鄒繼華, 張 維, 沈 敏, 張 曼, 屠敏敏, 王惠民, 周厚清
(1. 美康生物參考實(shí)驗(yàn)室,浙江 寧波 315104;2. 首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院檢驗(yàn)科,北京 100038;3. 南通大學(xué)附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科,江蘇 南通 226019;4. 深圳市心血管病研究所臨床研究與流行病學(xué)室 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院深圳醫(yī)院檢驗(yàn)科,廣東 深圳 100037)
心血管疾?。╟ardiovascular disease,CVD)是循環(huán)系統(tǒng)疾病的統(tǒng)稱,主要包括心臟、動脈、靜脈、毛細(xì)管等部位的疾病,一般與動脈粥樣硬化密切相關(guān)。全球每年大約有1 790萬人死于CVD,占全世界死亡人數(shù)的31%,85%的CVD死亡事件由心臟病和卒中引起[1]。
《中國心血管病報(bào)告2018》[2]中指出,我國CVD患病率及死亡率仍處于上升階段,并居各種疾病死亡率的首位,占居民疾病死亡構(gòu)成的40%以上。因此,對CVD高危人群進(jìn)行干預(yù)可降低CVD發(fā)生率。血脂異常是CVD的重要風(fēng)險(xiǎn)因素之一。據(jù)2002中國健康與營養(yǎng)調(diào)查(China Health and Nutrition Survey,CHNS)[3]、中國慢性腎病工作組調(diào)查[4]、2011 CHNS[5]及《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告(2015年)》[6]顯示,2002—2012年,我國成人血脂異常率從18.60%上升至40.40%。因此,開展血脂檢查及測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化對于全面防治CVD意義重大。
血液中的脂類基本上會與蛋白質(zhì)結(jié)合成為脂蛋白。一般將血清脂蛋白分為低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)、中間密度脂蛋白(intermediate-density lipoprotein,IDL)、極低密度脂蛋白(very low-density lipoprotein,VLDL)和乳糜微粒(chylomicron,CM)。美國膽固醇教育計(jì)劃將血清低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)和高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)含量作為CVD主要的治療效果評價(jià)指標(biāo)之一。有研究發(fā)現(xiàn),HDL和LDL亞組分具有不同的臨床意義[7-8]。因此,如何提高脂蛋白亞組分的分離技術(shù)及測量方法的標(biāo)準(zhǔn)化也顯得非常重要。脂蛋白(a)[lipoprotein(a),Lp(a)]是CVD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,其蛋白與脂質(zhì)結(jié)合的特殊性使其在人群中分布的異質(zhì)性很大,且具有遺傳傾向。通過分析各脂蛋白亞組分和Lp(a),并結(jié)合傳統(tǒng)的血脂檢測,可更精準(zhǔn)地評估CVD風(fēng)險(xiǎn),預(yù)測CVD的發(fā)生概率,有利于及早干預(yù),降低CVD的患病率及死亡率。
LDL亞組分主要是依據(jù)顆粒粒徑、密度以及阻滯系數(shù)進(jìn)行分型。
根據(jù)顆粒粒徑進(jìn)行分型的分離技術(shù)主要有凝膠電泳(gel electrophoresis,GE)、核磁共振波譜(nuclear magnetic resonance spectroscopy,NMR)法和離子淌度(ion mobility,IM)法。HOEFNER等[9]通過采用NMR法測定顆粒粒徑對LDL進(jìn)行分類,共分出3種不同類型的LDL亞組分,A類粒徑為20.6~22.0 nm,中間類型粒徑為20.4~20.5 nm,B類粒徑為19.0~20.3 nm。DAVY等[10]將同一血漿樣本分別送往2家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析,其中1家實(shí)驗(yàn)室采用GE法將LDL分為3類,A類粒徑為26.30~28.50 nm,AB類粒徑為25.75~26.34 nm,B類粒徑為<25.74 nm;另1家實(shí)驗(yàn)室采用NMR法將LDL分為2類,A類粒徑為20.6~22.0 nm,B類粒徑為≤20.5 nm。梯度凝膠電泳(gradient gel electrophoresis,GGE)檢測的LDL顆粒大小與NMR法平均相差5.38 nm(NMR法測出的顆粒較小),但是該差值在實(shí)踐中無法統(tǒng)一應(yīng)用,因?yàn)殡S著LDL粒徑的增加,該差值會變得更大。從臨床角度來看,觀察到B類的一致性是中等的,這意味著在重要亞組分的個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)評估中,GGE和NMR法不可互換,需要與前瞻性研究進(jìn)行比較,以確定哪種方法在心血管風(fēng)險(xiǎn)評估中更好,但迄今為止尚未見此類報(bào)道。HIRANY等[11]通過聚丙烯酰胺梯度凝膠電泳參考方法(polyacrylamide gradient gel electrophoresis reference method,PGGE-REF)將LDL分為3類:小粒徑為>25.8 nm,中粒徑為25.8~26.3 nm,大粒徑為>26.3 nm。CAULFIELD等[12]用超速離心結(jié)合IM法得到4種LDL亞組分,分別為LDL-Ⅰ、LDL-Ⅱ、LDL-Ⅲ和LDL-Ⅳ,其粒徑分別為21.99~23.80、21.10~21.99、20.17~21.10和18.00~20.17 nm。KRAUSS等[13]采用IM法將LDL分為7種亞組分,LDL1的粒徑為22.46~23.32 nm,LDL2a的粒徑為22.20~22.45 nm,LDL2b的粒徑為21.41~22.19 nm,LDL3a的粒徑為20.82~21.40 nm,LDL3b的粒徑為20.49~20.81 nm,LDL4a的粒徑為19.90~20.48 nm,LDL4b的粒徑為19.00~19.89 nm。NMR法直接測定LDL顆粒數(shù),GE法測定的是載脂蛋白B(apolipoprotein B,apo B)含量。由于每個(gè)LDL均帶有apo B,因此雖然apo B含量和LDL顆粒數(shù)2個(gè)變量并不相同,但相互之間有一定的關(guān)聯(lián)。另外,VLDL和IDL也攜帶著apo B。有研究結(jié)果顯示,對于同一批的27個(gè)樣本,采用GE法根據(jù)apo B濃度(>1 200 mg/L)可確定6例樣本處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),而采用NMR法,根據(jù)LDL顆粒數(shù)(1 300~1 599 nmol/L)可確定20例樣本處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)[10],因此使用LDL顆粒數(shù)這一參數(shù)可以識別更多的高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體,有利于臨床進(jìn)行干預(yù)。由此可見,使用LDL顆粒數(shù)來評估CVD風(fēng)險(xiǎn)更為可靠。
根據(jù)顆粒密度進(jìn)行LDL分型的分離技術(shù)主要是超速離心法。DAVIES等[14]用碘克沙醇作為密度液,通過密度梯度超速離心(density gradient ultracentrifugation,DGUC)將LDL分為4類,分別為LDL-Ⅰ、LDL-Ⅱ、LDL-Ⅲ和LDL-Ⅳ,密度依次是1.022~1.025、1.025~1.028、1.028~1.036和>1.036 kg/L。GEISS等[15]采用DGUC將LDL分為7種亞型,LDL-1和LDL-2為大而輕低密度脂蛋白(large buoyant low-density lipoprotein,lb-LDL),LDL-3和LDL-4為中間密度LDL,LDL-5、LDL-6和LDL-7為小而密低密度脂蛋白(small and dense low-density lipoprotein,sd-LDL),并證實(shí)sd-LDL的密度為1.044~1.060 kg/L。WILLIAMS等[16]采用垂直梯度離心(vertical auto profile,VAP)得到4種LDL亞組分(LDL-1~LDL-4)。盡管各個(gè)文獻(xiàn)中LDL亞組分的種類有多有少,但總體上,根據(jù)顆粒密度LDL可分為3種:lb-LDL(1.020~1.025 kg/L)、中間密度LDL(1.030~1.040 kg/L)和sd-LDL(1.041~1.066 kg/L)。
Rf是LDL亞組分譜帶相對于VLDL譜帶和HDL譜帶的移動距離之比,計(jì)算公式為:Rf=VLDL與LDL亞組分之間的距離/VLDL與HDL之間的距離。HIRANY等[11]采用管狀聚丙烯酰胺凝膠電泳使LDL亞組分譜帶在VLDL和HDL譜帶之間遷移,將VLDL帶(遷移最慢)的Rf值標(biāo)記為0,HDL帶(遷移最快)的Rf值標(biāo)記為1,根據(jù)Rf值將LDL分為大LDL、中LDL和小LDL,Rf值分別為<0.38、0.38~0.40和>0.40。HOEFNER等[9]使用平均Rf值,通過軟件計(jì)算LDL亞組分分?jǐn)?shù)(low-density lipoprotein subfraction score,LDLSF),根據(jù)LDLSF將LDL分為3類,A類LDL<5.5,B類LDL>8.5,中間類型LDL為5.5~8.5。
HDL亞組分主要依據(jù)顆粒粒徑和密度進(jìn)行分型。
通過GGE可將HDL按粒徑分為HDL2b(12.9~9.8 nm)、HDL2a(9.7~8.9 nm)、HDL3a(8.8~8.3 nm)、HDL3b(8.2~7.9 nm)和HDL3c(7.8~7.2 nm)。通過二維凝膠電泳可將HDL分為α-1(11.2~10.8 nm)、α-2(9.4~9.0 nm)、α-3(8.5~7.6 nm)、α-4(7.5~7.0 nm)和Pre-β-1(6.0~5.0 nm)。通過NMR檢測出的HDL分類與GGE分類方法相同,都可根據(jù)粒徑大小分為5類,分別為HDL-1~HDL-5,與GGE分離的5類HDL密切相關(guān)。采用IM法可將HDL分為2類,分別是HDL2b(14.5~10.6 nm)和HDL2a+3(10.5~7.65 nm)。
采用DGUC可將HDL按密度不同分為HDL2b(1.063~1.087 g/mL)、HDL2a(1.088~1.109 g/mL)、HDL3a(1.110~1.128 g/mL)、HDL3b(1.129~1.153 g/mL)和HDL3c(1.154~1.170 g/mL)。除此之外,正常人血漿中HDL還可分為HDL2(1.063~1.124 g/mL)和HDL3(1.125~1.210 g/mL),HDL1僅存在于高膽固醇膳食誘導(dǎo)后[17]。
1984年,LUNDBERG等[18]提出利用硫酸葡聚糖和聚乙二醇6000等作為沉淀劑,通過調(diào)節(jié)溶液濃度和pH值,將HDL2和HDL3進(jìn)行分離,該法方便、省力、無需專門設(shè)備。但沉淀法會受高水平三酰甘油(triglyceride,TG)的影響,apo B顆粒不能完全被沉淀,影響了分離效果,因此沉淀法已逐漸被淘汰。
ITO等[19]建立了快速、有效、全自動的HDL3-C測定方法。(1)第1步。鞘磷脂酶優(yōu)先與富三酰甘油脂蛋白(triglyceride-rich lipoprotein,TRL)和LDL反應(yīng),并分解它們。這些脂蛋白釋放的膽固醇通過膽固醇酯酶/氧化酶生成過氧化氫。過氧化氫酶將過氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧氣,因沒有生色源,所以產(chǎn)生非生色產(chǎn)物。(2)第2步。聚氧乙烯苯乙烯化的苯醚衍生物與HDL3選擇性地反應(yīng),然后將HDL3-C作為標(biāo)準(zhǔn)過氧化物酶系統(tǒng)中的顯色物進(jìn)行測定。反應(yīng)混合物中的過氧化氫酶被疊氮化鈉抑制??侶DL-C用均相法測定,通過總HDL-C與測得的HDL3-C的差值來估算HDL2-C。該法與超速離心法測得的HDL3-C和HDL2-C結(jié)果有極好的相關(guān)性(r2值分別為0.848和0.982)。均相檢測法由于測定快速,一般只應(yīng)用于臨床常規(guī)檢測。另外,由于不同均相檢測法試劑的變異度較大,因此準(zhǔn)確性不足。
DGUC是根據(jù)HDL和LDL顆粒浮力密度的不同,經(jīng)不同密度梯度氯化鈉溶液超速離心后,將HDL和LDL各亞組分依次轉(zhuǎn)移至各密度區(qū)域。DGUC可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整密度梯度,從而得到不同的亞組分。連續(xù)的DGUC可同時(shí)將脂蛋白各組分及亞組分分離,是分離HDL和LDL亞組分的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但所需樣本量較大,分離時(shí)間長,成本較高,并且由于Lp(a)密度和sd-LDL密度存在交叉區(qū),該法分離得到的LDL亞組分?;煊蠰p(a)。DONG等[20]在密度>1.044 g/mL的分離溶液中加入巰基乙醇,成功消除了Lp(a)的影響,從而實(shí)現(xiàn)了超速離心法對HDL亞組分、LDL亞組分及Lp(a)的分離。
VAP是利用垂直轉(zhuǎn)頭密度梯度離心脂蛋白,經(jīng)VAP-Ⅱ在線膽固醇檢測儀(簡稱VAP-Ⅱ)檢測后,繪制出LDL亞組分的分布曲線,然后根據(jù)各曲線積分面積比例計(jì)算亞組分水平。VAP-Ⅱ使用窄口聚四氟乙烯線圈作為反應(yīng)器,代替了上一代VAP儀器中的Technicon自動分析儀,避免了因氣泡導(dǎo)致的分析物流分段。與耗時(shí)10 h的傳統(tǒng)超速離心法相比,VAP將離心時(shí)間縮短至1 h。VAP使用的是一個(gè)垂直轉(zhuǎn)子,其中脂蛋白在離心管較短的水平軸上分離,且分辨率較高。WILLIAMS等[16]采用VAP-Ⅱ得到4種LDL亞組分(LDL-1~LDL-4),LDL亞組分中的sd-LDL與CVD的相關(guān)性最強(qiáng),并且獨(dú)立于傳統(tǒng)血脂指標(biāo)。
VAP血脂分型在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室血脂項(xiàng)目的基礎(chǔ)上增加了特殊內(nèi)容,臨床操作性更強(qiáng)、耗時(shí)更少、信息更豐富,避免了多次檢測帶來的成本浪費(fèi)和時(shí)間壓力。目前,我國關(guān)于VAP的血脂檢測結(jié)果在CVD中的應(yīng)用的研究較少,其分區(qū)、分型和計(jì)算是否能真實(shí)反映該地區(qū)人群血脂紊亂的類型和狀態(tài)仍需進(jìn)一步研究。VAP的臨床應(yīng)用價(jià)值和分析體系還需要多地區(qū)、多中心的研究數(shù)據(jù)來支撐。另外,脂蛋白亞組分測量參考系統(tǒng)也急需建立,以進(jìn)一步提高VAP檢測的準(zhǔn)確度。
3.5.1 GGE GGE是一種操作簡單的測定HDL和LDL亞組分的方法。利用分子篩和電荷效應(yīng)分離HDL和LDL亞組分,并根據(jù)所占總?cè)旧娣e的比例計(jì)算出各組分水平,只需微量血清就能檢測,且可同時(shí)檢測多個(gè)樣本,但分離時(shí)間超過24 h,且特異性較差,無法對HDL和LDL亞組分進(jìn)行定量分析。AUSTIN等[21]用2%~16%的聚丙烯酰胺梯度凝膠電泳將LDL分為A型和B型,而WILLIAMS等[16]用2%~14%的聚丙烯酰胺梯度凝膠電泳得到7種LDL亞組分。此外,Berkeley Heartlab分段梯度凝膠電泳系統(tǒng)(LDLS3GGE)也可將LDL分離為7種亞組分。
3.5.2 管狀凝膠電泳法(tube gel electrophoresis,TGE) 美國Quantimetrix公司研發(fā)的Lipoprint脂蛋白分析系統(tǒng)采用高分辨率的3%聚丙烯酰胺凝膠管,可將LDL分為7種亞組分。其原理是將25 μL樣本與200 μL液體加載凝膠(含蘇丹黑B染料,用于脂蛋白染色)混合,將所得混合物添加到預(yù)制的3%聚丙烯酰胺凝膠管的頂部,在室溫下光聚合30 min后,將樣本電泳1 h(每凝膠管3 mA)。電泳后,在進(jìn)行光密度測定之前,將試管在黑暗環(huán)境中靜置1 h。添加黑暗環(huán)境孵育的作用是增加條帶在掃描前的均勻性。使用Helena EDC系統(tǒng)(美國Helena Laboratories公司)在610 nm處進(jìn)行光密度測定。Helena EDC系統(tǒng)添加了12管固定裝置,可在掃描過程中固定凝膠管,顯著提高了凝膠管掃描的一致性。使用配套的軟件分析Helena EDC系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)和不同LDL亞組分的電泳掃描圖樣,以計(jì)算LDL分級分?jǐn)?shù)并指定表型(A型、B型或中間型)。Lipoprint系統(tǒng)已通過了美國食品與藥品監(jiān)督管理局認(rèn)證,可用于LDL臨床檢測,具有良好的應(yīng)用前景。
3.6.1 毛細(xì)管等速電泳(capillary isokinetic electrophoresis,CITP) CITP是采用不連續(xù)介質(zhì)的電泳技術(shù),即緩沖液由前導(dǎo)電解質(zhì)(leading electrolyte,LE)和終末電解質(zhì)(terminating electrolyte,TE)組成,樣本成分的遷移率介于LE和TE之間,達(dá)到平衡后各組分遷移速度與LE相同。CITP的特點(diǎn)是具有濃縮效應(yīng),可與其他模式聯(lián)用,以達(dá)到柱上濃縮的目的。MORENO-GORDALIZA等[22]建立的分離LDL亞組分的CITP,可在pH值為8.8~9.4的梯度下,在9.5 min內(nèi)完成分析,得到6個(gè)LDL亞組分峰。有研究結(jié)果顯示,CITP可在7 min內(nèi)將脂蛋白分成9條區(qū)帶,其中HDL被分成3個(gè)亞類[快速遷移帶,被稱為α-HDL,主要含載脂蛋白A1(apolipoprotein A1,apo A1)和磷脂酰膽堿;中間遷移帶,富含膽固醇,蛋白質(zhì)成分為載脂蛋白A2(apolipoprotein A2,apo A2)、載脂蛋白E(apolipoprotein E,apo E)和載脂蛋白C(apolipoprotein C,apo C);慢速遷移帶,被稱為pre-β-HDL,含apo A1和載脂蛋白A4(apolipoprotein A4,apo A4)][23]。該法目前尚處于研究階段,還未商品化。
3.6.2 微流控芯片電泳(microfluidics electrophoresis,ME) ME是在傳統(tǒng)CE的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。該方法可在石英、玻璃、塑料等材質(zhì)的基片上刻蝕微管道網(wǎng)絡(luò),在一塊幾平方厘米的基片上完成電泳分離。ME可方便地進(jìn)行小體積(nL)進(jìn)樣、分離等操作,實(shí)現(xiàn)快速、高效分離。2002年,WEILLER等[24]首次采用ME分析血清脂蛋白,但LDL和HDL未實(shí)現(xiàn)基線分離,重復(fù)性較差。2005年,PING等[25]利用聚甲基丙烯酸甲酯微芯片分析HDL標(biāo)準(zhǔn)品,HDL2和HDL3被初步分離;錢晶晶等[26]采用十二烷基硫酸鈉同時(shí)修飾HDL和微管道,可在4 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)血清HDL2和HDL3的基線分離。他們同時(shí)對多例臨床樣本進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)健康體檢者和CHD患者的HDL2區(qū)帶有明顯差異。WANG等[27]在刻蝕有微泳道的小型基片上實(shí)現(xiàn)了LDL亞組分的分離檢測,在該檢測系統(tǒng)上向樣本中添加直徑為5 nm、濃度為80 nmol/L的納米金可明顯提高LDL亞組分的分辨率。
NMR根據(jù)HDL和LDL顆粒內(nèi)核和外殼中脂類甲基團(tuán)的質(zhì)子磁共振信號檢測顆粒大小,利用甲基團(tuán)的不同信號區(qū)分各亞組分,以NMR甲基團(tuán)振幅測定亞組分濃度。MATYUS等[28]采用NMR對LDL顆粒數(shù)目進(jìn)行檢測,得到3種亞組分,批內(nèi)、批間精密度為2.6%~5.8%,滿足臨床實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)檢測要求。MCGARRAH等[29]采用NMR將HDL根據(jù)顆粒直徑分為大HDL(9.4~14.0 nm)、中HDL(8.2~9.4 nm)和小HDL(7.3~8.2 nm)三大類,并通過計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)比評估出高密度脂蛋白顆粒(highdensity lipoprotein particle,HDL-P)濃度與CVD死亡率密切相關(guān),因此可將HDL-P納入全球急性冠狀動脈綜合征注冊(the Global Registry of Acute Coronary Events,GRACE)風(fēng)險(xiǎn)評分中來提高風(fēng)險(xiǎn)識別。但該法使用儀器——核磁共振儀極其昂貴,且需專人使用并進(jìn)行圖譜分析,檢測成本很高,尚無法在臨床推廣。
IM法的原理是使用電噴射產(chǎn)生氣溶膠單電荷大粒子,然后經(jīng)過不同的流動分析單元在大氣壓下根據(jù)IM的不同進(jìn)行分離,隨后冷凝聚集各粒子,最后進(jìn)行激光散射掃描檢測。經(jīng)過超速離心去除白蛋白的步驟后,根據(jù)IM確定血清樣本中脂蛋白顆粒的大小和濃度。掃描時(shí)間為2 min,覆蓋的范圍為17.2~540.0 ?。掃描后,通過在與特定脂蛋白亞類相對應(yīng)的預(yù)定大小范圍內(nèi)的總顆粒數(shù)來合并數(shù)據(jù)。IM法得出的LDL顆粒濃度與超速離心法得出的LDL-C和apo B結(jié)果呈正相關(guān)(r值分別為0.90、0.79,P<0.05)。
HPLC可與超速離心法結(jié)合,用于HDL或LDL亞組分的分離和檢測[20]。檢測步驟:取5份血清,其中2份血清與含有脯氨酸的溴化鈉溶液混合,使背景密度為1.006和1.044 kg/L;另外3份血清與含脯氨酸和巰基乙醇的溴化鈉溶液混合,使背景密度為1.044、1.063和1.125 kg/L,超速離心后,用HPLC測定超速離心底部各種組分的膽固醇。巰基乙醇可使Lp(a)解離,解離前后Lp(a)存在明顯的密度分界點(diǎn)(1.044 kg/L),從而使脂蛋白亞組分和脂蛋白(a)膽固醇[lipoprotein(a) cholesterol,Lp(a)-C]測定成為可能。HPLC結(jié)合超速離心法已成功用于高脂血癥患者血漿脂蛋白的分析,且顯示出比連續(xù)超速離心法更高的準(zhǔn)確性。
HIROWATARI等[30]成功建立了一種準(zhǔn)確、方便的脂蛋白亞組分分離檢測方法。該方法將血清注入陰離子交換色譜柱,通過不同高氯酸根離子濃度梯度洗脫分離出2類HDL亞組分,分別為HDL2和HDL3;之后將含有脂蛋白亞組分的洗脫液與酶試劑混合,并在37 ℃下反應(yīng)2.1 min,最后在600 nm波長下進(jìn)行檢測。
LS法使用的技術(shù)是光子相關(guān)光譜,用2種乳膠粒子溶液作為標(biāo)準(zhǔn),由于顆粒受到周圍液體分子的撞擊做布朗運(yùn)動,觀察到的散射光強(qiáng)度將不斷地隨時(shí)間起伏漲落,以散射光的波動強(qiáng)度來檢測脂蛋白亞組分[31]。LS法不會受到凝膠梯度和質(zhì)量不一致的影響,可在30 min內(nèi)確定樣本中LDL的峰值粒徑,具有實(shí)現(xiàn)自動化檢測的潛力。雖然不同的脂蛋白類別需要具有不同梯度的凝膠,但是基于LS原理的儀器理論上可測定各種脂蛋白顆粒的大小。然而,使用LS法檢測脂蛋白顆粒時(shí),樣本的制備至關(guān)重要,任何污染的顆粒或聚集體都會影響檢測結(jié)果。因此,該方法需與超速離心法結(jié)合使用,并通過過濾器過濾掉粉塵等顆粒物質(zhì)。
Lp(a)核心部分由TG、磷脂、膽固醇、膽固醇酯等脂質(zhì)和2種載脂蛋白組成,結(jié)構(gòu)類似LDL,含有LDL中沒有的載脂蛋白(a)[apolipoprotein(a),apo(a)]。apo(a)與纖溶酶原具有高度同源性,在纖溶系統(tǒng)多個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮作用,從而影響動脈粥樣硬化性疾病的發(fā)生和發(fā)展。Lp(a)含有2類載脂蛋白,即apo B100和apo(a),二者通過1~2個(gè)二硫鍵共價(jià)相連。用還原劑巰基乙醇處理Lp(a)時(shí),apo(a)可從Lp(a)分子上脫落下來,成為不含脂質(zhì)的一類糖蛋白。剩下僅含apo B100的顆粒,被稱為Lp(a-)。
4.1.1 Lp(a)純品的分離制備 (1)超速離心法。許平等[32-34]采用超速離心法,根據(jù)Lp(a)的密度將Lp(a)分離出來,再經(jīng)柱層析制備出Lp(a)。然而,此法有2個(gè)缺點(diǎn):一是超速離心時(shí)間長,費(fèi)用高;二是離心時(shí)密度范圍窄,凝膠柱層析回收率低,這就導(dǎo)致Lp(a)的得率很低,一般只有15%~20%。因此,張文武等[35]利用免疫親和層析高特異性和高回收率的特點(diǎn),建立了一種短時(shí)間超速離心結(jié)合免疫親和層析分離Lp(a)的方法,成功地分離了幾批Lp(a),純度和得率均優(yōu)于國外常規(guī)方法,并已用于基礎(chǔ)研究和臨床研究。劉忠民等[36]先用多價(jià)陰離子化合物磷鎢酸-Mg2+沉淀包括Lp(a)在內(nèi)的全部含apo B的脂蛋白,然后經(jīng)超速離心和Sepharose 6B柱、抗apo(a) IgGSepharose 4B免疫親和柱層析,得到Lp(a)、LDL和VLDL純品。林春榕等[37]使用固體溴化鉀將血漿密度調(diào)至1.055和1.120 g/mL,即得到密度為1.055~1.120 g/mL的富含Lp(a)的脂蛋白液。將該脂蛋白液使用0.01 mol/L磷酸鹽緩沖液(pH值7.4,含1 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉、0.01% NaN3)徹底透析,最后使用30%聚乙二醇20000濃縮至6 mL左右。高玉敏等[38]分析了幾種用于分離Lp(a)的方法,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)方法都需要超速離心這一步驟,超速離心需要昂貴的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和大量的時(shí)間,樣本處理量有限,而且分離出來的Lp(a)只是在1個(gè)限定密度內(nèi)的Lp(a)。但考慮到游離的apo(a),Lp(a)的實(shí)際漂浮密度無法明確范圍,可以低于1.006 g/mL,也可以高于1.120 g/mL,所以經(jīng)過超速離心,Lp(a)損耗較大,超速離心后一般還需要去除HDL和LDL,因此得率更低。(2)親和層析法。常用的親和層析主要有賴氨酸-瓊脂糖凝膠柱親和層析,但是用賴氨酸類似物洗脫時(shí),往往會同時(shí)洗脫下來纖溶酶原,還需要更復(fù)雜的方法去除纖溶酶原。商品化的Lp(a)純品一般在超速離心分離后經(jīng)Lp(a)單抗親和層析純化,價(jià)格昂貴。針對此現(xiàn)象,高玉敏等[38]建立了一種經(jīng)一系列層析柱(LIPOSORBER LA15柱、SephacryS-400HR分子篩和離子交換柱)批量分離純化Lp(a)的方法,采用上述3種柱層析后,Lp(a)的純度較好[纖溶酶原含量僅占Lp(a)的0.03%],但得率不高,分離的Lp(a)總得率僅為27%,從100 mL血液中僅能分離出1.5 mg Lp(a)。
4.1.2 Lp(a)的檢測方法 Lp(a)濃度大部分是通過免疫化學(xué)方法檢測其apo(a)部分得出的。選擇一種合適的Lp(a)免疫測定法的困難之處在于apo(a)的異質(zhì)性。(1)電泳法。早期檢測Lp(a)多采用電泳法。BAUDHUIN等[39]調(diào)查了Lp(a)-C的測量是否不受apo(a)大小的影響,是否可以替代測量Lp(a)的質(zhì)量,他們采用電泳方法分別檢測了進(jìn)行和未進(jìn)行超速離心預(yù)處理的血漿樣本中的Lp(a)-C水平,結(jié)果顯示,未進(jìn)行超速離心預(yù)處理的血漿Lp(a)-C水平與進(jìn)行超速離心預(yù)處理的血漿Lp(a)-C水平高度相關(guān)。因此,可取消超速離心步驟,直接使用電泳法測定Lp(a)-C濃度。但電泳法的靈敏度較差,主要用于定性檢測。(2)免疫透射比濁法。免疫透射比濁法是將血清中的Lp(a)與試劑中的特異性Lp(a)抗體結(jié)合,形成不溶性免疫復(fù)合物,使反應(yīng)液產(chǎn)生濁度,然后測定波長340 nm處的吸光度值,根據(jù)吸光度值得出血液樣本中Lp(a)的水平。該方法的優(yōu)點(diǎn)是快速、簡便、精密度高、易于自動化,適用于大批量樣本的檢測;缺點(diǎn)是抗體用量大[是酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)的數(shù)倍],對抗體要求高(應(yīng)具有高特異性、高滴度和高親和力),顆粒大小不同的Lp(a)會產(chǎn)生不一致的光散射與光吸收,而且受樣本基質(zhì)的影響較明顯。(3)ELISA。ELISA是早期測定Lp(a)常用的方法,基本原理是用聚苯乙烯微量反應(yīng)板為固相載體,采用apo(a)單克隆抗體包被,加入待測樣本,使其中的apo(a)單克隆抗體與結(jié)合到固相抗體上的apo(a)作用,洗滌除去未結(jié)合的酶標(biāo)記物,加入酶的相應(yīng)底物產(chǎn)生顏色反應(yīng),顯色程度取決于結(jié)合在固相載體上的apo(a)的量。ELISA的優(yōu)點(diǎn)是基質(zhì)效應(yīng)不明顯,可以用抗apo(a)抗體或抗apo B抗體的量代表Lp(a)水平,這也是避免apo(a)分子影響測定結(jié)果的主要方法;缺點(diǎn)是精密度差。為了準(zhǔn)確檢測Lp(a),確認(rèn)其與apo(a)顆粒多態(tài)性無關(guān),有研究者使用抗apo(a)KⅣ-9型的表面決定簇單克隆抗體,建立了直接結(jié)合的雙單克隆抗體ELISA方法[40]。該方法的詳細(xì)評價(jià)結(jié)果顯示,apo(a)的不均一性不影響測定準(zhǔn)確度。因?yàn)樵搯慰寺】贵w不會與apo(a)分子多變部分的決定簇反應(yīng),所以可以以摩爾(mol)為單位設(shè)定靶值[40]。(4)超速離心法結(jié)合HPLC。董軍[41]建立了2次超速離心直接分離和測定Lp(a)-C的方法。首先,血清中含有脯氨酸時(shí),以1.044 kg/L的背景密度超速離心,有>95%的Lp(a)分布在離心管底部;用含巰基乙醇的密度液將底部組分密度調(diào)節(jié)至1.040 kg/L,再次超速離心,使Lp(a)解離,解離后的Lp(a-)分布在頂部,采用HPLC測定頂部組分中的膽固醇即為Lp(a)-C。該方法通過使用巰基乙醇解離Lp(a)及調(diào)節(jié)超速離心的背景密度,大大提高了Lp(a)-C測定的靈敏度和特異性,但超速離心耗時(shí)較久。
隨著血清脂蛋白亞組分被認(rèn)為是評估CVD的風(fēng)險(xiǎn)因子,脂蛋白亞組分檢測的標(biāo)準(zhǔn)化顯得極為重要。然而,由于目前國內(nèi)外尚缺乏脂蛋白亞組分測定的正式標(biāo)準(zhǔn)化方案,因此其標(biāo)準(zhǔn)化工作困難重重。脂蛋白亞組分檢測的標(biāo)準(zhǔn)化主要在于標(biāo)準(zhǔn)化方案的制定和實(shí)施、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和質(zhì)控材料的制備、檢測方法的合理選擇及測定標(biāo)準(zhǔn)化。我國現(xiàn)已推行的總膽固醇測定標(biāo)準(zhǔn)化以及國家衛(wèi)生健康委老年醫(yī)學(xué)研究所建立的超速離心HPLC測定血清脂蛋白亞類膽固醇的方法可在脂蛋白亞組分測定標(biāo)準(zhǔn)化中發(fā)揮作用。脂蛋白亞組分檢測標(biāo)準(zhǔn)化的難點(diǎn)主要在于脂蛋白各亞組分純品的制備,即缺乏可以長期監(jiān)測脂蛋白亞組分測定的參考物質(zhì)與質(zhì)控材料,僅能通過與其他實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比對來評估檢測結(jié)果的正確度。
目前,由于缺乏共同的Lp(a)參考物,不同實(shí)驗(yàn)室之間Lp(a)檢測結(jié)果的差異大,精密度差,無可比性。當(dāng)務(wù)之急是制定可用的二級參考物質(zhì),使不同分析系統(tǒng)之間和不同實(shí)驗(yàn)室之間的Lp(a)檢測結(jié)果較為接近,或有可比性。
2003年,世界衛(wèi)生組織確定IFCC SRM 2B為Lp(a)免疫測定國際參考物質(zhì)。該參考物質(zhì)瓶內(nèi)Lp(a)的含量為(0.107 1±0.008 6)nmol(分裝時(shí)的不精密度為2.9%),其定值可溯源至美國華盛頓大學(xué)西北脂類研究實(shí)驗(yàn)室的Lp(a)參考檢測系統(tǒng)。IFCC SRM 2B一般作為通用校準(zhǔn)品,用于進(jìn)行一致性檢測調(diào)查前為各個(gè)檢測系統(tǒng)的廠商校準(zhǔn)品定值。
隨著用于測量脂蛋白亞組分和Lp(a)的新方法的引入,標(biāo)準(zhǔn)化變得越來越重要。這些方法是基于不同的原理分離出不同類型的亞組分,因此統(tǒng)一脂蛋白亞組分的定義,即制備參考物質(zhì)和質(zhì)控材料是標(biāo)準(zhǔn)化的第1步。如果要將脂蛋白亞組分和Lp(a)有意義地納入患者的CVD風(fēng)險(xiǎn)評估中,則應(yīng)考慮制定標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃,至少應(yīng)制定用于實(shí)驗(yàn)室間常規(guī)測試結(jié)果比對的測試程序,該程序可以幫助識別和消除方法之間的不一致,保證臨床檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。
綜上所述,脂蛋白亞組分常用的檢測技術(shù)主要是VAP、超速離心結(jié)合HPLC、ME和NMR,Lp(a)常用的檢測技術(shù)主要是免疫透射比濁法、ELISA和超速離心結(jié)合HPLC。隨著臨床上越來越多地使用脂蛋白亞組分和Lp(a)作為評估CVD風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo),脂蛋白亞組分和Lp(a)的標(biāo)準(zhǔn)化研究越來越重要。脂蛋白亞組分和Lp(a)標(biāo)準(zhǔn)化方案的建立以及參考物質(zhì)和質(zhì)控材料的制備是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化最重要的一步。