对氧磷酶与肝病关系研究的进展

王继贵

（中南大学湘雅二医院检验科，湖南 长沙 410011）

Mazur在1946年首先报告在动物组织中存在一种酶，它能水解有机磷化合物。随后在五十年代早期证明人血清中亦含有此酶，因它能水解有机磷酸盐基质对氧磷 （paraoxon），便称之为对氧磷酶（paraoxonase,PON）该酶国际酶学委员会编号为EC 3.1.8.1。PON对氧化应激起着重要的抗氧化剂作用，此酶涉及各种疾病的发病机理，包括癌、心血管病和肝病……等[1]。本文拟就PON在肝病研究中的进展作一简要综述。

1 PON的生理生化

PON的结构是一个6叶b-螺旋桨，每一叶由四片组成，包含在酶中央隧道内的是两个钙原子，它是酶结构稳定和催化活性所必需的。

在人类，PON基因家族有三个成员，PON1、PON2和PON3，在染色体7q 21.3-22.1长臂相互靠近排列。人类PON1在肝中合成，分泌进入血液[2]。PON1是一种含354个氨基酸的蛋白质，分子量43KDa，在血清中它几乎唯一定位在HDL上。与PON1类似，PON3大多数在肝中表达，在肾中有低水平，在人类和家兔中发现血清PON3同HDL有关[3]，在血清中不能检出PON2，虽然它在许多组织有表达，包括脑、肝、肾和睾丸。

PON1能可逆地结合到有机磷基质上，使之水解。因此，PON1是神经系统对进入循环中有机磷的神经毒性起保护作用的主要手段。PON2产物至今尚未在生物组织中鉴定出。但是PON3基因产物已鉴定出作为定位在家兔HDL上的一种内酯酶。在体外实验中显示PON1和PON3可抑制低密度脂蛋白（LDL）中脂质的氧化（“坏胆固醇”），因此降低氧化脂质的水平，后者涉及在动脉粥样硬化的启动和进展中[4]。PON的许多其他生理功用，包括在水解血小板激活因子磷脂酶A2的作用，以及氧化脂质的作用，和水解及灭活同型半胱氨酸硫内酯—一种已知的动脉粥样硬化血管病的危险因素。PON1抑制巨噬细胞胆固醇的生物

合成，且显示刺激胆固醇自巨噬细胞中流出[5，6]。PON1也代谢胆固醇酯的过氧化物，PON的抗动脉粥样硬化活性同它们定位在HDL颗粒上紧密联系。HDL有两个关键性的作用；调停胆固醇的流出，即自动脉粥样硬化损害处的巨噬细胞泡沫细胞中流出，限制LDL的脂质氧化。在HDL的这两个保护作用中，PON涉及起着支撑作用。PON1对HDL的糖化和同型半胱氨酸基化的敏感性也有一个调节作用[7]，PON1比卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）或apo A1在防止LDL氧化中更有效，在氨基酸283位的半胱氨酸残基对于保护LDL免于氧化是主要的，然而，这个半胱氨酸残基不涉及在有机磷的水解中。最近的研究[8]显示PON蛋白能够水解许多酰基高丝氨酸内酯（AHLS），分子介导细菌中群体感应调节系统，它在调节毒力因子的表达及诱导宿主的炎性反应方面是重要的。

2 PON和病毒性肝炎

慢性B型肝炎病毒（HBV）感染可引起许多疾病，包括无症状的HBV携带者或隐性肝炎，到急性肝炎、慢性肝炎、肝硬化及原发性肝细胞癌。感染的各种模式和临床后果，主要由病毒本身的因素，宿主免疫因素，遗传因素和实验因素所决定[9]。

Kilic等[10]研究了34例慢性肝炎和32例健康对象作为对照组，测定了血清PON1、芳香酯酶（AE）、AST、ALT、GGT、白蛋白和胆红素浓度的变化，评价了它们和慢性肝炎病人肝损害程度之间的关系。与对照组比较，慢性肝炎病人血清PON1和AE活性显著降低；AST、ALT及GGT活力则显著增加。PON1和AE活力同血清AST、ALT、GGT、白蛋白和胆红素浓度相关。认为血清PON1和AE活性降低，系肝细胞损害丧失表达PON1的能力以及HDL阻止LDL氧化的能力下降。PON1对于监测慢性肝炎病人的病情变化临床上是有用的。

Ferret等[11]研究了68例肝硬化、107例慢性肝炎和368例健康者作为对照组，探讨：（1）血清PON1活性改变同慢性肝病病人肝损害程度之间的关系；（2）遗传变异对血清 PON1活性的影响，（3）单独测定血清PON1活性或同标准肝功能试验联合测定，在评价肝损伤方面的效力。结果表明：在病人中血清PON1活性显著下降，同血清TP，Alb和胆红素浓度相关。ROC曲线证实PON1有较高的诊断准确度，在慢性肝炎时，ROC曲线下面积为0.89，在肝硬化时则为0.96。血清PON1同标准肝功能试验联合，诊断准确度为94%，而标准肝功能试验仅为75%。在慢性肝病时，血清PON1活性降低，同肝机能紊乱的程度有关，同病人基因表型的差别无关。在当前的一套肝功能试验中，增加血清PON1活性测定，可以改善慢性肝病的评价。

3 PON和非酒精性脂肪肝炎

非酒精性脂肪肝炎（NASH），是慢性肝炎的一种形式，具有酒精诱导肝病的组织学特征，自简单的脂肪变性到脂肪肝炎、进行性纤维化和肝硬化，发生于没有显著量酒精消耗的个体。NASH病理学上的定义为：存在脂肪变性同坏死性炎性活动一起，仅代表非酒精性脂肪肝病一个阶段。NASH的真实流行率是不清楚的，但是据估计在不同国家一般人群中受影响者约为10～24%[12]。NASH的发病机理仍然不清楚，虽然有两个途径的损伤被牵连：氧化应激和脂质过氧化增加及脂肪在肝脏沉淀增加，和肿瘤坏死因子内毒素介导的损伤有关[13]。

Bafikol等[14]在NASH病人中探讨了肝抗氧化剂PON1活性、脂质过氧化和肝损伤的关系。研究了23例NASH病人 （男15人，女8人，年龄40.3±7.67岁），23例健康对照 （男14， 女9， 年龄 39.7±8.78岁）。测定了血清PON1活性和已知的脂质过氧化标志物，血清丙二醛水平。结果显示：在NASH病人中血清PON1活性显著降低，同对照比较P＜0.01；NASH病人中血清丙二醛水平显著升高，同对照比较P＜0.05。血清PON1活性同NASH分期、阶段无显著的统计学关联。认为脂质过氧化增加可能是NASH病人损伤的原因或结果，虽然血清PON1活性不反映NASH病人肝损伤的程度，血清PON1活性降低，特别是在轻症疾病时，可以作为脂质过氧化标志物。Kumon等[15]在体外研究了炎症时PON1的表达，支持炎性细胞因子介导的肝细胞破坏，最终导致纤维化。在各种细胞因子中，肿瘤坏死因子α（TNF-α）已暴露在肝病的各个方面，是一个关键因素。TNF-α在NASH病人中已界定为原因，它次于血清PON1活性降低，提示这些改变将导致HDL自抗炎/抗氧化剂复合物向炎症前/氧化增强剂复合物转变。

4 PON和肝硬化

Ferre等[11]测定了肝硬化病人血清PON1水平，肝硬化病人PON1活性比肝炎病人要低一些，且同血清白蛋白和胆红素浓度相关，两个机制可以解释这种关系。其一，PON1酶活性或基因表达的降低，可能是肝功能紊乱的结果，血清PON1活性降低，可能作为HDL合成和/或分泌改变的一个结果。第二，LCAT活性受损害，HDL结构和浓度的改变同肝中LCAT活性降低有关，在慢性肝病中是常见的。

5 PON和肝脂肪变性

Atamer等[16]评价了49例肝脂肪变性和25例健康对照组的PON1，在肝脂肪变性的病人中与对照组比较PON1活性和NO水平显著降低，而丙二醛水平则显著增加，PON1活性同丙二醛和NO水平相关，因此认为在肝脂肪变性的病人中，氧化应激显著抑制PON1的合成。

6 PON和酒精性肝炎

Marsillach等[17]在慢性酒精性肝病病人中探讨了血清PON1活性和肝损伤之间的关系。研究了328例酒精肝病病人和368例健康个体作为对照，评价了血清PON1活性加标准的肝功生化试验在诊断酒精性肝病病人肝损伤的准确度。结果显示：酒精性肝病病人血清PON1活性显著降低，酒精浓度显著增加，与对照组比较，P＜0.01。PON1活性和白蛋白及凝血酶原时间相关，分别为γ=0.45及γ=0.49，P＜0.01。添加PON1活性测定到一组生化试验中，在病人和对照组的监别中，敏感度增加到96.6%，但是在酒精性肝病亚组鉴别中，敏感度无改善。因此认为PON1同酒精性肝病的严重性有关，它的测定在病人和健康人的鉴别中是有用的。

综上所述，PON是一种抗氧化剂酶，涉及在肝病的发病机理中，肝病病人由于氧化应激及脂质过氧化增加，导致肝机能损害，抑制了PON的合成。临床上测定血清PON1活性对于监测病情进展是有用的，在传统的一组肝功能试验中增加PON测定，可使诊断准确度大大地提高。

[1]Van Himbergen TM,Van Tits LJH,Roest M,et al.The story of PON1:how an organophosphate hydrolyzing enzyme is becoming aplayer in cardiovascularmedicine[J].Neth JM,2006;64(2):34-38.

[2]Durrington PN,Mackness B,Mackness MI,et al.paraoxonase and atherosclerosis[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2001,21(4):473-480.

[3]Reddy ST,Wadleigh DJ,Grijalva V,et al.Human paraoxonase-3 is an HDL-associated enzyme with biological activity similar to paraoxonase-1protein but is not regulated by oxidized lipids[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2001,21:(4)542-547.

[4]Harel M,Brumshtein B,Meged R,et al.3-D structure of serum paraoxonase l sheds light on its activity, stability, solubility and crystallizability[J].Ahr Hig Rada Toksikol,2007,58(3):347-353.

[5]Rosenblat M,Vaya J,Shih D,et al.Paraoxonase l(PONl)enhances HDL-mediated macrophage cholesterol efflux via the ABCA1 transporter in association with increased HDL-C binding to the cells:a possible role for lysophosphatidlcholine[J].Atherosclerosis,2005,179(1):69-77.

[6]Gaidukov L,Rosenblat M,Aviram M,et al.The 192R/Q polymorphs of serum paraoxonase PON1 differ in HDC binding, lipolactonase stimulation and cholesterol efflux[J].JLipid Res,2006,47(11):2492-2502.

[7]Ferretti G,Bacchetti T,Moroni C,et al.Paraoxonase activity in high-density lipoproteins:a comparison between healthy and obese females[J].JClin Endocrinol Metabol,2005,90(3):1728-1733.

[8]Ng CJ,Bourquard N,Grijalva V,et al.Paraoxonase-2 deficiency aggravates atherosclerosis in mice despite lower apolipoprotin-B containing lipoproteins[J].Anti-atherogenic role for paraoxonase.J Biol Chem,2006,281(40):29491-29500.

[9]Wang FS.Current status and prospects of studies on human genetic alleles associatd with hepatitis B virus infection[J].World JGastroenterol,2003,9(4):641-644.

[10]Kilic SS,Aydin S,kilic N,et al.Serum arylesterase and paraoxonase activity in patients with chronic hepatitis[J].World JGastroenterol,2005,11(46):7351-7354.

[11]Ferre N,Camps J,Prats E,et al.Serum paraoxonase activity:a new additiona1 test for the improved evaluation of chronic liver damage[J].Clin Chem,2002,48(2):261-268.

[12]Alba LM,Lindor K.Non-alcoholic fatty liver disease[J].Aliment Pharmacol Ther,2003,17(8):977-986.

[13]Angulo P.Nonalcoholic fatty liver disease.N Engl JMed,2002,346(16):1221-1231.

[14]Bafikol M,Bafikol G,Den ZK,et al.A new marker for lipid peroxidation:serum paraoxonase activity in non-alcoholic steatohepatitis[J].Turk JGastroenterol,2005,16(3):119-123.

[15]Kumon Y,Nakauchi Y,Suehiro T,et al.Proinflammatory cytokines but not acute phase serum amyloid A or reactive protein down-regulates paraoxonase 1(PON1)expression by HepG2[J].Amyloid,2002,9(3):160-164.

[16]Atamer A,Bilici A,Yenice N,et al.The importance of paraoxonase 1 activity nitric oxide and lipid peroxidation in hepatosteatosis[J].JInt Med Res,2008,36(4):771-776.

[17]Marsillach J,Ferre N,Vila MC,et al.Serum paraoxonase-1 in chronic alcoholics:relationship with liver disease[J].Clin Biochem,2007,40(9-10):645-650.