嚴巧巧 狄亞珍
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種高度異質(zhì)性的自身免疫性疾病,以各種自身抗體的產(chǎn)生為特征,并可發(fā)展為免疫系統(tǒng)失調(diào)和全身多臟器系統(tǒng)損傷。近幾十年來,隨著診治水平的提高,SLE患者早期病死率下降[1],但與一般人群相比,其缺血性心臟病患病風險率仍增加了10倍,而處于生育年齡的年輕女性心血管疾?。╟ardiovascular disease,CVD)風險增加了近50倍[2]。據(jù)統(tǒng)計CVD造成SLE患者晚期死亡的病死率占總病死率的1/3以上[3],可見CVD對SLE患者依舊是一個重大的威脅。
高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)是所有脂蛋白中相對密度最高、體積最小的脂蛋白,有介導膽固醇外流、抑制脂質(zhì)氧化、抗感染、抗血栓、抗細胞凋亡和保護內(nèi)皮細胞等作用。HDL水平降低與CVD風險增加相關(guān)。SLE患者氧化應激和慢性炎性等反應導致HDL顆粒大小、蛋白質(zhì)組學及脂質(zhì)組學發(fā)生變化,進而引起上述作用減弱,導致SLE患者CVD的發(fā)生和發(fā)展。本文就HDL與SLE之間關(guān)系的研究進展作一綜述。
HDL主要是由肝臟和小腸產(chǎn)生的一種血漿脂蛋白,通過與其他脂蛋白、酶的相互作用以及與靶細胞的接觸在血液中不斷被重塑。其內(nèi)層為疏水性脂質(zhì)核心,主要由膽固醇酯和三酰甘油構(gòu)成;外層為親水的極性層,包括磷脂、游離膽固醇、載脂蛋白和一些活性酶類,其中脂質(zhì)和蛋白質(zhì)部分幾乎各占一半。蛋白成分可分為載脂蛋白、酶類、脂質(zhì)轉(zhuǎn)移蛋白、急性期反應蛋白、補體成分、蛋白酶抑制劑和其他蛋白質(zhì)7大類,載脂蛋白AⅠ(apolipoprotein A-Ⅰ,apoA-Ⅰ)是最主要的載脂蛋白,脂質(zhì)部分則以磷脂為主。不同HDL顆粒間因蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等含量的差異而具有高度異質(zhì)性。另外,HDL可以用不同的技術(shù)劃分不同的亞群[4],經(jīng)非變性聚丙烯酰胺梯度凝膠電泳法(non-denaturing gradient gel electrophoresis,Native-PAGE)將 HDL 分為 HDL2a、HDL2b、HDL3a、HDL3b及HDL3c 5型,而經(jīng)雙向電泳法(twodimensional electrophoresis,2-DE) 將 HDL 分為 α-1HDL、α-2HDL、α-3HDL、α-4HDL、pre-β-1HDL 5 型。為了便于各項研究結(jié)果的分析比較,Rosenson等[5]依據(jù)顆粒密度和大小提出新的命名方法,將HDL分為極大顆粒、大顆粒、中等顆粒、小顆粒及極小顆粒5個亞型。近年來利用核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)技術(shù)已經(jīng)確定了26種HDL亞群,但由于測量精度有限,它們被簡單描述為小顆粒、中顆粒、大顆粒。
2.1 SLE患者血脂代謝異常 大部分研究結(jié)果表明,SLE患者的極低密度脂蛋白(very-low-density lipoprotein,VLDL)、低密度脂蛋白(LDL)水平升高,而 HDL 水平降低,目前被描述為“狼瘡譜”[6]。低HDL-膽固醇(HDL-C)是SLE患者(包括兒童)最常見的血脂異常指標之一。一項包含546例不同種族SLE患者的研究中發(fā)現(xiàn),81%的患者 HDL-C 水平較低(<35mg/dl)[7],另一項針對埃及221例SLE患者的研究中發(fā)現(xiàn)45%的患者HDL-C水平較低(<40mg/dl)[8],該兩項研究均提示對照組與空白組的HDL-C水平無統(tǒng)計學差異,推測是由于患者群體的差異。但值得注意的是,HDL-C作為臨床常規(guī)實驗室指標,越來越多學者認為其與HDL顆粒的數(shù)量并不完全相關(guān)。因此,更多研究通過免疫組化方法測量apoA-Ⅰ濃度從而來測定HDL水平,發(fā)現(xiàn)相對于健康對照組,SLE患者apoA-Ⅰ水平較低[9]。Purmalek等[10]進一步通過NMR方法直接測量HDL粒子數(shù)發(fā)現(xiàn)SLE患者HDL顆粒數(shù)顯著減少,疾病活動期顆粒數(shù)水平更低。研究發(fā)現(xiàn)在SLE患者血清中HDL重要的抗氧化組分-對氧磷酶 1(paraoxonase 1,PON1)活性降低[11]。藥物應用方面,強的松及羥氯喹的使用與HDL-C升高相關(guān),但目前還沒有研究發(fā)現(xiàn)他汀類藥物能改變SLE患者HDL-C水平[12]。
2.2 SLE患者HDL顆粒大小變化 相較于健康人群,SLE患者血清中有不同亞型、不同顆粒大小的HDL,且不同患者炎癥反應、用藥差異均會影響HDL亞型分布。此外,因描述HDL分型的分析方法不同,阻礙了各個研究之間結(jié)果的比較。Hua等[13]報道SLE患者中小顆粒HDL含量較低,總體HDL水平較健康對照組高,而Chung等[14]報道SLE患者大顆粒HDL含量較低,總體HDL水平與健康對照組無明顯差異,其他另有研究認為SLE患者與健康對照組在HDL顆粒大小上并無明顯差異[15]。Juárez-Rojas等[16]報道 SLE 患者 HDL3 到HDL2的成熟過程受損,循環(huán)中HDL2b下降、HDL3b和HDL3c增加。
2.3 SLE患者HDL顆粒蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組分變化 SLE患者HDL蛋白質(zhì)組分變化以apoA-Ⅰ最為顯著。針對SLE青年女性群體,Machado等[9]研究發(fā)現(xiàn)HDL-C/apoA-Ⅰ比值高于健康對照組,Juárez-Rojas等[16]分離出的HDL顆粒中apoA-Ⅰ水平明顯下降。而有研究通過比較51例SLE患者和49例健康對照組發(fā)現(xiàn),SLE患者apoA-Ⅰ/HDL比值升高,但總體apoA-Ⅰ水平仍較低[17]。同樣,HDL脂質(zhì)組分在SLE患者體內(nèi)也受到損害。Juárez-Rojas等[16]發(fā)現(xiàn)SLE患者HDL顆粒脂質(zhì)成分中膽固醇酯比例降低而三酰甘油比例升高。SLE患者氧化應激和炎性反應導致HDL過氧化反應增強,目前認為HDL的抗氧化作用主要依賴PON1等酶類,最新研究表明SLE患者PON1、PON3濃度及活性較健康人群顯著下降[18]。血清淀粉樣蛋白(serum amyloid A,SAA)是潛在的促炎因子,HDL上的apoA-Ⅰ可被SAA代替,多個團隊研究發(fā)現(xiàn)SLE患者HDL上SAA明顯富集[3]。故此推測,因上述HDL顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,HDL功能也出現(xiàn)變化。
2.4 趨炎 HDL(pro-inflammatory HDL,piHDL) 研究發(fā)現(xiàn)在SLE患者體內(nèi),HDL組分發(fā)生改變,具有抗感染功能的HDL會轉(zhuǎn)化為功能紊亂的促炎癥顆粒(pi-HDL),膽固醇的外流能力減弱,無法正常發(fā)揮其抗感染、抗氧化功能(圖1)[19]。piHDL的特點在于其所含SAA水平增加,apoA-Ⅰ水平和PON活性降低,SAA會替代apoA-Ⅰ成為HDL的載脂蛋白,降低HDL對動脈粥樣硬化的保護特性。McMahon等[20]報道44.7%的SLE患者piHDL水平增高,而對照組和類風濕性關(guān)節(jié)炎組的pi-HDL水平分別只有4.1%和20.1%,同時該團隊又進一步利用頸動脈超聲技術(shù)發(fā)現(xiàn)piHDL水平與頸動脈內(nèi)膜中層厚度和頸動脈粥樣斑塊的增加呈正相關(guān),提示pi-HDL對SLE亞臨床動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展有顯著作用。
圖1 功能異常的高密度脂蛋白(HDL)
2.5 氧化型高密度脂蛋白(oxidized HDL,ox-HDL) SLE患者體內(nèi)氧化應激狀態(tài)也會使HDL發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化,已有研究證實SLE患者體內(nèi)ox-HDL水平較高[21]。當發(fā)生氧化應激反應時,髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)可在巨噬細胞、單核細胞和中性粒細胞中呈現(xiàn)高表達,利用過氧化氫氧化修飾脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸和脂蛋白。apoA-Ⅰ作為HDL中的主要部分,MPO通過對apoA-Ⅰ上的酪氨酸殘基86、112、148等位點進行氧化修飾,顯著提高重度氧化的apoA-I水平。有研究報道SLE患者血清中MPO濃度較高,提示SLE患者HDL氧化水平增加可能與MPO之間存在聯(lián)系[22]。而除了MPO之外,HDL結(jié)構(gòu)上過氧化脂質(zhì)以通過使apoA-Ⅰ和apoA-Ⅱ結(jié)構(gòu)中的蛋氨酸特異性氧化和酪氨酸特異性氯化,而促進ox-HDL形成。
最近認為HDL氧化與中性粒細胞外誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps,NETs)的形成存在一定聯(lián)系。NETs是中性粒細胞在適宜刺激下釋放到胞外的一種纖維網(wǎng)格樣結(jié)構(gòu),正常生理情況下,NETs起捕獲并殺滅病原體的作用,而目前發(fā)現(xiàn)NETs在SLE患者體內(nèi)降解受阻,導致體內(nèi)NETs水平異常升高和組織間中性粒細胞浸潤,NETs功能紊亂。Carlucci等[23]研究證實SLE患者外周血中含有一群被稱為低密度粒細胞(low-density granulocytes,LDG)的中性粒細胞亞群,其不僅易產(chǎn)生NETs還易導致血管損傷,且與SLE患者HDL介導膽固醇外流能力減弱相關(guān)。研究認為NETs水平升高能促進MPO、一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)、磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶(NADPH oxidase,NOX)向胞外轉(zhuǎn)移,最終促進HDL3氧化[23];另有研究發(fā)現(xiàn)在SLE患者NETs形成過程中釋放的MPO、NOX、NOS通過促進HDL 3-氯酪氨酸修飾和3-硝基酪氨酸修飾,抑制NETs形成而減少HDL的氧化[21]。除此之外,目前研究表明NETs成分中的DNA、組蛋白等是SLE患者產(chǎn)生自身抗體的靶抗原,而SLE患者脫氧核糖核酸酶(desoxyribonuclease,DNase)活性降低導致的 NETs清除障礙是其自身抗體產(chǎn)生的始動因素之一[24]??偠灾@些研究均支持NETs在SLE患者HDL氧化過程中起重要作用的觀點。
3.1 SLE患者HDL促膽固醇外流能力減弱 HDL將多余的膽固醇從周圍組織(包括動脈粥樣硬化斑塊)轉(zhuǎn)運到肝臟進行機體的再循環(huán),或以膽酸的形式排泄出體外,這一過程稱作膽固醇逆轉(zhuǎn)運(reverse cholesterol transport,RCT)。HDL通過促進膽固醇流出以抑制脂毒性和泡沫細胞形成,從而發(fā)揮其抑制動脈粥樣硬化的作用。HDL促膽固醇外流功能(cholesterol efflux capacity,CEC)是其抑制動脈粥樣硬化的核心功能之一。從SLE患者體內(nèi)提取的HDL與健康對照組HDL相比,其促膽固醇外流能力下降15%[21],動脈粥樣硬化非鈣化斑塊成分增多[23]。SLE狀態(tài)下氧化應激和炎性反應等導致apoA-Ⅰ和HDL顆粒蛋白質(zhì)、脂質(zhì)組分變形、氧化,氨甲?;龋ㄈ缜八觯?,形成過多 piHDL、oxHDL,改變apoA-Ⅰ的結(jié)構(gòu),影響HDL與細胞表面膽固醇轉(zhuǎn)運體(如卵磷脂膽固醇酰基轉(zhuǎn)移酶,lecithin cholesterol acyltransferase,LCTA)結(jié)合,導致 CEC 下降。
3.2 SLE患者HDL抗感染功能減弱 動脈管壁內(nèi)膜發(fā)生炎癥反應和脂質(zhì)異常累積是動脈粥樣斑塊形成的兩個重要誘因。炎癥狀態(tài)使血管內(nèi)皮細胞表面黏附分子表達上調(diào),進而加快粥樣斑塊進程。近年來,HDL能直接抑制動脈粥樣硬化炎癥反應這一說法已被廣泛接受,目前HDL復雜的抗感染機制尚未闡明,但已有幾種信號通路被證實[25]。首先,HDL是巨噬細胞內(nèi)炎癥反應的主要調(diào)節(jié)機制,通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄抑制因子3(ATF3)抑制toll樣受體(toll-like receptor,TLR)通路,下調(diào)白細胞介素(IL)-6、IL-12、腫瘤壞死因子(TNF)等的釋放;HDL還通過抑制單核巨噬細胞中的核因子-κB(NF-κB)信號通路,減少其下游因子如E-選擇素、P-選擇素、細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、血管黏附分子-1(vascular adhesion molecule-1,VCAM-1)及血小板源性生長因子(platelet-derived growth factor,PDGF)等表達,從而抑制血管炎癥反應。
然而,與正常HDL抗感染反應相反,從SLE患者體內(nèi)提取的HDL有趨炎作用(上文已述)。Smith等[26]研究發(fā)現(xiàn)SLE環(huán)境下的HDL無法抑制TLR通路驅(qū)動的炎癥反應,可激活NF-κB通路,使單核巨噬細胞炎癥因子TNF-α、IL-6的分泌增加。
SLE患者過量表達ox-HDL,可作為配體與氧化低密度脂蛋白受體-1(lectin-like oxidized low-density lipoprotein receptor-1,LOX-1R)結(jié)合,增強局部氧化應激反應,抑制ATF3核轉(zhuǎn)運,引起NF-κB等細胞因子增加。除此之外,SLE患者的功能異常HDL還可以直接上調(diào)血小板源性生長因子受體(platelet-derived growth factor receptors,PDGF-R)-β 和增加TNF-α 釋放[27]。最近研究人員將HDL由正??寡啄芰ο虍惓4傺鬃饔玫霓D(zhuǎn)變歸因于SAA,研究表明SLE患者HDL顆粒中SAA含量可以通過影響細胞膜表面“脂筏”的組成成分和結(jié)構(gòu)完整性及其介導的信號轉(zhuǎn)導,特異性損害HDL的抗感染作用[28]。
3.3 SLE患者HDL抗氧化功能減弱 在普通人群以及SLE患者中,氧化低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,oxLDL)水平升高是公認的CVD危險因素。HDL可保護LDL的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組分免受自由基氧化,抑制初級和次級氧化物產(chǎn)生,從而發(fā)揮抗氧化作用。SLE患者oxHDL和氧化apoA-Ⅰ的過表達降低了HDL顆粒清除活性氧(ROS)的能力,而piHDL促進LDL氧化的作用使SLE患者過表達oxLDL,促進內(nèi)皮黏附因子表達和單核細胞的趨化,從而促進泡沫細胞產(chǎn)生。對氧磷脂酶(paraoxonase,PON)作為HDL重要的抗氧化組分,有清除粥樣斑塊、巨噬細胞和脂蛋白中的脂質(zhì)過氧化物(lipid hydroperoxise,LOOH)作用。SLE患者PON-1活性降低(原因尚不清楚)、抗氧化能力下降,部分研究發(fā)現(xiàn)其與患者自身抗體水平(如:抗HDL-IgG、抗β2糖蛋白I抗體等)呈負相關(guān)[29]。Marsillach等[18]還發(fā)現(xiàn)除了PON-1,PON-3水平在患有亞臨床動脈粥樣硬化的SLE患者明顯降低。
自身抗體水平升高是SLE的特征之一。在歐美和日本的SLE患者中抗apoA-Ⅰ抗體陽性率約為7.7%~32.5%,且該抗體滴度與疾病活動度呈正比[30]。諸多學者認為抗apoA-Ⅰ抗體可能通過降低PON活性,促進LDL氧化,被單核巨噬細胞攝取而形成泡沫細胞,且在狼瘡小鼠模型中已證實抗apoA-Ⅰ抗體水平與HDL-C水平、PON-1活性呈負相關(guān)[31]。目前認為在SLE患者體內(nèi)抗apoA-Ⅰ水平升高與無脂apoA-Ⅰ、氧化游離apoA-Ⅰ相關(guān)。無脂apoA-Ⅰ在血漿中的表達還與疾病過程中SAA替代HDL中正常apoA-Ⅰ等成分使apoA-Ⅰ部分游離有關(guān)。apoA-ⅠMet-148位點氧化導致蛋白質(zhì)構(gòu)象改變,apoA-Ⅰ分子C端的α螺旋(對脂質(zhì)分子具有極高親和性,在apoA-Ⅰ與脂質(zhì)分子結(jié)合過程中起始動作用)轉(zhuǎn)變?yōu)棣抡郫B,引起淀粉樣變并與HDL解離,故而使無脂apoA-Ⅰ水平上升[32]。研究發(fā)現(xiàn),從SLE患者血漿中分離出來的HDL含有高水平蛋白質(zhì)結(jié)合的3-氯酪氨酸和3-硝基酪氨酸量,其分別是健康人1.9倍、120.9倍[21],而這種錯誤折疊的apoA-Ⅰ具有更強的免疫原性,會產(chǎn)生抗原決定簇,誘導體內(nèi)生成抗apoA-Ⅰ抗體。
抗HDL抗體在SLE患者中也有報道,但抗HDL抗體與抗apoA-Ⅰ抗體之間的差異尚不明確。部分研究發(fā)現(xiàn)相較于健康人群和原發(fā)性抗心磷脂綜合征患者,SLE患者體內(nèi)抗HDL抗體滴度更高,且與疾病活動度和PON活性降低相關(guān)[33]。在體外試驗中也證實抗HDL抗體、抗apoA-Ⅰ抗體可直接抑制PON1活性,使SLE患者發(fā)生CVD風險增加[31]。
Borda等[34]表示與SLE病程密切相關(guān)的抗心磷脂抗體(anticardiolipin antibody,aCL),其與 IgG 型抗 apoA-Ⅰ抗體之間存在交叉反應,并且IgG型aCL與血清HDL、apoA-Ⅰ水平負相關(guān),這提示aCL也有可能參與了SLE血脂紊亂的過程。
他汀類藥物是目前市面上用于治療和緩解CVD的傳統(tǒng)藥物。LAPS研究指出接受2年阿托伐他汀治療的SLE患者頸動脈內(nèi)膜中層厚度和頸動脈粥樣硬化斑塊與對照組相比無明顯差異[35]。而另一項使用他汀藥物治療的全國性臨床研究發(fā)現(xiàn),SLE高脂血癥患者的CVD病死率降低30%[36],另有學者報道短期應用阿托伐他?。?周)能改善SLE患者內(nèi)皮依賴性血管舒張功能[37]。故而目前大樣本長期前瞻性臨床試驗已確定他汀藥物治療SLE是必要的。
重組高密度脂蛋白(reconstituted HDL,rHDL)是由apoA-Ⅰ或apoA-Ⅰ模擬肽在磷脂重組后制備的納米顆粒,自1984年來作為抗動脈粥樣硬化治療藥物被廣泛研究。在動物模型和臨床試驗中已證實靜脈注射rHDL可提高外周循環(huán)HDL濃度、快速轉(zhuǎn)運膽固醇、抑制炎癥介質(zhì)合成、改善內(nèi)皮功能、增強整體動脈粥樣硬化保護作用。到目前為止,已有6種不同的藥物在臨床進行測試:SRC-HDL、CSL-111、CSL-112、ETC-216、ETC-642和CER001。其中ETC-216和CSL-111經(jīng)血管內(nèi)超聲(IVUS)評估可減少CVD患者的斑塊負擔[30]。與CSL-111相比,CSL-111的新劑型CSL-112由更好的臨床有效性和安全性。rHDL對治療炎癥性疾病如膿毒血癥也有一定作用。HDL可以中和細菌內(nèi)毒素,調(diào)節(jié)巨噬細胞的炎癥反應,抑制促炎因子釋放,刺激內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)的產(chǎn)生。因此注射CSL-111可抑制促炎因子釋放,緩解臨床癥狀。
測試HDL治療在SLE動物模型的假定益處的研究甚少。Woo等[38]研究單獨使用L-4F或與普伐他汀聯(lián)合治療SLE在狼瘡小鼠動脈粥樣硬化模型中有顯著積極作用:降低抗ds-DNA抗體、抗磷脂抗體滴度,改善小鼠的腎組織炎癥,減少尿蛋白漏出、氧化脂質(zhì)和骨質(zhì)疏松。ETC-642是apoA-Ⅰ模擬肽(ESP24218)和脂質(zhì)復合物組成的HDL模擬物,Smith等[26]將小鼠巨噬細胞暴露在1∶4的SLE HDL∶ETC-642環(huán)境中,觀察細胞培養(yǎng)液中TNF-α、IL-6表達量,并通過對ATF3轉(zhuǎn)錄及翻譯的表達分析發(fā)現(xiàn),ATF3表達量與rHDL抗炎作用呈正相關(guān),此項研究為開發(fā)新藥提供一定可行性思路。到目前為止,rHDL動物實驗治療豐富了HDL功能在SLE并發(fā)CVD疾病防治中的證據(jù),但仍需大規(guī)模的前瞻性臨床試驗進行驗證。
SLE患者并發(fā)CVD風險明顯增加,盡早干預SLE患者并發(fā)CVD風險的因素十分重要?;顒悠赟LE患者全身氧化應激和炎癥反應活躍,HDL顆粒結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,這些HDL功能異常促進SLE患者并發(fā)CVD的發(fā)生和發(fā)展,可能是重要的干預靶點。SLE的相關(guān)研究豐富了HDL功能在CVD防治中的證據(jù),但仍需大規(guī)模的臨床試驗進行驗證。