lappas M, Munns MJ, King RG,et al. Antisense oligonucleotide inhibition of type II phospholipase A2 expression, release and activity in vitro. Placenta 2001;22:418~424.
19 Snyder DW, Bach NJ, Dillard RD,et al. Pharmacology of LY315920/S~5920, (3~(aminooxoacetyl)-2-ethyl-1-(phenylmethyl)-1H-indol-4-yloxy acetate, a potent and selective secretory phos- pholipase A2 inhibitor: A new class of anti-inflammatory drugs. SPI J Pharmacol Exp Ther,1999,288:1117~1124.