浅谈动脉粥样硬化相关生物标志物研究进展

杨娟，许佼 综述，翟科峰 审校

(1.宿州市第一人民医院，安徽 宿州 234000；2.宿州市医疗保障局，安徽 宿州 234000；3.宿州学院，安徽 宿州 234000)

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是在多种危险因素作用下大、中动脉血管壁发生脂质积聚、纤维基质形成、细胞迁移增生，形成黄色粥样病变[1]。AS主要累及大中型动脉，可导致心肌缺血、心肌梗死、脑卒中及外周血管疾病等心脑血管系统疾病，是心血管系统的常见病及多发病。近年来，AS的诊断和治疗成为医学领域研究的热点之一。本文主要对AS相关生物标志物研究现状及应用进展进行探讨。

1 AS相关炎性标志物

1.1 超敏C－反应蛋白 超敏C反应蛋白 (hs-CRP)是血浆中C反应蛋白的一种，它是一种非特异性标志物，通常出现在全身性炎症反应急性期，其由肝脏合成。血清hs-CRP水平与急性脑梗死(ACI)及AS的发生、发展严重程度以及预后有着密切的关系。在健康的成人体内，hs-CRP水平通常低于3mg/L，但超敏感检测技术应用于临床实验室,可以准确的检测出低浓度C反应蛋白。美国国家疾病预防控制中心和医院协会推荐，在临床诊疗中把hs-CRP当作首选的炎症标志物。2013年美国心脏病学会和美国心脏协会发布了新的降低心血管风险临床实践指南，该指南也把hs-CRP列为筛检指标，hs-CRP检测指标大于2mg/L的患者在治疗中可考虑使用他汀类药物[2]。侯金泓[3]等人的论文指出，炎症反应可能贯穿动脉硬化始终，hs-CRP是检测炎症反应的最可靠指标之一；颈股脉搏波波速作为动脉硬化的黄金测量指标，已证实与hs-CRP的水平相关，hs-CRP的含量高低对判断冠心病病情严重程度及预后有重要的临床价值。hs-CRP检测方法有酶联免疫吸附法和胶乳增强的免疫比浊法等，不同的检测方法之间结果比较发现有一定差异，因此其检测的标准化工作目前已经得到了高度的重视。

1.2 补体C1q补体C1q是补体C1的重要组成部分，在血液中可与脂联素（adiponectin，APN）结合。当血清中出现C1q抗体时，C1q抗体与C1q分子的CLR结合，导致免疫复合物清除障碍，凋亡的细胞清除缓慢，刺激机体免疫系统产生更多的抗体，从而出现疾病活动。因此通过测定补体C1q量可观察补体系统经典途径激活的状态,并判断疾病的进程。Kishida K等人[4]通过研究发现，C1q与AS的风险因素呈正相关,血清C1q和C1q-APN/Total-A PN在对照组显著低于急性冠状动脉综合征患者组。目前C1q检测常用ELISA法和免疫透射比浊法。

1.3 细胞间黏附分子-1细胞间黏附分子-1(ICAM-1)是一种细胞表面的跨膜糖蛋白，可介导信号传递和细胞间黏附，与炎症过程密切相关。章若涵[5]研究发现，GRACE评分有密切关系的指标有：细胞间黏附分子1、血清高迁移率族蛋白1、非ST段抬高型急性冠状动脉综合征（NSTEACS）患者高敏C反应蛋白等，血清高迁移率族蛋白1、细胞间黏附分子1、高敏C反应蛋白在分析NSTEACS患者严重程度中有一定的作用。丁同斌[6]研究发现，ICAM-1的增多是AS起始及进展的基础，能增加细胞与细胞、细胞基质之间的黏附作用，这可能是导致机体血管局部区域发生炎性反应,诱发斑块形成的关键步骤。

1.4 基质金属蛋白酶 基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMPS）是一个大家族，因其需要Ca2+、Zn2+等金属离子作为辅助因子而得名。MMPS是一类分解细胞外基质组分的蛋白酶，其在平滑肌细胞及炎性细胞中表达,它能对血管重塑过程进行有效的调节，涵盖氧化应激、损伤、血流动力学变化和炎性反应，在AS的发病机制中是关键的影响因素。研究发现[7],AS斑块中聚集的大量巨噬细胞和血管内皮细胞释放产生多种MMPS，细胞外基质能够被裂解,弱化纤维帽,从而使构造稳固不被破坏，顶端片段趋于断裂脱落。一些MMPS水平的上升被视为AS和心血管疾病风险的潜在生物学标志物,正被越来越多的应用于评估心脑血管疾病的危险几率。

1.5 脂蛋白相关磷脂酶A2脂蛋白相关磷脂酶A2（Lp-PLA2）是由骨髓的各种炎性细胞生成的酶，是一种脂质相关的炎性生物学标志物。梁茜等人[8]的文章指出,近年来Lp-PLA2被认为是独立于传统心血管危险因素的一种新型炎性因子,与冠状动脉粥样硬化的发生发展密切相关，还与冠心病、缺血性脑卒中、血管性/非血管性死亡相关。而且，Lp-PLA2是血管特异性炎症因子，不易受BMI、血压、感染、糖尿病、风湿类疾病等全身因素的影响，与传统的炎症标志物相比,显示出与心血管疾病更密切的关系，可能具有更重要的应用价值。

1.6 其他炎性生物标志物 白细胞介素-2interleukin,IL-2是一种多功能的促炎细胞因子，为自分泌递质参与了AS的形成，可能参与了动脉粥样硬化的形成过程，是一个对AS诊断有重要意义的生物学标记物[9]。同型半胱氨酸（homocysteine,Hcy）是炎症刺激物,在心脑血管疾病及外周血管硬化等疾病发病机制中起重要作用，是AS相关心血管疾病的独立危险指标。血浆Hcy检测方法包括HPLC法、TDX法、ELISA法、质谱法和循环酶法等，目前应用较多方法主要有HPLC法以及循环酶法，其中循环酶法检测Hcy已在临床最为方便、实用[10]。此外，IL-6L、8、单核趋化蛋白 1(MCP-1)、可溶性 CD 40L 配体（CD40L）、血管黏附分子 1（VCAM-1）、血小板生长因子（PIGF）、髓过氧化物酶（MPO）等炎性标志物与AS紧密相关。

2 动脉粥样硬化（AS）相关脂质标志物

2.1 总胆固醇 血脂异常是AS人群的重要发病机制及危险因素之一。近年来，血脂异常人群在我国逐年上升,而且有年轻化趋势。通过大量流行病学及临床研究证实,血脂异常患者胆固醇水平的升高，是冠状动脉粥样硬化疾病最重要的致病原因，血清总胆固醇水平与心脑血管疾病尤其是AS性疾病的发生及发展有着最为密切的联系[11]。总胆固醇（total cholestrol,TC）作为各种心血管评估系统中一个可信度较高的预测指标,其检测目前已有比较完整的标准化系统，量值有国际通用的标准。TC的检测方法有酶法、酚法等，两种方法的检测结果灵敏、准确，现已经成为临床实验室的常规检测方法。周彬[12]等人一项针对标本存放的温度、时间对血脂测试结果影响研究表明,在室温及冷藏条件下保存的分离标本，2至4h内血脂检测结果稳定，冷冻及长时间保存对检测结果影响较大。

2.2 低密度脂蛋白 低密度脂蛋白（LDL）是一种运载胆固醇进入外周组织细胞的脂蛋白颗粒,人们对脂蛋白进行深入研究发现LDL与AS密切相关。动脉血管壁中LDL的修饰，特别是氧化修饰，是A S斑块发展早期细胞摄取LDL的必需条件。氧化修饰的LDL比未修饰的 LDL在动脉粥样硬化前期具有更强的作用;目前,氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)被认为在整个AS的发生和发展过程中发挥着重要作用[13]。

2.2.1 低密度脂蛋白胆固醇 目前研究已经证实，低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）在冠状动脉粥样硬化性心脏病发生发展中起重要作用，LDL-C的升高与动脉粥样硬化性心血管疾病(ASCVD)发病率及死亡风险增加密切相关。2013年,国际动脉粥样硬化学会(IAS)和美国心脏病学会(ACC)/美国心脏协会(AHA)及美国脂质学会 (NL A)相继推出了血脂异常与降低心血管风险的治疗指南或建议,再度肯定了低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)在ASCVD发生与发展中的核心作用[14-16]。有研究指出，近期有着高脂饮食史的人群及糖尿病、肥胖、妊娠的患者更适合使用均相测定法检测，而对于患有肝、肾功能紊乱或家族性高脂血症的患者，在使用均相法检测时，由于机体自身因素的影响，可能得不到准确的结果。非空腹或空腹检测LDL-C，在心血管事件风险预测中效果基本一样，因为非空腹时检测，能够提升临床工作效能，同时提升患者依从性，所以空腹不是检测LDL-C的必需条件[17]。

2.2.2 LDL 颗粒数（LDL particle number,LDL-P）目前，人们习惯以LDL的浓度（LDL-CONC）来代表体内LDL的量，其实机体的每个LDL颗粒所含胆固醇量并不相同。在糖尿病或代谢综合征患者中，LDL颗粒变小,虽然从LDL-CONC量来说，血脂代谢显示“正常”，可LDL-P量却较高，从而低估了患者罹患心血管事件的风险。一项研究显示，大约1/4女性LDL-C和LDL-P数值有差异，所以其罹患心血管事件的风险也存在着显著的差异。现在，人们主要用核磁共振技术检测LDL-P，众所周知，核磁共振操作复杂，价格很高，所以该技术很难广泛应用于临床。因此，只有发明操作简便、价格低廉的检测技术,以及提高临床对LDL-P价值的认可,才能解决这一问题。

2.2.3 载脂蛋白B(apo B)apo B是低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白的主要载脂蛋白成分，它能刺激动脉平滑肌细胞增殖，并可以进入内膜下层,还对调节周围组织中的胆固醇代谢起重要作用，其被认为最具有致AS的作用。近年来研究发现[18]，血清apo B/apo A1比值升高可能是AS发生发展的重要因素。目前，检验科常用免疫法检测apo B。

2.3 高密度脂蛋白（HDL）

2.3.1 高密度脂蛋白胆固醇(,HDL-C)主要在肠道和肝脏合成,是颗粒大小、密度大小、电荷含量、组成及功能不均一的一组脂蛋白，具有高度异质性。HDL-C是AS发生、发展的独立危险因素,HDL-C水平降低近年来有着极高的发生率[19]。血清HDLC水平与AS患者临床诊断有重要意义,其机制主要包括促进胆固醇的逆向转运、改善血管内皮功能、抑制凋亡、防止血栓形成、抗氧化及炎性反应等[20]。但近年来研究发现，血浆HDL-C浓度是众多生化代谢的共同作用结果,不应将其视为胆固醇逆向转运的衡量指标[21]。遗传学研究也发现与HDLC代谢有关的基因与冠状动脉疾病的关系并不明确。现在,国内实验室常规使用均相法进行检测,且样本采集时不需要空腹,几乎所有的试剂均符合美国CLIA′88的总误差规定[22]。但是部分患者血脂异常或患有心血管疾病,加之他们血液当中有一些不正常的脂蛋白存在,导致实际情况与测定结果不一致;由于每类分析仪的校准程序不相同,较小的误差就可能导致评估心血管疾病风险时出现严重错误。

2.3.2 载脂蛋白A-I（apoA-I）是组成HDL的主要载脂蛋白,约占 HDL蛋白组成的70%,通过抗炎症、抗氧化以及促进TC外流等途径从而起到抑制AS作用。血浆淀粉样蛋白A（SAA）属于急性时相蛋白的一种,炎症反应时,HDL中的apoA-I可被SAA取代,从而导致HDL抗AS的作用大幅减弱甚至失去。因此，有研究以HDL组分中SAA（HDLSAA）/HDL 组分中 apoA-I（HDL-apoA-I）比值为评判标准，对冠心病的诊断更有意义[23]。虽然apoA-I预测心血管疾病风险有一定的局限,但apoA-I检测方法早以实现了标准化，并且用血清apo B/apo A-I比值预防心血管疾病的发生更有临床意义。有研究表明载脂蛋白M（apoM）和转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）与患者冠脉病变程度具有一定的关系，冠心病患者血清PCSK9升高、apoM水平降低[24]。

2.4 非高密度脂蛋白胆固醇 非高密度脂蛋白胆固醇(non-high-density lipoprotein cholesterol，non-HDL-C)是反映致动脉粥样硬化胆固醇总量的一项指标,美国国家胆固醇教育计划中的成人治疗专家方案第3号报告中首次提出这一概念,并且将其作为降脂治疗的第二目标。血清non-HDL-C是除HDL-C以外所有的脂蛋白胆固醇的总和,其水平是首要的血脂管理指标，已被广泛证实在AS性心脏病风险预测价值优于传统的血脂指标,但是目前non-HDL-C与脑血管病方面的研究相对少，研究方向分散，研究结果不一致，故non-HDL-C与脑血管病的关系需要更深入的探讨和完善。徐嘉[25]等人通过对826例患者血脂水平及冠状动脉造影结果进行比较后证实,血清apoB/apoA-I比值联合no n-HDL-C对AS的预测价值优于其他单项指标。

2.5 其他脂质标志物 近年来的研究显示[26]，三酰甘油（TG）水平升高与心血管疾病患病风险增加相关,且其检测在空腹与非空腹状态下均可进行;但测定总TG不能将富含TG脂蛋白中致病性和非致病性的组分分开，所以TG对于准确评估ASCVD的风险存在一定误差。与传统的胆固醇指标相比，富含TG的脂蛋白（TGRLP）预测儿童心血管疾病发生的危险因素更有价值。此外，脂质代谢相关标志物如CETP、多肽-N-乙酰氨基半乳糖转移酶（GALNT2）、载脂蛋白 E（ApoE）的检测；ATP 结合盒 A1（ABCA1）甲基化水平或脂蛋白酯酶（LPL）甲基化水平的检测；以脂蛋白为载体的微小核糖核酸（miRNA）表达水平的检测逐渐在临床应用，上述标志物的检测对潜在高危人群的早期筛查和后期的个体化治疗提供了帮助[27,28]。

3 AS相关出凝血标志物

常规的与AS发生发展密切相关的凝血系统标志物有纤溶酶、组织型纤溶酶原激活物、血小板、尿激酶纤溶酶激活物、凝血因子、纤维蛋白(原)及其降解产物等。凝血因子Ⅲ及Ⅶ作为可能诱发AS的重要危险因素，应该得到足够重视。同时,检测血浆组织纤溶酶原激活物（t-PA）数值升高预示着血栓栓塞性疾病即将发生。卢思稼文章指出[29]，血浆纤溶酶原激活物抑制剂（PAI-1）是机体血浆纤溶平衡系统的主要抑制物,明显地参与动脉血栓的病理过程，属于AS发生风险重要的一项独立评估因素。并且老年女性AS患者血清PAI-1的含量明显高于男性。纤维蛋白原(FIB)是血栓形成标志物，高浓度的FIB与CRP有显著性相关性。胡文辉等人[30]的研究指出，D-二聚体含量的升高可鉴别冠状动脉复杂病变是否存在,也可以在早期就提示存在有不稳定斑块,从而为临床治疗提供指导。此外，凝血酶原片段 1+2（FI+2）、血栓调节蛋白（TM）等凝血相关标志物也将在AS的诊疗中起到积极的作用。

4 AS相关的基因标志物

冠心病的家族聚集性已在大量流行病学和前瞻性队列研究中得到证实。我们通过人类基因组计划的开展,特别是基因测序技术及高通量基因芯片快速应用,推动了心血管疾病的基因组学研究迅速发展。当前全基因组关联研究（GWAS）是确认AS基因位点的最佳途径,它成功捕捉到许多先前未知的冠心病等AS心血管病的致病或易感基因，这些致病或易感基因的确定，将为早期预警/分层、疾病的分子分型及个体化干预策略制定提供基础。微小RNA(miRNA)是一系列内源性非编码RNA-7J，有研究表明[31]，miRNA广泛参与了动脉粥样硬化的发生发展过程,如受损血管的平滑肌细胞中miR-221和miR-222表达明显上调,并可促进平滑肌细胞的增殖，miR-126在血管内皮细胞中表达增高,具有调节内皮细胞功能和白细胞聚集的作用。张诗琴[32]等人研究证明，miRNA-143/145表达水平与冠心病严重程度显著相关,是冠心病潜在生物标志物；随着冠状动脉病变程度加重，血浆miRNA-143/145表达水平随之下降。AS基因标志物还包括易感基因、DNA及其甲基化水平、长链非编码RNA（lncRNA）等[33]。近年来，非编码RNA在心血管系统中的关键作用得到广泛认识,它是一种具有多种功能而不翻译蛋白质的RNA,其在血管损伤、重塑、老化中的调控机制广受研究者的关注，从而为AS的诊断、治疗及心血管疾病的风险预测等提供新的方向[34]。

5 结语

AS是心血管系统疾病中的常见病及多发病，是时还是很多类型心血管疾病和脑血管疾病共同的病理学基础。在AS发生发展过程中有三个重要步骤，一是血管内皮细胞损伤及炎症激活，二是平滑肌细胞增殖及迁移,三是单核巨噬细胞活化释放炎症介质。虽然目前还没有一个敏感度与特异度均达100%的诊断性试验指标,但是如能正确评价、合理应用现有的试验诊断项目,同样能为临床提供非常有价值的信息。随着社会的进步和科技的发展，以及AS疫苗研制成功并上市[35]，将发现一系列新的标志物,从而进一步推动心血管疾病诊疗水平的提高，更好的维护人类健康。