摘要:邓凤琳, 代海兵, 鄢盛恺. 脂蛋白(a)的临床测定与应用进展[J]. 中国心血管杂志, 2024, 29(5): 492-495. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5410.2024.05.018.
中国心血管杂志
2024
Chinese Journal of Cardiovascular Medicine本刊为北大《中文核心期刊要目总览》2023年版入编期刊、科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告2023收录期刊、中国科技核心期刊、武大(RCCSE)核心期刊,欢迎来稿!
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脂蛋白(a)的临床测定与应用进展
Advances in clinical measurement and application of lipoprotein(a)
邓凤琳 代海兵 鄢盛恺
作者单位:563000 遵义医科大学附属医院医学检验科;563006 遵义医科大学检验医学院;558000 都匀,黔南民族医学高等专科学校医学检验系;
通信作者:鄢盛恺,电子信箱:yanshengkai@SIna.com
引用本文:
邓凤琳, 代海兵, 鄢盛恺. 脂蛋白(a)的临床测定与应用进展[J]. 中国心血管杂志, 2024, 29(5): 492-495. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5410.2024.05.018.
脂蛋白(a)[lipoprotein(a),Lp(a)]于1963年首次被发现并命名,是一种富含胆固醇的脂蛋白,主要成分为低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)样颗粒和载脂蛋白(a)[apolipoprotein (a),Apo(a)][1]。随着调脂治疗研究的深入,Lp(a)在心血管领域的重要性日益突显。越来越多的研究表明,Lp(a)已成为动脉粥样硬化性心血管疾病(arteriosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)、冠状动脉钙化(coronary artery calcification,CAC)和钙化性主动脉瓣狭窄(calcific aortic valve stenosis,CAVS)等心血管疾病的独立危险因素[1-2]。Lp(a)水平主要由基因决定,因具有特殊结构,其大小、密度等差异较大,不同试剂和检测方法得到的结果缺乏可比性,其测量标准化困难较大;他汀类药物、依折麦布、贝特类等常用调脂药物对降低Lp(a)水平效果不理想,亟需开发统一和标准化的Lp(a)测定方法以及靶向降低Lp(a)水平的药物。本文从Lp(a)的生物化学与病理机制、测定方法与标准化、临床应用和降Lp(a)药物等方面对国内外有关Lp(a)的研究进展进行介绍,旨在提高人们对Lp(a)的科学认识,为深入探讨Lp(a)与心血管疾病的关系提供参考。
Part.01Lp(a)的生物化学与病理机制
Lp(a)是一类独立的由肝脏合成的特殊大分子脂蛋白,由LDL样颗粒以二硫键共价结合Apo(a)组成。电镜下,Lp(a)外观呈圆球形颗粒状,直径为25~30 nm,相对分子质量为(2.9~3.7)×106,密度为1.05~1.10 kg/L,用密度梯度超速离心法分离脂蛋白时,其位于高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)和LDL区带之间[3]。血清Lp(a)水平主要与遗传因素有关,70%~90%由Apo(a)基因多态性决定,基本不受生活方式和大部分调脂药物的影响,若没有急性病变,一个人一生的Lp(a)水平将维持在恒定的水平。健康人群Lp(a)水平呈偏态分布,且具有明显的地域和种族差异[4]。
Lp(a)的多态性主要由Apo(a)决定。Apo(a)是一种具有独特亲水性、高度糖基化的蛋白质,与纤溶酶原具有高度同源性。Apo(a)的kringleⅣ(KⅣ)约有10种类型,其中KⅣ-2型环饼结构的拷贝数在不同个体中不一致(2~40个拷贝数不等),其他型均只有1个拷贝数,这决定了Apo(a)肽链长度不一,从而使Lp(a)呈显著多态性,这也是不同个体间血清Lp(a)水平差异较大的原因[3-4]。
高Lp(a)水平与动脉粥样硬化、主动脉瓣狭窄、心肌梗死和卒中等心血管疾病存在显著的因果关系。目前,这种因果关系的病理机制尚不清楚,可能涉及Lp(a)组成中的脂蛋白(a)胆固醇[lipoprotein(a)-cholesterol,Lp(a)-C]、Apo(a)和氧化磷脂(oxidised phospholipids,Ox-PLs)三个部分。Lp(a)-C积聚在动脉内膜和主动脉瓣叶处,可能会造成ASCVD。Apo(a)是Lp(a)中的独特蛋白质,与纤溶酶原具有显著的结构同源性,能抑制纤溶酶原结合内皮细胞表面受体,干扰纤溶蛋白合成和纤维蛋白溶解,积聚的斑块有可能引起心肌梗死和缺血性脑卒中[5]。Apo(a)能增加组织因子(tissue factor,TF)表达,使TF通路抑制剂失活,促进血小板形成,导致微血管血栓形成,从而促进ASCVD和主动脉瓣狭窄的进程。Lp(a)是Ox-PLs的主要载体,后者可诱导单核巨噬细胞摄取从而形成泡沫细胞,同时诱导活性氧生成,使得细胞凋亡、斑块破裂,还可促进单核细胞跨内皮活化和迁移,加快炎症进程[6]。Part.02Lp(a)的测定方法与标准化
1 Lp(a)测定方法
血清Lp(a)测定主要采用针对Lp(a)多克隆抗体或数株混合识别Apo(a)上不同抗原位点的单克隆抗体的免疫学检测方法。早期多采用免疫电泳法、免疫扩散法、放射免疫法和酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)等,这些方法受限于操作繁琐、灵敏度低和分析性能不佳等问题,现已较少使用。
目前,临床实验室主要采用免疫比浊法进行Lp(a)常规测定,包括散射免疫比浊法和透射免疫比浊法,前者在我国应用更为广泛。基本原理是利用特异性抗体与Lp(a)结合,形成不溶性免疫复合物、反应液变浑浊,其浊度高低反映血清Lp(a)含量多少。该方法操作简便快速、精密度高、分析性能良好,且易于自动化,可在短时间内完成大批量样本的检测,适用于临床常规测定。需要注意的是,部分Lp(a)检测系统可能存在较明显的特异性问题。
2 Lp(a)-C测定方法
Lp(a)-C指的是Lp(a)中的胆固醇成分,通常估计为所测Lp(a)水平的30%,但考虑到Apo(a)大小的异质性,该方法的准确性存在明显的差异。
近年来,国内外相继报道了几种直接测定Lp(a)-C的方法,如电泳法、密度梯度超速离心法、光密度测量法和核磁共振法等,这些方法可克服免疫测定法中因Apo(a)多态性给Lp(a)测定带来的难题。一些探索性的科学研究常使用光密度测量法或核磁共振法检测Lp(a)-C水平,但这类方法的灵敏度、准确性和特异性并不出色,不适用于临床检测。Yeang等[7]使用LPA4包被的鼠单克隆抗体磁珠,描述了一种灵敏、高通量、快速的专用于检测血清Lp(a)-C水平的方法。有研究者使用阴离子交换柱高效液相色谱法,准确地测定了包括Lp(a)在内的6类脂蛋白的胆固醇水平[8]。还有学者提出,使用固定转换因子(2.4)来估计Lp(a)-C,即Lp(a)颗粒(nmol/L)除以2.4得到Lp(a)质量(mg/dl),然后乘以30%得到Lp(a)-C的含量,这种方法也还需要验证[9]。Lp(a)测定中有两个问题影响测定结果的准确性和标准化。第一个问题是Apo(a)中KⅣ-2拷贝数的不固定,使不同检测方法得到的结果与真实值差距较大。第二个问题是量化Lp(a)水平的两种方式无法统一:一种是定量质量浓度,使用mg/L为单位,该法假设Lp(a)各组分在所有个体中都是恒定的,由于Apo(a)大小的异质性,该方法不可取;另一种是以nmol/L为单位表示循环Lp(a)颗粒的浓度,该方法独立于测定校准物中Lp(a)颗粒的相对分子质量,能更精确地反映循环中Lp(a)的水平,评估Lp(a)升高的患者罹患ASCVD的风险。2003年11月,国际临床化学联合会(International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine,IFCC)将SRM 2B确定为Lp(a)测定的第1个二级参考物质,较好地解决了常规检测系统结果可比性的问题,推荐使用单位为nmol/L。目前,临床上两种报告方式均在使用,但两者间没有固定的换算因子,应避免转换应用[10]近年来,Lp(a)检测的量值溯源问题越来越受到关注。2021年,Marcovina等[10]开发了一种基于液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)靶向定量检测Apo(a)的方法,可通过完整的可溯源链直接溯源到SI单位。2022年,Marcovina等[11]又报道了一种新的不依赖于Apo(a)同工异构体的ELISA法,通过KⅣ-2表位的单克隆抗体LPA4以及KⅣ-9上单个抗原位点的单克隆抗体LPA-KⅣ-9检测Lp(a)。该方法各检测指标均与传统的ELISA法具有良好的一致性。国际检验医学溯源联合委员会(Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine,JCTLM)正在筹建一个基于蛋白肽以统一方式运行的Apo(a)参考测量系统的校准实验室网络,该网络的建立将成为Lp(a)领域方法评估和认证的基准,极大地促进Lp(a)测定方法的一致性与标准化进程[12]。Part.03Lp(a)测定的临床应用进展
多项研究表明,升高的Lp(a)水平是冠心病(coronary heart disease,CHD)、缺血性脑卒中等心血管疾病的独立危险因素。基于每个Lp(a)和LDL粒子都含有1个载脂蛋白B(apolipoprotein B,ApoB)的事实,Björnson等[13]进行全基因组关联研究,基于ApoB的遗传分析提示,Lp(a)致动脉粥样硬化作用大约是LDL的6.6倍,Lp(a)是大部分风险人群药物干预的主要目标之一。Wang等[14]对CHD、大动脉粥样硬化性(large artery atherosclerosis,LAA)卒中等疾病进行了孟德尔随机化分析,揭示了Lp(a)水平与CHD和LAA卒中之间存在因果关系。一项前瞻性、观察性的多中心BIOSIGNAL队列研究纳入了1 759例因急性缺血性脑卒中住院的成年患者,研究发现Lp(a)与LAA卒中病因和60岁以下患者的复发性卒中独立相关,且在年轻患者中关联性更强[15]。这提示Lp(a)升高对心血管疾病的影响并不仅仅局限于中老年人,对相关疾病的预防和筛查也应考虑到年轻人。
血清高Lp(a)水平与CAVS的关系也是Lp(a)相关研究的热点问题。Wodaje等[16]进行了一项为期14年的观察性研究,纳入了23 298例患者,其中489例在研究期间被诊断为CAVS。研究发现,在观察期内,高于249 nmol/L的Lp(a)水平与CAVS的发生有关。Bourgeois等[17]分离出21例CAVS患者和22名志愿者血液中的Lp(a)进行蛋白质组表征分析,识别出172种与血液中Lp(a)相关的蛋白质,确定了9种蛋白质可能与CAVS患者的Lp(a)水平有特定关联,这些蛋白质可能参与一些致动脉粥样硬化反应(如蛋白激活级联、血小板脱颗粒、白细胞迁移等)。Bourgeois等[17]还研究了CAVS患者钙化瓣膜的转录组,根据不同的Lp(a)水平,确定了可能被调控的基因和途径,并发现高Lp(a)水平可能与SERPINB9基因的下调以及细胞老化、软骨细胞发育和炎症相关的基因失调有关。
Garg等[18]对6 705例动脉粥样硬化参与者进行了Lp(a)与CAC关系的多种族研究。该研究使用免疫比浊法测量Lp(a)水平,使用心脏计算机断层扫描评估CAC,结果表明Lp(a)水平越高,CAC进展就越快。在另一项涉及5 975例多种族参与者的动脉粥样硬化研究中,基线Lp(a)升高与CAC体积的年绝对增量相关,且存在种族差异(非裔美国人和西班牙裔美国人比白种人和华裔美国人更为突出)[19]。一项荟萃分析纳入了17项研究,总研究人数为40 073人,研究结果发现Lp(a)水平与CAC患病率呈正相关(OR=1.05,95%CI:1.02~1.08,P=0.003),且升高的Lp(a)水平与更大的CAC进展相关(OR=1.54,95%CI:1.23~1.92,P=0.000 2)[20]英国生物银行新近一项包含460 000份样本的研究表明,Lp(a)水平每增加50 nmol/L,ASCVD的标准化风险增加11%,该研究揭示了Lp(a)是ASCVD事件发生的独立风险因素。与一般人群相比,家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolemia,FH)患者血清Lp(a)水平和低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平升高,这两种促动脉硬化因子是FH患者终身的心血管风险负担,极易导致患者进展为ASCVD。SAFEHEART研究证实,在FH级联筛查中检测Lp(a)有助于识别高Lp(a)和ASCVD风险的FH患者亲属,尤其是在先证者同时具有FH和高Lp(a)水平时[21]。Part.04新型降低Lp(a)水平的药物
长期以来,临床主要采用他汀类等药物进行调脂治疗,但降Lp(a)效果并不显著。近年来,研究者相继报道了一些新型靶向降低Lp(a)水平的药物。
1 反义寡核苷酸药
反义寡核苷酸AKCEA-APO(a)-L Rx[APO(a)-L Rx]的作用机制是结合Apo(a)中的mRNA,抑制其转化为蛋白质以减少Lp(a)的合成,从而降低循环血中的Lp(a)水平。已完成的Ⅱ期临床试验纳入了286例确诊的心血管疾病患者,结果显示其降低Lp(a)水平的有效率能达到98%,且耐受性良好[22]。目前,其药物Ⅲ期临床试验正在进行中。2 小干扰RNA
Novartis International AG(瑞士)研发的英克西兰(Inclisiran)是一种靶向前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)的小干扰RNA(small interfering RNA,siRNA),可将Lp(a)水平降低19%~22%。Inclisiran于2021年12月获美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市。目前,该疗法已在国内申报上市。Arrowhead Pharmaceuticals(美国)研发的奥帕西兰(OLPAsiran)也是一种特异性靶向LPA mRNA的siRNA药物,在AMGN.US的Ⅰ期临床试验中,Olpasiran可持续降低Lp(a)水平达90%[23]。Ⅱ期OCEAN(a)-DOSE研究显示,与安慰剂组相比,每12周服用75 mg或更高剂量Olpasiran的患者,在第36周Lp(a)降低了95%或更多,Ⅲ期临床研究正在进行中[24-25]3 口服小分子物质
莫伐倍林(Muvalaplin)是Eli Lilly and Company(美国)推出的全球第一款针对Lp(a)的口服小分子药物,该药物能阻断Apo(a)与ApoB100的结合,从而抑制Lp(a)的形成。Nicholls等[26]在荷兰招募了114例患者参与的Ⅰ期试验数据表明,持续14 d每天口服Muvalaplin可将血液中Lp(a)水平最多降低65%,且呈剂量依赖性;连续14 d服用Muvalaplin不会产生耐受性问题或严重的不良事件。目前,该药正在继续进行更大规模的临床试验。Part.05小结与展望
随着对Lp(a)临床研究的不断深入,对Lp(a)准确测定及标准化要求也越来越高,因Lp(a)结构的复杂性与特殊性,不同检测方法之间的结果不具可比性,目前尚无标准统一的检测方法。使用对Apo(a)异构体不敏感的测定方法、可溯源到国际公认的校准物以及使用nmol/L为报告单位,可有效提高结果的一致性和可比性。反义寡核苷酸和siRNA是目前已有的两大类靶向降低Lp(a)水平的新型药物,已受到临床和患者关注。此外,Muvalaplin作为口服小分子药物可有效降低Lp(a)水平,为降Lp(a)药物研究提供了新思路。
如何提高Lp(a)检测的准确性与一致性,建立完善的量值溯源体系,开发新型高效靶向降低Lp(a)的治疗药物是未来研究的几个重要方向。此外,Lp(a)水平升高在儿童期就能造成严重影响,这提示临床可考虑从儿童期进行Lp(a)筛查并纳入血脂综合管理,以最大可能地降低Lp(a)水平升高带来的危害。同时,要加强Lp(a)基础研究,进一步探讨Lp(a)的结构、功能和代谢机制,以期为Lp(a)的测定方法及标准化更新、新型药物的研发及ASCVD患者综合管理提供更多更好的参考。
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来源:中国心血管杂志