ω-3多不饱和脂肪酸改善心血管预后临床研究进展

李 鼎，王大新

(1.中南大学湘雅二医院心血管内科，湖南 长沙 410011；2.江苏省扬州大学临床医学院 苏北人民医院心血管内科，江苏 扬州 225001)

动脉粥样硬化(atherosclerosis,As)是心血管疾病发生发展的病理生理基础，As病理机制主要是炎症学说，持续的炎性刺激与炎症消退之间的失衡、脂质沉积在动脉粥样硬化过程中扮演着主要角色。研究发现，ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3 polyunsaturated fatty acids,ω-3 PUFAs)及其衍生物在减少炎性因子刺激和促进炎症的消退等方面对心血管系统有着保护作用[1]。流行病学研究发现日常摄入富含ω-3 PUFAs海鱼的爱斯基摩人因心血管疾病导致的死亡率较低[2]，随着研究的深入，人们逐渐发现与较低的心血管疾病风险最密切相关的长链ω-3 PUFAs主要包括二十碳五烯酸(C20:5 ω-3，EPA)和二十二碳六烯酸(C22:6 ω-3，DHA)。本文就ω-3 PUFAs和心血管疾病预后的临床研究的新进展做一综述。

1 ω-3 PUFAs保护心血管作用

1.1 ω-3 PUFAs的抗炎作用

1.1.1 ω-3 PUFAs调节炎症通路 ω-3 PUFAs中的EPA和DHA能激活单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞的细胞膜上的G蛋白偶联受体120(G protein-coupled receptors,GPR120)和胞内过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor,PPAR)-γ，通过抑制核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)信号传导，抑制环氧化酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)、诱导型一氧化氮合酶2(induced nitric oxide synthase 2,iNOS2)等表达，减少危害心血管细胞因子产生[1]。除了激活受体之外，ω-3 PUFAs能合成特异性促消退介质(specialized pro-resolving mediators,SPMS)参与调节中性粒细胞活性以及趋化因子的释放，诱导内皮组织由炎症状态转化为相对稳态，促进组织中炎症消退，从而维护内环境稳态。

EPA经由18-羟基二十碳五烯酸(18-hydroxyeicosapentaenoic acid，18-HEPE)进一步生成消退素E1(resolvin E1,RvE1)，通过ERV1-ChemR23受体途径减少促炎和促增殖细胞因子[如TNFα、白细胞介素(interleukin IL)-1β、IL-6、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)]的分泌从而抑制血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell,VSMCs)增殖[3]。RvE1能减少IL-2β和IL-12释放，抑制血小板和VSMCs的活化。RvE1及DHA的衍生物消退素D1(resolvin D1,RvD1)能减少中性粒细胞迁移，增强中性粒细胞和嗜酸性粒细胞清除作用。RvD1和RvD2通过cAMP和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)通路抑制VSMCs增殖和迁移。RvD1和RvD2均抑制p65/NF-κB通路激活，从而降低IL-1β、IL-6和趋化因子配体-2(chemokine ligand 2,CCL-2)的表达来减轻炎症。RvD1刺激IgM和IgG生成。在限制中性粒细胞活性和增强巨噬细胞活性的基础上，RvD2通过激活内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS)进一步刺激NO生成来减少白细胞与内皮细胞的相互作用[4]。保护素D1(protectin D1)还可有效抑制T细胞迁移和凋亡，减少TNFα和干扰素γ的产生与释放，稳定动脉粥样硬化斑块，防止粥样硬化斑块帽破裂。达到改善As相关性心血管疾病预后的作用。

DHA在巨噬细胞中进行12-脂氧合成，并通过13次环氧化过程进一步转化生成脂蛋白抗炎介质Maresins。Maresin-1能减少中性粒细胞浸润和增强巨噬细胞吞噬活性，促进炎症的消退。另外，Maresin-1抑制NF-κB-p65信号通路减少心肌缺血再灌注损伤，减少IL-5和IL-13分泌，减少心肌间质纤维化和炎症反应引起的心脏重塑，延缓心脏功能恶化。

1.1.2 ω-3 PUFA竞争拮抗花生四烯酸炎症通路

炎症介质花生四烯酸(arachidonic acid,AA)通过5-脂氧合酶(5-lipoxygenase,5-LOX)途径生成脂质介质白三烯B4(leukotriene B4,LTB4)促进炎症和动脉粥样硬化进程,与AA上述促炎通路相反，EPA能与AA竞争5-LOX和环加氧酶(cyclooxygenase,COX)作用位点，从而减少AA下游产物(包括LTB4、PGE2、TXA2)生成，促进EPA下游产物(包括LTB5、PGE3、PGI3、TXA3)生成。其中PGI3能促进血管扩张，血栓烷A3(thromboxane3,TXA3)能抑制血小板聚集[5]。与AA衍生物相比，EPA下游衍生物对血小板的聚集和炎症诱导较弱，进一步减弱了AA相关促炎作用。

根据单因素和多因素回归分析显示，具有单种或多种动脉粥样硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)危险因素的患者，血清EPA/AA变化与血清低密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯、非高密度脂蛋白胆固醇水平的变化独立且显著相关，进一步研究发现补充EPA，比DHA更能降低动脉粥样硬化的风险[6]。

研究发现，在三组实验小鼠中，喂养添加EPA的高脂食物组、没有添加EPA的ApoE-/-组与单纯给予高脂食物组相比，主动脉组织中C反应蛋白水平显著降低，并且血管细胞黏附分子表达降低。单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1)或COX-2表达减少，进一步减少其引起的相关动脉脂质沉积[7]。研究证据表明DHA降低高甘油三酯血症患者的超敏C反应蛋白(high sensitivity C-reactive protein,hs-CRP)、IL-6水平，并降低自然杀伤细胞的活性[8]。

1.2 ω-3 PUFAs抗血栓形成

当内皮细胞损伤暴露出皮下的胶原时，血小板黏附于局部胶原，并释放α颗粒和致密颗粒，同时在凝血酶、腺苷二磷酸、血栓素A2(thromboxaneA2,TXA2)共同正反馈的作用下使血小板持续黏附，形成血栓。ω-3 PUFAs促进TXA3生成，从而达到抑制血小板聚集，减少内皮损伤后血栓生成的作用。EPA和DHA能插入血小板的磷脂膜结构，抑制血小板在血管损伤部位形成凝血级联复合物，进一步减少凝血酶原和凝血酶结合形成血栓。

1.3 ω-3 PUFAs降低甘油三酯、调节血脂并改善胰岛素抵抗

血液中较高浓度的甘油三酯(triglycerides,TG)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)是导致心血管疾病发生发展的重要危险因素。ω-3 PUFAs作用于肝细胞，降低促进胆固醇合成限速酶羟甲基戊二酸单酰辅酶A(3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A,HMG-CoA)转录的胆固醇反应元件结合蛋白1c(sterolregulatory element binding protein 1,SREBP-1c)活性，减少脂肪合成。ω-3 PUFAs通过结合PPAR-α，增强脂肪酸β氧化，增强脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)活性，降低血液中的TG，增加极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)清除率，并促进高密度脂蛋白胆固醇的产生。促进PPARγ调节脂肪酸储存和葡萄糖代谢，改善胰岛素抵抗。ω-3 PUFAs也可作用于在肠道内表达的PPARβ/δ，维持细胞增殖与炎症之间的稳态[9]。DHA调节包括碳水化合物反应元件结合蛋白(carbohydrate response element binding protein,ChREBP)和叉头状转录因子O1(forkhead box transcription factor O1,FOX-O1)在内的肝脏转录因子进一步减少载脂蛋白C3(apolipoprotein C3,ApoC3)的合成，增强VLDL的水解，导致脂质转化为更多的低密度胆固醇和低密度胆固醇颗粒。从而改变LDL的体积分布，改善动脉粥样硬化。近来研究发现EPA和DHA对ApoC3合成的影响不同，与DHA相比，EPA可降低低密度胆固醇颗粒体积，调节胆固醇合成及脂质在脂蛋白之间的转移[10]。

1.4 ω-3 PUFAs改善血管内皮功能与促进血管舒张

高血压是心血管疾病的危险因素，老年高血压患者由于自身血管硬化程度加重，调节能力变差，临床普遍表现为收缩压升高，脉压差进一步加大，血压波动幅度较大。摄入鱼油可降低收缩压及舒张压，而且补充鱼油后的降压效应在老年高血压患者群体中表现得更明显。一项为期8周的研究显示，慢性肾脏病患者每天补充4 g ω-3PUFAs可显著降低血压[11]。ω-3 PUFAs能升高体内具有抗凝作用的PGI3水平，降低MCP-1，抑制具有强抗凝作用的TXA2生成，减轻炎症反应，促进血管舒张。

ω-3多不饱和脂肪酸能降低脉搏波速度与动脉僵硬度，改善大动脉顺应性及弹性。DHA能降低组织非特异性碱性磷酸酶(tissue non-specific alkaline phosphatase,TNAP)活性，促进p38丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,p38MAPK)磷酸化，同时激活PPARγ[12]，阻止β-catenin诱导的VSMCs向成骨样细胞的转分化过程，改善血管硬化。研究发现，在冠状动脉钙化评分(CAC)>300的亚临床动脉粥样硬化的日本男性中，DHA和CAC评分之间存在显著的负相关[13]。

研究发现，高脂血症患者(伴或不伴2型糖尿病)每天口服EPA 1 800 mg，6个月后，伴发2型糖尿病的患者脂联素水平显著高于对照组[14]。而治疗之前，糖尿病患者脂联素水平低于非糖尿病患者，而内皮细胞衍生微粒(endothelial cell-derived microparticles,EDMP)和血管生成素-2(angiopoietin-2,Ang-2)水平高于非糖尿病患者。由此推测出EPA促进脂联素生成，抑制单核细胞与内皮细胞的黏附，减少氧化LDL的摄取，减轻血管损伤，预防高Ang-2水平糖尿病患者出现血管并发症，减少未来的心血管事件发生率。

1.5 ω-3 PUFAs改善心肌功能

在心肌灌注不足的器质性心脏病如扩张型心肌病和缺血性心肌病患者中，自主神经调节受损是导致致命心律失常事件和心源性猝死发生的危险因素。ω-3 PUFAs直接或间接改变心脏离子通道的功能降低致命性心律失常发生，进一步干预心肌细胞代谢状态及心脏能量代谢过程。ω-3 PUFAs降低细胞内游离Ca2+浓度，抑制肌浆网(sarcoplasmic reticulum,SR)Ca2+传导刺激引起的异丙肾上腺素释放，调节L型钙通道电流水平延长相对不应期，防止因心肌缺血损伤出现钙超载。补充ω-3 PUFAs可以改善缺血性和非缺血性心肌病患者的心率变异性(自主神经张力指数)，有助于抑制心衰期间(心肌触发活动和异常自律性)心律失常的发生。体外和动物模型提示，ω-3 PUFAs稳定部分去极化的缺血心肌细胞，能降低心律不齐和室性心律失常发生率[9]。GISSI-HF试验发现ω-3 PUFAs主要通过抗心律失常作用来降低CVD风险[15]。

2 ω-3 PUFAs的临床应用

心力衰竭(heart failure，HF)是冠心病发生发展的终末期，当心脏泵血能力减弱时，静脉回心血持续淤积在心脏，静脉系统充血过多，而动脉系统血液灌注不足，最终引起循环障碍。目前的一些相关临床研究提示补充ω-3 PUFAs对HF症状有着改善作用。文献报道，巨噬细胞来源的EPA代谢物18-HEPE可以抑制炎症反应中巨噬细胞浸润和心肌纤维化，减缓压力负荷下的心脏重构。并且DHA衍生物RvD1能限制炎症反应过程中5-LOX的核易位进一步促进亲分解脂质介体LXA4(lipoxin A4)的合成，从而减轻心肌梗死后遗留的慢性炎症反应，延缓心室功能障碍后心力衰竭发生[16]。GISSI-HF试验研究表明，6 875名缺血性及非缺血性心衰患者每天补充1g ω-3 PUFAs,随访3.9年后发现，总死亡率降低9%(HR:0.91;95%CI,0.833-0.998;P=0.041)，心血管病因导致的住院风险率降低8%(HR:0.92;99%CI,0.849-0.999;P=0.009)[15]。

补充EPA有助于降低心血管不良事件发生率，较高的血清EPA/AA比值与较低的心血管疾病和冠状动脉事件发生风险相关。MESA研究[17]中发现在13年随访后log%EPA(log EPA abundance,EPA丰度的对数值)与较低的心衰风险有关(HR：0.73；95%CI，0.60-0.91)，提示补充EPA可改善心衰的积极作用，而进一步发现改变log%DHA比log%EPA更能让心衰患者获益，降低心衰风险。同样在日本EPA脂质干预研究中发现，EPA/AA比值大于0.75的患者心脏风险显著降低[18]。

3 ω-3 PUFAs与心血管疾病远期预后

ω-3 PUFAs通过稳定细胞膜发挥抗心律失常功能，对缺血诱发的心室颤动有保护作用。在红细胞膜、血浆或脂肪组织中较高的ω-3 PUFAs水平与较低的冠心病发病率密切相关[19]。

多不饱和脂肪酸治疗时间的长短对患者的预后也有重要影响。在心脏复律前4周给予ω-3 PUFAs后心房颤动复发率显著降低(OR 0.39，95%CI，0.25-0.61；P<0.0001)[20]，但ω-3 PUFAs对心脏复律后心房颤动的预防效应没有明显区别(OR 0.63；95%CI，0.35-1.13；P=0.12)，治疗效果的差异性可能与ω-3 PUFAs与细胞膜结合并发挥其作用过程所需要的时间有关。

通过为期6个月对心脏代谢标志物的检测，Talari等[21]发现每2周补充维生素D 50 000 IU及每天补充2×1 000 mg ω-3 PUFAs对2型糖尿病合并冠心病患者也有益处。该项举措能降低低密度脂蛋白胆固醇水平(P<0.05),升高高密度脂蛋白胆固醇水平(P<0.05),降低空腹血糖,改善胰岛素抵抗,增加胰岛素敏感性。补充维生素D和ω-3 PUFAs后，实验组的高敏C反应蛋白水平和安慰剂组相比有所减低(P<0.01),并且能降低颈动脉内膜中层厚度。

以一级预防为主的The Vitamin D and Omega-3 Trial(VITAL)研究发现，随访观察EPA和DHA联合剂量组5.3年后，发现次要终点事件发生率如心肌梗死风险降低了28%[22]，致命心脏病发作风险降低了50%[23]，因冠心病死亡风险降低了17%。当海鲜摄入量小于群体摄入量中位数值(每周1.5餐)的患者补充ω-3 PUFAs后，主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACE)风险显著降低19%，心梗风险降低40%[22]。在美国非裔群体中，摄入O3AEE(含有840 mg EPA及DHA)制剂人群的心脏病发作率显著降低77%，冠状动脉重建率降低49%，冠心病发病率降低53%[24]。同样，在英国的ASCEND随机对照试验中，随访7年后，服用与VITAL试验中相同类型及剂量的O3AEE组，比服用1克橄榄油胶囊安慰剂组，CVD死亡率显著降低了19%[24]。

4 小 结

综上所述，ω-3多不饱和脂肪酸EPA/DHA及其主要活性代谢产物在抑制炎症反应、抗血栓形成、降低血脂、降低致命性心律失常发生、调节自主神经系统功能方面发挥重要的保护作用。根据目前REDUCE-IT(Reduction of cardiovascular events with icosapent ethyl-intervention trial，另称为Vascepa心血管结局试验)的最新研究成果，心血管疾病或糖尿病合并高甘油三酯血症的患者群体给予他汀药物治疗并每天补充4 g EPA能够改善疾病症状。由于ω-3多不饱和脂肪酸主要存在于深海鱼油中，所以，在使用双抗药物调节血脂水平及抗血小板聚集对症治疗心血管疾病之外，采用每周膳食添加EPA和DHA的一级预防措施可减少心血管事件的发生率。