第一讲 血脂基础

第一讲血脂基础

中南大学湘雅二医院心内科赵水平

各类脂蛋白的临床意义

一、CM正常人空腹12小时后, 血浆中CM已完全被清, 但I型和V型高脂蛋白血症病人, 空腹血浆中出现高浓度CM。由于CM颗粒大, 不能进入动脉壁内, 一般不致动脉粥样硬化, 但易诱发胰腺炎。近年来的研究表明, 餐后高脂血症(主要是CM浓度升高)亦是冠心病的危险因素。CM的代谢残骸即CM残粒可被巨噬细胞表面受体所识别而摄取, 因而可能与动脉粥样硬化有关。

二、VLDL与动脉硬化的关系一直没有定论。以往认为正常的VLDL不具致动脉粥样硬化的作用, 因为它们携带相对少量的胆固醇, 另外VLDL颗粒相对大, 不易透过动脉内膜。目前多数学者认为, 血浆VLDL水平升高是冠心的危险因子。其理论依据是: (1).当血浆VLDL浓度升高时, 其结构也发生变化, 颗粒变小, 胆固醇的含量相对增加, 因而具有致动脉粥样硬化作用。例如, β-VLDL是唯一的不必经化学修饰就可在体外试验中引起细胞内胆固醇聚积的脂蛋白。(2). VLDL 浓度升高, 可影响其他种类脂蛋白的浓度和结构。例如, 高VLDL血症常伴有小颗粒LDL增加, 而小颗粒LDL易被氧化, 氧化后的LDL(Ox-LDL)具有很强的致动脉粥样硬化作用。(3). VLDL浓度升高伴有血浆HDL水平降低, 因而使体内抗动脉粥样硬化的因素减弱。(4). VLDL增高常与其他的冠心病危险因素相伴随, 如胰岛素抵抗、肥胖、糖尿病等。

三、IDL一直被认为具有致动脉粥样硬化作用。但是, 由于IDL的分离技术相对复杂, 有关血浆IDL水平与冠心病的大系列临床研究报道不多。有研究表明, 血浆IDL浓度升高常易伴发周围动脉粥样硬化。

四、LDL是所有血浆脂蛋白中首要的致动脉粥样硬化性脂蛋白。已经证明粥样硬化斑块中的胆固醇来自血液循环中的LDL。LDL的致动脉粥样硬化作用与其本身的一些特点有关, 即LDL

相对较小, 能很快穿过动脉内膜层。近来的研究发现, 经过氧化或其他化学修饰后的LDL, 具有更强的致动脉粥样硬化作用。由于小颗粒LDL易被氧化, 所以较大颗粒LDL 更具有致动脉硬样粥化作用。

五、HDL被认为是一种抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白,是冠心病的保护因子。流行病学调查表明, 人群中HDL-胆固醇水平< 0.907 mmol/L(<35mg/dl)者, 冠心病发病的危险性为HDL-C>1.68mmol/L者的8倍。HDL-C水平每增加0.026 mmol/L(1 mg/dl), 患冠心病的危险性则下降2%-3%。HDL的抗动脉粥样硬化作用可能是由于它能将周围组织包括动脉壁内的胆固醇转运到肝脏进行代谢有关。最近有人发现,HDL还具有抗LDL氧化的作用, 并能促进损伤内皮细胞的修复, 还能稳定前列环素的活性。曾认为在临床上测定HDL2亚组分浓度对预测冠心病的较大, 其敏感性约比总HDL-C高1.5倍。但新近的研究表明, 测定HDL3亚组分浓度对预测冠心病具有同样的价值, 并可能大于HDL2亚组分的测定。

血脂主要是指血液中的胆固醇和甘油三酯。由于胆固醇和甘油三酯都不溶于水，在血液中不是以游离的形式存在，而是与特殊的蛋白质即载脂蛋白结合形成脂蛋白，这样血脂才能被运输至组织进行代谢。所以，要了解血脂的基础知识，就必须清楚血浆脂蛋白代谢的基本过程。

一、脂类的结构与功能

（一）胆固醇

胆固醇最早由动物胆石中分离出来，是具有羟基的固醇类化合物。所有固醇（包括胆固醇）均具有环戊多氢菲的共同结构。在人体内，胆固醇主要以游离胆固醇及胆固醇酯形式存在。胆固醇具有下列生理功能：（1）细胞膜结构成分；（2）合成类固醇激素；（3）合成胆汁酸。

（二）甘油三酯

甘油三酯（TG）是甘油分子中的三个羟基被脂肪酸酯化而形成的，国际命名委员会建议使用名称为三酯酰甘油（triacylglycerol），但由于人们已习惯简洁通俗的名称，故仍保留沿用甘油三酯。甘油三酯具有下列生理功能: (1)供能和储能；(2)作为结构脂质的基本构件；(3)参与机体物质和能量代谢。

二、脂蛋白结构及其代谢

应用超速离心方法,可将血浆脂蛋白分为: 乳糜微粒(CM)、极低密度脂蛋白(VLDL)、中间密度脂蛋白(IDL)、低密度脂蛋白(LDL)和高密度脂蛋白(HDL)，在临床上以LDL和HDL最为重要。各类脂蛋白的主要成份、来源和功能列于表1。

表1. 脂蛋白的特性及功能

(一)乳糜微粒

乳糜微粒（CM）是血浆中颗粒最大的脂蛋白，含甘油三酯近90%, 因而其密度也最低。正常人空腹12小时后采血时, 血浆中无CM。餐后以及某些病理状态下血浆中含有大量的CM 时, 因其颗粒大能使光发生散射, 血浆外观混浊。将含有CM的血浆放在4℃静置过夜,CM 会自动漂浮到血浆表面, 形成一层"奶酪", 这是检查有无CM存在最简单而又实用的方法。

CM是在十二指肠和空肠的粘膜细胞内合成。CM残粒是由肝脏中的LDL受体相关蛋白或Apo E受体（亦称之残粒受体）和LDL受体分解代谢。Apo E介导CM残粒经由肝细胞残粒受体摄取，CM在血液循环中很快被清除, 半寿期小于1小时。由于Apo B48始终存在于CM中, 所以Apo B48可视为CM及其残粒的标致,以便与肝脏来源的VLDL(含Apo B100)相区别。

（二）极低密度脂蛋白

极低密度脂蛋白（VLDL）中甘油三酯含量仍然很丰富, 约占55%，胆固醇含量为20%，磷脂含量为15%，蛋白质含量约为10%。由于CM和VLDL中都是以甘油三酯为主，所以这两类脂蛋白统称为富含甘油三酯的脂蛋白（TRL）。在没有CM存在的血浆中, 其甘油三酯的水平主要反映VLDL的多少。由于VLDL分子比CM小, 空腹12小时的血浆是清亮透明的, 当空腹血浆甘油三酯水平>3.3mmol/L(300mg/dL)时,血浆才呈乳状光泽直至混浊。（三）低密度脂蛋白

低密度脂蛋白（LDL）是由VLDL转化而来，LDL中胆固醇的含量(包括胆固醇酯和游离胆固醇)占一半以上。所以, LDL被称为富含胆固醇的脂蛋白。血浆中胆固醇约70%是在LDL 内, 单纯性高胆固醇血症时,血浆胆固醇浓度的升高与血浆中LDL水平是一致的。由于LDL 颗粒小, 即使血浆中LDL的浓度很高, 血浆也不会混浊。LDL中载脂蛋白几乎全部为Apo B100(占95%以上)。

大多数LDL是由肝脏内和肝外的LDL受体进行代谢, 占体内LDL代谢的70%-75%, 其余的LDL 则经由非特异性、非受体依赖性的途径进行代谢。

（五）高密度脂蛋白

高密度脂蛋白（HDL）颗粒最小, 其结构特点是脂质和蛋白质部分几乎各占一半。HDL可经下列方法进一步分成各亚组分，包括超速离心法、非变性聚丙烯胺梯度凝胶电泳法，免疫亲和层析法等。目前临床上采用较多的是利用超速离心法将HDL颗粒按其密度大小进一步分为HDL2和HDL3两种亚类, 血浆中HDL2和HDL3各占1/3和2/3。

HDL将胆固醇从周围组织（包括动脉粥样斑块）转运到肝脏进行再循环或以胆酸的形式排泄，这一过程称作胆固醇逆转运。这一过程至少包括三个步骤：（1）细胞内游离胆固醇外流进入HDL；（2）HDL中游离胆固醇的酯化；（3）HDL中胆固醇清除。任何一个步骤发生障碍都可能导致胆固醇逆运中断，HDL生理功能都有会受损。

此外，还有一类脂蛋白称为脂蛋白(a)[Lp(a)]，是1963年由Berg(北欧的一位遗传学家)利用免疫方法发现的一类特殊的脂蛋白。Lp(a)与LDL在结构上的主要区别是多含有有一独特的Apo (a), 后者在其他任何脂蛋白中都不存在。由于Apo (a)的存在，使得Lp(a)具有独特性。已证实Apo (a)的cDNA序列与纤维蛋白溶解酶原的高度同源性（约80%同源）。目前有关Lp(a)的合成埸所和代谢途径尚不清楚。

三、载脂蛋白及其功能

载脂蛋白(Apo)是一类能与血浆脂质(主要是指胆固醇、甘油三酯和磷脂)结合的蛋白质,为构成血浆脂蛋白的主要成份。在体内载脂蛋白具有许多重要的生理功能, 如作为配基与脂蛋白受体结合、激活多种脂蛋白代谢酶等。现已认识到载脂蛋白不仅对血浆脂蛋白的代谢起着决定性的作用, 而且对动脉粥样硬化的发生和发展亦有很大的影响。

（一）载脂蛋白AI

Apo AI主要分布于血浆HDL中, Apo AI的主要理功能：(1)HDL的结构蛋白；（2）作为一种辅助因子, 参与激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCA T), 使游离胆固醇酯化；（3）参与胆固醇的逆转运过程。

（二）载脂蛋白AII

Apo AII是人HDL颗粒中第二种主要的载脂蛋白, Apo AII的生理功能尚不十分清楚, 除了作

为HDL的结构成份外, 可能还具有抑制LCAT活性的作用。亦有人认为, Apo AII是肝脂酶的激活因子。

三、载脂蛋白B

Apo B是一类在分子量、免疫性和代谢上具有多态性的蛋白质, Apo B100主要分布于血浆VLDL、IDL和LDL中, Apo B具有如下功能:(1)参与VLDL的合成、装配和分泌;(2)与肝素及不同的糖蛋白结合, 可能参与LDL与动脉粥样斑块结合。(3)是VLDL、IDL和LDL的结构蛋白, 参与脂质转运。(4)是介导LDL与相应受体结合必不可少的配体。

四、载脂蛋白CII

Apo CII是CM、VLDL和HDL的结构蛋白之一, Apo CII具有下列生理功能:(1)是脂蛋白脂酶(LPL)不可缺少的激活剂, Apo CII缺乏时, LPL活性极低, 甘油三酯水解障碍, 血浆甘油三酯水平明显升高. (2)具有抑制肝脏对CM和VLDL摄取的作用。

五、载脂蛋白E

载脂蛋白E(Apo E)是一个含有299 个氨基酸结合有磷脂的糖蛋白。Apo E可以在各种组织中合成, 但以肝脏为主。Apo E的浓度与血浆甘油三酯含量呈正相关。Apo E的生理功能:(1)组成脂蛋白, 是CM、VLDL、IDL和部分HDL的结构蛋白; (2)作为配体与LDL受体和Apo E受体结合; (3)具有某种免疫调节作用; (4)参与神经细胞的修复。

第二讲血脂临床检测及其意义

中南大学湘雅二医院心内科赵水平

临床上检测血脂的项目有许多，各医院可能有些不同，但有些项目是基本的，如总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）。也有些项目只有少数医院进行检测，如载脂蛋白（Apo）B、Apo AI、脂蛋白(a)[Lp(a)]等。现将大医院已开展的血脂临床检测项目均作简介。

一、总胆固醇（TC）

TC是指血液中所有脂蛋白所含胆固醇之总和。人群TC水平主要取决于遗传因素和生活方式。各地区调查所得参考值高低不一，以致各地区有各自的高胆固醇血症划分标准。当前国内、外心血管疾病学者都提倡根据冠心病发病危险性高低的TC水平作为划分界限。1997年中华心血管病学会提出中国人的血脂异常防治建议和美国胆固醇教育计划成人治疗组第三次指南（ATP III）所制定的TC标准与国人稍有不同（表2）

表1 中国血脂防治建议中TC水平划分标准

划分标准mmol/L mg/dL

合适水平临界高值高脂血症＜5.2

5.2-5.7

>5.7

＜200

200-220

>220

表2 美国ATP III中TC水平划分标准

划分标准mmol/L mg/dL

合适水平临界高值高脂血症＜5.2

5.2-

6.2

>6.2

＜200

200-240

>240

血胆固醇浓度升高的主要危害是易引起动脉粥样硬化和冠心病。目前认为降低血清胆固醇水平是冠心病防治最有效地措施之一。低胆固醇血症主要见于慢性消耗性疾病。

二、血清甘油三酯（TG）

所测定的TG代表血清中所有脂蛋白的甘油三酯。TG水平的个体内（不同时间所测定的值）与个体间差异都比TC大。中国血脂异常防治建议中对空腹TC水平划分界限为：正常TG＜1.7mmol/L(<150mg/dL)。在美国胆固醇教育计划成人治疗组第三次指南（ATP III）中，规定正常TG＜1.7mmol/L (<150mg/dL)；临界高值TG 1.7－2.3mmol/L (150－200mg/dL)；增高TG＞2.3mmol/L (＞200mg/dL)；重度升高TG＞5.7mmol/L (<500mg/dL)。

人群调查资料表明，冠心病患者TG水平高于一般人群。但是，冠心病患者TC和LDL-C也较一般人群高。目前认为单纯性高甘油三酯血症不是冠心病的独立危险因素，只有伴以高胆固醇血症或低HDL-C等情况时TG升高才是冠心病的危险因素。当TG重度升高时，常可伴发急性胰腺炎。

三、血清高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）

我国成年男性HDL-C多在1.16－1.42mmol/L(45－55mg／dL) ,女性较高，多在1.29-1.55mmol/L

(50-60mg/dL)。HDL-C水平随年龄的变动较小。中国血脂异常防治建议中认定HDL-C＜0.9mmol/L

(<35mg/dL)为异常；美国胆固醇教育计划成人治疗组第二次指南（ATP II）中也是同样的标准，但是，在新发表的APT III中则将低HDL-C标准定为＜1.0mmo/L(40mg/dL)。

HDL亚类的参考值文献中不很一致。HDL-C中HDL2-C大致占40％，HDL3-C占60％左右。女性HDL2-C 高于男性；HDL3-C的男女差异较小。

大量的流行病资料表明，血清HDL-C水平与冠心病发病成负相关。HDL-C低下是冠心病的重要危险因素；而HDL-C增高（＞1.55mmo/L, 即60mg/dL）被认为是冠心病的"负"危险因素。

四、血清低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）

血清LDL-C测定可采用公式计算也可采用沉淀法直接测定。Friedwald原公式按旧单位（mg/dL）计算，假设血清VLDL-C为血清TG量的1／5（以重量计），则：LDL-C (mg/dL) =TC-(HDL-C+TG/5)；按法定计量单位计，则应为LDL-C(mmol/L)=TC-(HDL-C+TG/2.2)。

应用Friedwald公式计算LDL-C由于方法非常简便，在一般情况下还是比较准确，故较为实用，目前绝大多数临床检验室多采用此方法。由于TC中的主要部分是LDL-C，故LDL-C与TC的变化是基本一致的。在ATP III中将血清LDL-C进行更为详细的分类（表3）。

表3 ATP III中有关LDL-C水平的分类

LDL-C (mg/dL) (mmol/L)

＜100 <2.6 最适的

100-129 2.6-3.4 接近或高于最适的

130-159 3.4-4.1 临界升高

160-189 4.1-5.0 升高

≧190 ≧5.0 非常高

LDL增高是动脉粥样硬化发生发展的主要脂类危险因素。过去只测定TC，以此间接估计LDL-C水平，但TC水平也受HDL-C水平的影响，故最好采用LDL-C取代TC作为对动脉粥样硬化性疾病如冠心病危险性评估。

五、载脂蛋白AI

血脂正常者Apo AI水平多在1.2－1.6g／L范围内，女性略高于男性。HDL组成中蛋白质（载脂蛋白）约

占50％，蛋白质中Apo AI约占65％－75％，而其他脂蛋白中Apo AI极少，所以血清Apo AI可以代表HDL 水平，与HDL-C呈明显正相关，其临床意义也大体相似。但是，HDL是一系列颗粒大小与组成不均一的脂蛋白，病理状态下HDL亚类与组成往往会发生变化，故Apo AI的升降不一定与HDL-C变化完全成比例。有研究报道认为, Apo AI测定较HDL-C检测对预测冠心病的危险性可能更有价值。

六、载脂蛋白B

血脂正常人群中血清Apo B多在0.8－1.1g／L范围内。正常情况下，每一个LDL、IDL、VLDL和Lp（a）颗粒中均含有一分子Apo B100，因LDL颗粒占绝大多数，大约有条有90％的Apo B100分布在LDL中，故血清Apo B主要代表LDL水平，它与血清LDL-C水平呈明显正相关，Apo B水平高低的临床意义也与LDL-C相似。在少数情况下,可出现高?ApoB100血症而LDL-C浓度正常的情况，提示血浆存在较多小而致密的LDL。也就是说, 对于LDL-C正常者测定Apo B100, 也有一定的临床意义。

虽然, 有关这两类载脂蛋白测定方法已国际标准化, 但其可靠性和准确性都不十分令人满意。同时, 测定结果的临床价值尚需更大规模的研究证实。所以, 现阶段并不推荐在临床上常规测定Apo AI和Apo B100。

七、脂蛋白（a）

现多采用ELISA法测定脂蛋白a[Lp(a)]。正常人群中Lp(a)水平呈明显偏态分布，虽然个别人可高达1000mg ／L以上，但80％的正常人在200mg／L以下，文献中的平均数多在120－180mg／L，中位数则低于此值。通常以300mg／L为重要分界，高于此水平者患冠心病的危险性明显增高。

Lp(a)水平主要决定于遗传因素，家族性高Lp(a)与冠心病发病倾向相关。男、女之间与不同年龄间无明显差异。环境、饮食与药物对Lp(a)水平影响也不明显。在严重肝病时Lp(a)可下降，而急性时相反应如急性心肌梗死、外科手术、急性炎症等可使Lp(a)水平明显上升。大量的流行病学调查资料表明，高Lp(a)水平是冠心病的危险因素之一。

八、临床血脂测定注意事项

（一）测定方法要准确、可靠。严格质控标准是要求胆固醇测定的变异系数控制在3％以内，甘油三酯测定的变异系数控制在5％以内。

（二）病人应空腹。要求病人在空腹状态下进行血脂检测，以避免进食对血脂浓度造成的影响。一般认为，总胆固醇、LDL-C和HDL-C受饮食影响较小，随访时可以在非空腹状态下进行检测。而进食对甘油三酯的影响较大，所以要求在禁食12～14小时后进行检测（可饮用水和不含热量饮料包括茶和咖啡）。

（三）最好采用血清进行血脂测定。一般认为，血浆脂质水平大约较血清脂质低4％。而且，采用血清时无须进行抗凝。

（四）采血时病人宜保持标准体位。进行血脂测定时，病人应保持舒适坐姿5 10min，这是一种标准化的姿势。因为姿势改变可以影响血浆容量，从而使胆固醇水平发生变化。如果患者在采血前平躺过10 15min则其血脂水平会偏低。在直立位时采血的甘油三酯和总胆固醇浓度较平躺位采血所获结果高9％10％。（五）采血技术也要规范。采血时不要让血液阻滞的时间过长，插入针头前使用止血带尽可能轻，采血前应放开止血带。

（六）为了确定每位受检者的基础血脂水平，先应按前述要求进行血脂测定，然后在1 3个月内在同一检验科（或实验室）重复进行血脂测定。如果两次测定的血脂值非常接近，取其平均值即为病人的基础血脂水平。若两次所测定的血脂值相差较大，尚需进行第三次血脂测定，三次测定的血脂平均值为病人的基础血脂水平。

（七）血脂值不仅受测试方法不稳定的影响，而且还受生物学及其他因素的影响。人体血胆固醇水平每日正常波动范围约为3％或略高些，并受季节的影响，如春季血胆固醇轻度上升，而秋季时则轻度下降。空腹状态下，个体血甘油三酯水平每日波动较大，平均为17％，少数可大于30％，并且这种波动与饮食无关。（八）已知某些疾病会对血脂浓度产生暂时性的影响，包括急性心肌梗死、中风急性期和感染或炎症性疾病，此外，大型的外科手术和妊娠也对血脂水平有些影响。

一般认为，急性心肌梗死在胸痛发生24小时内测定的血脂浓度可代表患者的基础值情况。LDL-C浓度通常在急性心肌梗死发病后12 24小时开始下降，1周内降低幅度最大，尔后逐渐回升，约需12周才回到基

线水平。所以，对于急性心肌梗死患者或因急性胸痛怀疑为急性心肌梗死而入院的患者，均应在最初24小时内进行空腹血脂测定。

载脂蛋白E

载脂蛋白E(Apo E)主要存在于CM、VLDL、IDL和部分HDL中, 正常人血浆Apo E浓度为0.03～0.05g/L。Apo E的浓度与血浆甘油三酯含量呈正相关。

一、结构

Apo E是一个含有299 个氨基酸结合有磷脂的糖蛋白, 其分子量为34kD。Apo E可以在各种组织中合成, 但以肝脏为主。首先合成的是含有317个氨基酸的前肽, 这个前肽在内质网中经过蛋白水解作用除去18个氨基酸的信号肽, 再经过糖基化作用和细胞外液的脱唾液酸作用形成成熟的Apo E。Apo E分泌入血后即转移到脂蛋白中, 并同它们一起代谢。

Apo E的一级结构是一条单多肽链, 其全部的氨基酸组成顺序已经被Apo E mRNA的cDNA分析所证实。其氨基酸组成上含有10%～12%的精氨酸(按其氨基酸克分子计算),故曾称为富含精氨酸载脂蛋白。有关Apo E的二级结构已基本弄清(图1-2-1), 对其三级结构也有部分了解(图

1-2-2)。Apo E是一个多态性蛋白, 有三个常见的异构体 , 即E2、E3和E4。各种Apo E异构体的主要区别是氨基酸一级结构的不同, 这涉及到半胱氨酸(Cys)和精氨酸(Arg)的交换: E3含一个Cys(第112位); E4不含Cys, 但比E3多一个Arg(第112位); E2含2个Cys, 但比E3少一个Arg(第158位)。Apo E 的二级结构(图1-2-2)中含有较多的α-螺旋, 这种结构在去垢剂或脂类环境中仅有极微小的改变 , 是比较稳定的。同其他载脂蛋白(如AI、AII、CII)相比较, Apo E有易变的、松散的、折迭三级结构。

图1-2-1. 载脂蛋白E的二级结构

图1-2-2. 载脂蛋白E氨基末端主要部分的三级结构

Apo E羧基未端的稳定区可能是主要的脂蛋白脂类结合区, 此区没有与LDL受体结合的活性。而Apo E氨基未端区具有很强的与LDL受体结合的能力。通过酶和化学切开的Apo E分子碎片基因研究表明, Apo E的受体结合区域存在于N端126-191氨基酸残基端区域之间。LaLazar 等研究表明, Apo E的N端140-160氨基酸残基附近区域, 对于受体的结合是非常得要的。特别是这一部位的硷性氨基酸如精氨酸(Arg)和赖氨酸(Lys)是Apo E结合受体所必需的。这一区域中仅一个氨基酸的取代就可影响受体的结合活性。用一些中性氨基酸分别取代136、140、150等位置上的碱性氨基酸, 可出现不同的受体结合活性, 约为正常的9%～25%(Apo E3为100%) 。如果使 Apo E139位的色氨酸(Ser)变为Arg、149位的亮氨酸(Leu)变为甘氨酸(Ala), 却表现出结合活性的轻微增加。这一活性的改变与人类自然变异体的变化是很相似的。这已被有受体结合缺陷的变异体研究所证实。将分离出的E2、E3、E4分别与磷脂重组, 并检查其与人成纤维细胞的LDL受体的结合能力, 结果发现Apo E3和E4的磷脂复合物易与LDL受体结合, 两者结合力相同。而E2的磷脂复合物与受体的结合力降低 , 表现出受体结合缺陷。这说明发生在112位上的半胱氨酸(Cys)被Arg取代对E4 的受体结合活性无明显影响, 而158位的Arg被Cys取代则使E2的受体结合活性大为降低。上述结果表明158位的带正电荷的精氨酸可能为Apo E与受体结合所必需的。用巯基乙胺(cysteamine)处理Apo E, E2增加两个正电荷, 结果使受体结合活性增加, 也说明158位的重要性。通过对LDL受体的研究也证明了这一点, 在LDL受体结构区I含有

成簇的带负电荷的氨基酸, 是Apo E带正电荷的氨基酸残基的特异结合部位。此外, 用抗结合部位的Apo E单克隆抗体研究也表明Apo E140-160 氨基酸残基为受体结合的残基。这一区域的结构包括: α-螺旋(131-150)、β转角(151-154)和β-折迭(155-162)。

Apo E除具有与LDL受体结合的能力外, 还可以与Apo E受体结合。Apo E受体只能与Apo E 结合, 它只存在于肝脏。Apo E受体对LDL受体抗体有交叉免疫性 , 但Apo E受体抗体不与LDL 受体反应。这说明Apo E受体中有特殊的抗原决定簇, 这种抗原决定簇在LDL受体中并不存在。

人Apo E基因已被分离出来, 基因定位于19号染色体上。Apo E基因由3597个核苷酸组成, 含有4个外显子和3个内含子。四个外显子的长度分别为44、66、193 和860bp; 三个内含子的长度分别为760、1092和582bp。相对应的Apo E mRNA由 1169个核苷酸组成。

二、生理功能

(一)、组成脂蛋白, 是CM、VLDL、IDL和部分HDL的结构蛋白;

(二)、作为配体与LDL受体和Apo E受体结合;

(三)、具有某种免疫调节作用, 这是因为在淋巴细胞表面有Apo E免疫调节受体,而含Apo E 的脂蛋白能与淋巴细胞免疫调节受体结合, 可使淋巴细胞对促进细胞分裂的刺激发生对抗, 这

可能是脂蛋白和受体的结合抑制了淋巴细胞活化所需要的早期转化过程, 如对钙的摄取、磷脂酰肌醇循环和环核苷酸代谢等。这些观察提示Apo E在免疫反应中可能有一定的调节作用。

(四)、参与神经细胞的修复。

三、多态性

人类Apo E有三种主要的异构体(E2、E3、E4), 他们之间的差别仅在于112 位和158位上

的单个氨基酸不同, 即半胱氨酸(Cys)和精氨酸(Arg)相互取代(E2为112 位和158位上均是Cys, E3为112位上是Arg158位上是Cys, 而E4则为112位和158位上均是Arg)。这种单个氨基酸

不同造成的异构体就是由于Apo E基因的多态性所决定的。已知的常见Apo E异构体是由三个等位基因编码, 人群中有六种表型, 即三种纯合子如E2/E2、E3/E3和E4/E4以及三种杂合子如

E4/E3、E4/E2和E3/E2。在不同的人群中三个不同的Apo E等位基因(Ε2、Ε3、Ε4)分布频率存在不同, 因而决定了不同人群中Apo E表型的频率差异(表1-2-2)。

表1-2-2. 不同正常人群中Apo E表型分布和Apo E等位基因频率

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表型等位基因

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国家 N 2/2 2/3 3/3 3/4 4/4 4/2 Ε2 Ε3 Ε4

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北京 95 0 9.47 78.96 9.47 1.05 1.05 0.053 0.883 0.064

湖南* 103 0.95 8.70 77.60 10.8 0.95 0 0.063 0.874 0.063

日本 110 0 4.45 79.09 15.45 0.91 0 0.023 0.891 0.086

日本 92 1.09 5.43 75.00 15.22 3.26 0 0.038 0.853 0.109

日本 100 0 12.00 71.00 15.00 1.00 1.00 0.065 0.845 0.090

新西兰 426 1.41 19.95 51.41 25.12 0.94 1.17 0.120 0.720 0.160

美国 1209 0.58 11.83 63.28 18.78 3.14 1.93 0.075 0.786 0.135

西德 1000 0.80 11.00 62.70 20.20 2.30 3.00 0.078 0.783 0.139

英国 400 0.50 12.75 58.25 24.75 1.00 2.75 0.083 0.770 0.147

加拿大 102 1.96 9.80 61.77 20.59 3.92 1.96 0.078 0.770 0.152

荷兰 247 0.81 16.20 57.49 19.43 4.05 2.02 0.099 0.753 0.148

法国 223 0.89 20.63 55.16 17.49 2.24 3.59 0.130 0.742 0.128

芬兰 615 0.33 6.67 53.98 31.87 6.34 0.81 0.041 0.732 0.227

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*基因型

在血脂正常的人群中, 各Apo E 表型者的血浆胆固醇水平高低依次是 E4/E4> E4/E3 >

E4/E2 > E3/E3 > E3/E2 > E2/E2。这种Apo E 表型影响个体间血浆胆固醇水平的作用并不受环境和其他遗传背景的干扰。有人发现Apo E2和Apo E4携带者的血浆胆固醇浓度平均较Apo E3携带者相差13-30mg/dl。Apo E2的"降胆固醇"作用是Apo E4的"升胆固醇"作用的2-3倍。目前尚未发现任何其他的等位基因能如此显著地影响正常人群的血浆胆固醇水平。

人群中甘油三酯水平与Apo E表型间亦有较明确有关系, 即E2/E2 、 E3/E2 、E4/E3和E4/E2者的血浆甘油三酯水平明显高于E3/E3者。同时还发现E4/E4者 HDL-C浓度明显低于E3/E3者。

Apo E的多态性也可影响各类高脂蛋白血症患者的血脂和脂蛋白水平, 最典型的范例是 Apo E2/E2 表型与家族性异常β脂蛋白血症 ( familial dysbetalipoproteinemia, FD)相伴随。绝大多数FD患者为Apo E2/E2表型, 故后者被认为是FD发病的必备条件。有研究表明, Apo E2/E2表型者, 无论其血浆总胆固醇浓度的高低如何,都伴有VLDL结构异常(富含胆固醇酯)、血浆IDL 浓度升高和 LDL浓度降低。

体内代谢研究结果表明, Apo E2和E4的代谢不同于Apo E3。将用同位素标记的Apo E2和Apo E3注射入Apo E3/E3的个体内, 发现Apo E2与VLDL、IDL和HDL 结合较少, 而是较多地存在于HDL中或游离在血浆中, 并且 E2 自身的分解代谢缓慢。而Apo E4的体内代谢情况则恰恰相反。Apo E 各表型在体内的代谢不同与临床上测定各表型者血浆Apo E浓度有一致的关系:

E2/E2者血浆Apo E浓度最高, E3/E3者居中,而E4/E4者最低。

关于Apo E表型调节体内血浆脂蛋白代谢的机理, 目前认为是由于Apo E2 与脂蛋白受体结合的能力低下, 引起CM和VLDL残粒分解代谢延缓, 造成这些残粒在体内蓄积; 同时也因IDL

向LDL转化减少, 造成血浆中IDL浓度增加和LDL浓度低下。这些改变使CM和VLDL残粒进入肝细胞内代谢减少, 肝细胞内游离胆固醇含量减少, 反馈调节性地引起肝细胞表面上的LDL受体上调(数目增加), 因而加速LDL在体内的分解代谢, 使血浆LDL浓度进一步低下。如果没有其他可引起血脂升高的遗传和/或环境因素并存, Apo E2的尽效应则是使血浆甘油三酯水平升高, 而使血浆胆固醇水平降低。与此相反, Apo E4与受体的结合能力则相对较强, 因而使CM和VLDL 残粒代谢增速,使IDL向LDL的转化也增多。其结果是引起血浆中CM残粒、VLDL和 IDL水平下降,而LDL水平升高。由于正常情况下, 体内CM和VLDL残粒水平很低, 故Apo E4 对这些脂蛋白残粒的影响难以被察觉。所以, Apo E4的尽效应是造成血浆胆固醇水平升高,而对血浆甘油三酯水平的影响则不大。

此外, Apo E表型还可能通过其他途径来影响体内血脂水平。有人发现, Apo E4携带者, 小肠吸收胆固醇增加。所以, Apo E4携带者采用饮食疗法治疗高脂血症获益最明显。另有实验发现, Apo E2携带者体内脂肪酸合成明显高于Apo E3者, 并认为这种体内脂肪酸合成增加是Apo E2者易伴发高甘油三酯血症的主要原因。

各种Apo E表型者罹患冠心病的危险性可能不相同。芬兰人心肌梗塞的患病率居世界首位, 其Apo E4频率(0.227)分布较高, 而Apo E2频率(0.041)分布较低; 亚州人冠心病患病率低, 而Apo E4等位基因频率(0.064)也较低。这些结果似乎支持各地区冠心病患病率不同与Apo E表型分布不同有关。

有关Apo E表型与冠心病关系的研究结果很不一致, 可能是由于被研究者常同时存在高胆固醇血症、高血压病、糖尿病和吸烟等冠心病的主要危险因素。若能在无危险因素存在的中青年心肌梗塞存活者中进行Apo E等位基因频率分析, 则可望获得较为有说服力的结果。

调查12866例存在冠心病高危因素的中年男性, 发现冠心病组Apo E3/E3频率分布为0.462, 较对照组(0.67)显著为低, 提示Apo E3/E3表型者不易患冠心病。而冠心病组Apo E4/E3分布为0.333, 较对照组(0.206)显著为高, 提示Apo E4/E3表型者有易患冠心病的倾向。经对比线性回归单因素分析, 提示Apo E3/E2 、 E4/E3 和E4/E4 表型者患冠心病的危险性增加。国内的研究结果亦支持冠心病患者中 Apo E4/E4的频率分布较高。

观察100例缺血性脑卒中的男性病人, 发现其Apo E4 等位基因的频率明显高于对照组, 故认为Apo E等位基因携带者很可能具有缺血性脑血管疾病的遗传易感性。然而, 另一组研究则提示Apo E2等位基因可能是缺血性脑卒中的危险因素。

此外, 还有几组研究报道在老年性痴呆患者中Apo E4/E4表型者频率异常高 , 提示Apo E 的多态性也可能与神经系统疾病之间存在一定的关系。

四、突变

Apo E基因突变可引起许多Apo E的异构体, 目前已报道的有近20种, 其中多数可伴随有高脂蛋白血症(见表1-2-3)。

表1-2-3. 载脂蛋白E异构体

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表型氨基酸改变相对电荷受体亲和力高脂蛋白血症

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E7 244 Glu→Lys +4

245 Glu→Lys

E5 Japan 3 Glu→Lys +2 188 II

E5 Canada 13 Glu→Lys +2

E5 84 Pro→Arg +2 100 II

112 Cys→Arg

E4 112 Cys→Arg +1 100

E3 99 Ala→Thr 0

152 Ala→Pro

E3 112 Cys→Arg 0 IV

251 Arg→Cys

E3-Leiden 121-127重复 0 25 III

E2 112 Cys→Arg 0 <4 III

142 Arg→Cys

E2 158 Arg→Cys -1 <2 III

E2 145 Arg→Cys -1 45 III

E2 145 Lys→Gln -1 40 III

E2 236 Val→Glu -1

E2Chrischurch 136 Arg→Ser -1 40 III

E2Dunedin 228 Arg→Cys -1 100 IV Ⅴ

E1Hrrisburg 146 Lys→Gln -2 III

E1 127 Gly→Asp -2 III

158 Arg→Cys

E1 Bethesda ? -2 III

E缺乏内含子拼接缺陷 III

第一节载脂蛋白AI

载脂蛋白AI(Apo AI)主要分布于血浆CM、HDL2和HDL3中, 约占这三类脂蛋白中的蛋白含量的33%、65%和62%。正常情况下血浆中Apo AI浓度为1.00-1.50g/L。

一、结构

成熟的人Apo AI分子量为28.3kD, 其分子为单一的多肽链。经聚焦双向电泳发现Apo AI 有6种分子量大致相等而等电点各异的异构体。分别命名为Apo AI1至Apo AI6, 其等电点依次为6.50、5.85、5.74、5.64、5.52及5.40。Apo AI主要由小肠和肝脏合成。小肠合成的Apo AI 随CM进入血流, 在经LPL水解过程中, Apo AI 被迅速转入肝脏中。肝细胞合成的Apo AI随新生的碟形HDL进入血流后, 被血浆蛋白酶切去N端6个氨基酸。HDL中的Apo AI不断地与血浆中游离的 Apo AI 或其他脂蛋白中的Apo AI或其他载脂蛋白进行交换。这种交换与 HDL 的代谢及功能密切相关。人类Apo AI的生物半衰期为5.8天, 平均分解速率为0.113天。

人类Apo AI基因位于第11号染色体长臂末端区域内(11q～13q ter)。人Apo AI基因由3 个内含子和 4 个外显子组成。基因长 1863bp, 含 3 个插入序列(intervening sequence, IVS)。IVS-1长197bp, 位于5'端非翻译区Met的密码子上游20与21碱基之间; IVS-2长186bp, 位于编码Apo AI前肽内的第10个氨基酸残基密码子处; IVS-3长588bp, 插入在编码成熟Apo AI 第40氨基酸残基的密码处, 3个IVS的5'端均为GT, 3'端为AG。Apo AI基因外显子分别编码Apo AI不同功能域, 如外显子2编码包括大部分Apo AI前肽( prepeptide) ; 外显子 3 编码Apo AI肽原(propeptide)和NH2端序列; 外显子4编码包括羧基端200个氨基酸残基。Apo AI 基因转录启动部位上游有富含AT的7个bp序列, 该序列可能是TATA box启动子。

分析Apo AI cDNA的序列提示, Apo AI mRNA长893bp, 包括5'端非翻译区35bp、编码Apo AI 267个氨基酸残基的801bp、终止密码子TGA及3'端非翻译区带Poly (A+)尾的54个bp。Apo AI mRNA的初级翻译产物包括24个氨基酸的前肽原和243个氨基酸的成熟Apo AI。Apo AI 第19～230个氨酸基残基由6个含22个氨基酸的重复序列构成, 其中5个重复序列的起始为脯氨酸。研究证实Apo AI这段氨基酸序列均为66个 bp的重复序列编码, 提示Apo AI基因这段DNA序列由基因内复制产生的。

二、生理功能:

(一)、是CM、HDL的结构蛋白

(二)、作为一种辅助因子,参与激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶(LCAT), 使游离胆固醇酯化。

(三)、参与胆固醇的逆转运过程。

Apo AI的基因缺陷可引起Tangier病, 该病的特点是血浆中Apo AI 缺乏或明显减少, 常伴有严重的低HDL血症。

三、多态性

有关Apo AI多态性的研究报道较多, 迄今已发现有5种多态性。

(一)、第一个多态性是在Apo AI基因上游5kb处, 是由于缺少一个300bp的Alu序列形成的, 这个等位基因(Alu缺失)在德国人群中的频率是0.05, 在北美的白人中是0.20。在德国人群的研究中发现, 患有动脉粥样硬化的人与对照人群比较, Alu 缺失等位基因的频率有所增加。另有研究观察到, 这个等位基因使血浆HDL-C水平降低。

(二)、Sidoli等对家族性高密度脂蛋白(HDL)低下血症的三代12名成员进行Apo AI基因异常的检测, 其中6人血浆HDL-C和Apo AI水平显著低于正常人, 另6 人的血浆HDL-C和Apo AI水平在正常范围内。从受检者外周血白细胞中抽提DNA后用限制性内切酶Pst-I消化, 然后与32P 标记的Apo AI 基因探针杂交。结果显示该家族成员的Apo AI基因存在三种表型: 3.2Kb/3.2Kb 片段纯合子; 2.2Kb/2.2Kb片段纯合子; 3.2Kb/2.2Kb片段杂合子。6名低HDL血症患者均出现3.2片段, 其中5人为杂合子, 1人为纯合子。在另6名血浆HDL水平正常者中, 2人为

3.2Kb/2.2Kb片段杂合子, 4 人为2.2KB/2.2Kb片段的纯合子。而在20名彼此无亲缘关系的对照组中 , 除 1人为3.2Kb/2.2Kb片段的杂合子外, 余19人均为2.2Kb/2.2Kb片段的纯合子。说明Apo AI基因2.2Kb片段为野生型, 3.2Kb片段为突变型。家族性低α- 脂蛋白血症患者与突变有关。Ordovas等亦发现, 12名家族性低α-脂蛋白血症患者中, 8人Apo AI 基因呈现出Pst-I 3.2Kb片段, 其中6人为杂合子, 2人为纯合子。这些资料表明, Apo AI基因Pst-I+/Sac-I-位点RFLP是家族性低α-脂蛋白血症者的连锁标记。家族性低α-脂蛋白血症患者Apo AI基因RFLP产生的机制还不清楚, 很可能是Apo AI 基因点突变或小片段DNA缺失所致。然而, 这一多态性导致这类患者血浆HDL 低下的机理, 目前还不明了。

研究还发现, Apo AI基因RFLP与非家族性动脉粥样硬化亦有关系。Ordovas 等报道, 88例60岁以下冠心病患者Apo AI基因Pst-I 3.2Kb片段出现的频率为32%, 而120例对照者仅为4.1%。

(三)、Buracznska等发现, 冠心病患者发生心肌梗塞与Apo AI基因E·coRI位点多态性相关联。84例正常人的DNA经限制性内切酶E·coRI消化后与32P标记的Apo AI基因针杂交, 出现6.5Kb 片段的频率为0.047, 而40例心肌梗塞幸存者为0.40, 其中3例为6.5Kb片段纯合子。40例心绞痛患者为0.13。提示Apo AI基因RFLP不仅是动脉粥样硬化的标记, 而且与动脉粥样硬化的严重程度有关。

1983年, Karathanasis等在检查2名患严重冠心病的女青年血浆脂蛋白时发现,患者血浆HDL

水平极度低下, Apo AI、Apo CIII严重缺乏, 并有视力模糊、皮肤、腱黄色瘤等动脉粥样硬化症状。为探讨该2名患者发病的本质, 检查了Apo AI 基因是否异常。从正常人、病人及病人一级亲属的外周血白细胞中抽提出DNA, 并用限制性内切酶E·coRI消化后与32P标记的pA1-113探针杂交。此探针包括编码Apo AI蛋白第94-243氨基酸残基的DNA序列, 因而可检查出Apo AI 基因是否异常。结果发现, Apo AI基因的E·coRI限制性片段存在3种类型: 正常人均为13.0Kb 片段的纯合子; 病人一级亲属中其HDL、Apo AI、Apo CIII呈中等水平的均为13.0Kb/6.5Kb 片段杂合子。说明13.0Kb为野生型, 而6.5Kb为突变型, 这两名患者过早发生动脉粥样硬化与Apo AI基因突变产生E·coRI 6.5Kb片段纯合子有关。有研究观察到, 这类病人的Apo AI基因突变是Apo AI基因与Apo CIII基因发生重组所致。推测两个载脂蛋白基因重组后, 不仅抑制了Apo AI基因的表达, 而且还可能抑制了Apo CIII基因的表达。但这一重组如何影响基因的表达, 以及与过早发生动脉粥硬化的关系,有待进一步研究。

(四)、用XmnI限制性内切酶消化Apo AI基因组DNA, 以Apo AI为探针, 电泳后出8.3kb和6.6kb 两条带(即大片段等位基因和小片段等位基因), 这是由于在Apo AI 基因上游2.5kb处存在XmnI 位点所致。在种族之间发现小片段等位基因的频率有所改变, 白种人为0.11, 黑人为0.34, 而北美印第安人则是0.48。有研究发现在心肌梗塞患者中小片段等位基因频率为0.15, 而正常对照者0.24。并发现小片段等位基因的存在可增加血浆Apo AI平均水平。此外还有资料提示, Apo AI基因XmnI位点多态性与高甘油三酯血症有关。

(五)、用MsPl内切酶消化Apo AI基因组DNA, 以Apo AI基因3'端为探针, 可出现1.0和1.7kb 两条带。在不同种族的人群中, 及心肌梗塞、冠心病人群中小片段等位基因的频率都有差异, 然而各家报道的结果不尽一致, 因而目前尚难以得出结论。

此外, 有人观察到Apo AI基因的PvuII、TaqI 限制性内切酶位点亦存在多态性现象, 但这些多态性与脂质运输紊乱是否有关, 还有待进一步研究。

载脂蛋白B

载脂蛋白B(Apo B)是一类在分子量、免疫性和代谢上具有多态性的蛋白质, 依其分子量及所占百分比可分为B100、B48、B74、B26及少量B50。在正常情况下, 以Apo B100和Apo B48较为得重要。Apo B100主要分布于血浆VLDL、IDL和LDL中, 占这三类脂蛋白中蛋白含量的25%、60%、95%。而Apo B48则分布于CM中, 占其蛋白含量的5%。正常情况下Apo B浓度为0.80～1.00g/L。

一、结构

Apo B100是其基因的全序列转录产物。成熟B100含糖4～9%, 分子量约550kD, 是迄今所知最大的哺乳类蛋白分子。其氨基酸顺序于1986年已阐明, 它由4536个氨基酸残基组成的单一多肽链。Apo B100分子内有19个潜在N-连接糖基化位点, 其中16个已证实被糖基化。含25

个Cys, 其中16个以二硫键相连。整个Apo B 100分子内有9 段α两性螺旋, 每段含22个氨基酸, 和多处β-片层。分子内亲水肽段和疏水肽多处交替存在, 前者浮于LDL颗粒表面, 后者则埋入脂质核心, B 100分子呈网状包绕整个LDL分子。每一分子LDL颗粒只含有一分子Apo B100。蛋白质仅能覆盖颗粒表面的1/3至1/2。Apo B100与LDL结合的区域位于C端。由于Apo B100的两性α-螺旋和富含脯氨酸的疏水短肽和可脂酰化的Cys残基形成的特殊结构, 使得Apo

B100能够与单层极性脂牢固结合, 并赋于Apo B100在VLDL和LDL从分泌到清除的整个过程中不与其他脂蛋白颗粒发生交换的特点。

Apo B100具有能与LDL受体和血管内皮糖胺多糖(如肝素)结合的性质。许多研究证明, Apo B100的赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)残基的电荷经化学修饰后, 上述两种结合功能即完全消失, 说明含碱性氨基酸的结构域对LDL 受体或肝素的相互作用是至关重要的。Apo B100有7个结合肝素的碱性氨基酸结构域, 位于3134- 3209 和3356-3489残基之间。这些碱性氨基酸结构还可帮助富含甘油三酯的脂蛋白与毛细血管内皮细胞结合, 便于脂蛋白脂酶发挥作用。同时, Apo B100的肝素结合区还可与主动脉壁的糖胺多糖相互作用, 这可能与含Apo B100脂蛋白具有致动脉粥样硬化作用有着密切的关系。

Apo B100的LDL受体结合区在VLDL颗粒时并不表现出来, 只有当VLDL 的甘油三酯水解后其他的载脂蛋白从颗粒表面移去, Apo B100蛋白质空间构象发生改变后, LDL受体的结合位点才能暴露。此时Apo B100才真正成为LDL受体专一性配基。

用抗Apo B100肽段1980-3780的单克隆抗体, 可完全阻断LDL与受体间的相互作用, 而针对该区两侧翼的抗体则有部分阻断功能。推测Apo B100的受体结合区在正电荷丛集的肽段3147-3157和3359-3367, 此处正电荷经化学修饰后, LDL即丧失与受体结合之功能。已知人和猪的Apo B100的LDL受体结合区有高度保守性。

Apo B100基因位于2号染色体的短臂上(2p23), 基因总长度为43kb, 由29 个外显子和28个内含子构成。Apo B100蛋白质的N端1/3(相当于凝血酶溶角的T4端)由前25个外显子编码, C 末端的2/3蛋白质(相当于T2、T3端)由4个外显子编码。最大的外显子是26号外显子(7572), 其次为29号外显子(1906)。内含子4、14、15、20和21含有重复的Alu顺序, 3'末端的第80到800bp之间有一个由181bp组成的高变区, 这个区域由11到16个重复的A-T 序列组成。Apo B100基因的5'末端和5'翼端(flanking region)有一个含甲基的CPG的卫星状结构。Apo B100基因起始密码子上游-29和-60位处, 有调节单位TATA盒和CAAT盒, -86至-52区间内含两个蛋白结合位点。结合在-86至-61区段的是蛋白因子AF-1, 结合在-69至-52区段的是热稳定C/EBP。两者均参与Apo B100基因的转录调控, 上述两区段内的碱基突变, 可招致转录活性的大幅度下降。Apo B100基因仅在肝、肠细胞中特异表达, 可能与DNA甲基化作用相关。

人类的Apo B100由含14121核苷酸的mRNA编码。这种mRNA包括5'-端128 个核苷酸和3'-端301个核苷酸的非翻译区以及13689个核苷酸的编码区和UAA为终止码。引物链延伸分析证实它是一种单一转录点。研究发现, 肠细胞内一些特异性蛋白因子和胞嘧啶脱氨酶可能参与了编辑反应。 Smith 等提出一个 " 抛锚序 "( mooring sequence)模序列, 位于碱基6649-6661和/或6688-6703处。肠细胞内一编辑活性蛋白能辨认该序列并在此"抛锚", 先生成11s的核酸蛋白质复合物, 该复合物再与胞嘧啶脱氨酶结合形成27s的编辑复合体(editng complex)。在此复合体中, 脱氨酶活性中心正对待编辑的碱基C, 脱去C4位上的氨基后, C即转变为U。

Apo B100前体所含的27个氨基酸疏水信号肽在未组装成脂蛋白颗粒之前已被切除, 故成熟的Apo B100为4536个残基。脉冲示踪和细胞亚组分研究证明, Apo B100的mRNA在正常肝细胞和HepG2细胞的核糖体上10分钟完成翻译过程。合成的 Apo B100开始附着在内质网膜内侧面, 磷脂及中性脂由膜外侧加入, 形成脂蛋白颗粒后随即游离于内质网腔。Apo B100磷酸化作用是该过程所必需的。因此新生脂蛋白转移到高尔基氏器之前Apo B100必需进一步形成适宜的空间构象。脂蛋白颗粒在高尔基氏器停留时间(40分钟)比在内质网(30分钟)长, 认为在高尔基氏器

继续有脂质(特别是胆固醇)的加入。同时, Apo B100甘露糖链也被修饰成复合糖链。许多研究证明合成的Apo B100仅1/3-1/2组装成脂蛋白被分泌, 其余则在细胞内降解。这是Apo B 100合成和分泌的主要调节方式。

关于Apo B48的生物合成机制一直有争议。曾认为Apo B48是由一种独立于Apo B100基因所编码, 或是由Apo B100基因外显子经选择性剪接或是小肠的Apo B 100基因重排而编码Apo B48蛋白质的生物合成。然而现已证实, Apo B48生物合成是由Apo B100同一基因提供的mRNA 所编码的。Apo B48是在小肠合成。对肠源性和肝源性Apo B cDNA序列作对比分析发现, 肝源性Apo B cDNA第6666位上的碱基C, 在肠源性Apo B cDNA中转换为T, 导致第2153个密码子CAA(Gln)转变为TAA(终止密码子), 这致使肠细胞内Apo B mRNA翻译提前终止, 产物仅含Apo B100 N 端的2152个氨基酸, 随后C末端的Ile裂解, Met2152成为新的C末端, 此即 Apo B48分子。肠Apo B cDNA 6666位上的T在染色体Apo B基因中并不存在, 显然肠细胞内存在一特殊的转录后mRNA编辑机制(mRNA editing mechanism), 它对Apo B基因转录产物mRNA 中个别碱基作局部微调,而导致一种新蛋白(B48)的合成。

二、生理功能

(一)、参与VLDL的合成、装配和分泌。

(二)、 Apo B100是肝脏合成和分泌富含甘油三酯的VLDL所必需的载脂蛋白。

(三)、 Apo B100是VLDL、IDL和LDL的结构蛋白, 参与脂质转运。

(四)、 80%的LDL经受体途径清除, Apo B100是介导LDL与相应受体结合必不可少的配体。

(五)、 Apo B48为CM合成和分泌所必需, 参与外源性脂质的消化吸收和运输。

三、多态性

在已知的基因中, Apo B100基因具有最明显的多态性。有人综合多项研究结果指出, Apo B100基因上共有75处核苷酸序列有差异, 其中54 处引起氨基酸变异。Apo B基因的多态性早在1961年就被提出, 其源于从一个多次接受输血的病人血液中查到不同的抗LDL抗体, 这表明人群中存在不同结构的Apo B, 因而影响到 Apo B抗原性。有人于1978年和1979年先后阐明了与共显性基因相联的Apo B Ag位点分别为: AG (c/g)、Ag (t/z)、Ag(h/i)、Ag(x/y)、Ag(al/d)。因为每一抗原都可能有不同组合的表型, 以c/g为例, 可有cc、gg、cg, 那么5 个抗原族有 235个表型,但仅有46个表型被研究清楚, 这反映了抗原的等位基因是联锁不平衡。所谓联锁不平衡指的是一个位点的等位基因与另一个位点的等位基因同在一个染色体比单独一等位基因存在于染色体的频率大。现已清楚这5个抗原多态性都可引起Apo B100一级结构中单个氨基酸被置换。

应用RFLP原理, 现已发现Apo B基因上有十余个多态性酶切点, 其中研究较多的有

5'(TG)n、SP、ApoLI、HincII、PvuII、AluI、XbcI、MspI、EcoRI和3'HVE等。 Apo B基因的RFLP 与血脂水平以及动脉粥样硬化的易患性之间有着较为密切的关系。有研究表明, Apo B的XbaI多态性对血浆胆固醇、LDL-胆固醇和Apo B水平都有影响。有XbaI切点的纯合子个体血浆中总胆固醇、LDL-胆固醇和Apo B水平最高, 杂合子次之, 缺切点纯合子个体则最低。进行脂蛋

白标记动力学研究发现, 这些差别主要是由于LDL的分解代谢速度不同所致。有切点的纯合子体内LDL分解代谢速度最慢, 而无切点的纯合子体内LDL分解代谢速度最快。这些研究结果提示, Apo B XbaI的RFLP可能对脂蛋白与细胞膜受体的亲合力有一定的影响。Hegele 等首先报道Apo B100基因上XbaI的RFLP等位基因频率在心肌梗塞病人组与对照组间存在显著差异, 并认为是

冠心病的一个独立危险因素。后来相继证实XbaI的等位基因型与血浆脂质水平升高及动脉粥样硬化关系密切。XbaI位点上纯合子X2基因型者( 有酶切位点者)其平均血浆胆固醇水平较纯合

子X1基因型(无酶切位点)者升高11- 14%, 平均LDL-C水平升高21%。Demant等测定XbaI的多态性对体内LDL清除的影响,发现纯合子X2基因型者的LDL清除率较纯合子X1基因型者降低22%, 认为可能是由于Apo B100基因编码区的多态性影响Apo B100与LDL受体结合的能力, 使 LDL 清除延缓。Series等进一步测定LDL与成纤维细胞膜上LDL受体的结合力, 其结果证实XbaI位点上的X2等位基因型使LDL与受体的结合力及受体介导的LDL降解率明显降低。国内的研究亦表明, Apo B100的X2等位基因与冠心病相关。

Peacock等对经冠脉造影证实的冠心病患者进行研究时观察到, Apo B 100信号肽插入/缺失基因与冠心病相关。另有人发现Apo B100信号肽插入/缺失基因影响血浆甘油三酯水平, 插入纯合子基因型者甘油三酯水平较缺失纯合子基因型者高。而Renges等的研究发现缺失纯合子型者血浆胆固醇水平明显升高。

Apo B EcoRI的多态性与血脂水平亦有关系, 正常人缺切点的等位基因者血浆VLDL呈较高

水平, 并在冠心病人中比例高。所以, 有人认为Apo B EcoRI 切点缺失等位基因是动脉粥样硬

化的危险因子, 这可能是由于这种基因会引起Apo B 一级结构的改变, 也可能是存在与其他位

点的联锁不平衡。

亦有少数研究却未发现Apo B的多态性与冠心病和高脂血症相关。这些不尽相同的研究结果除与样本大小有关外, 主要是由于研究对象的种族差异。不同的种族有不同的基因表现型和等位基因频率, 如日本人XbaI的X2等位基因频率为0.04, 斯里兰卡人为0.20, 而高加索人则高达0.50。

四、突变

Apo B基因突变可引多种血浆脂蛋白代谢异常。例如, 家族性低β-脂蛋白血症(familial hypobetalipoprotienemia, FHL)是由于单碱基替换引起无意义突变和缺失引起移码突变所致, 两者均使终止密码子提前出现, 从而生成不同长度的短型 Apo B分子。缩短型Apo B对脂蛋白

代谢影响与其缩短的程度有关。B25、B29 突变型中未检出它们的存在, 其可能的原因是肽链太短, 低于装配和分泌脂蛋白所需的长度阈值。B31-B67型突变,由于其合成和分泌障碍使它们的

血浆含量有不同程变的下降。B75-B67型突变型因清除速度加快而使其血浆浓度降低。这些结果揭示, 至少Apo B100C端第3386位以后的肽段, 对Apo B100的受体结合功能实际上起某种抑制作用。

仅携带一个突变基因的家族性低β-脂蛋白血症(FHL)患者, 通常无临床症状,其血浆LDL和Apo B含量下降, 为正常人的1/3-1/4。同时获得两个突变基因的 FHL纯合子罕见, 其临床症

状的严重程度与突变基因产物的可用度有关。含两个零等位基因的纯合子病情最重, 患者血浆中无CM、VLDL和LDL, 胆固醇<1.3mmol/L. 甘油三酯仅数毫克。症状主要与肠道脂肪和脂溶性维

生素吸收不良有关, 常见有脂肪痢和神经发育障碍等。

载脂蛋白（a）

载脂蛋白(a)（Apo(a)）是构成脂蛋白（a）[lipoprotein(a),Lp(a)]的重要蛋白质。Lp(a)是一独立存在的脂蛋白系统，其脂质成分和LDL极为相似，而其蛋白质部分由ApoB100和一富含神经氨酸的糖蛋白即Apo(a)组成，在完整Lp(a)颗粒中二者以双硫键共价相连，其比例因人而异，可为二比一、一比二或一比一。标准的Lp(a)颗粒中含有一分子量约为645kD的Apo(a)分子。

一、结构

Apo(a)是一高度糖化的蛋白质，其糖的含量较高，约为ApoB的6倍。Apo(a)约占Lp(a)蛋白组分的20％左右。1987年CcLean等首先应用分子生物技术检测Apo(a)的一级分子结构，发现其分子量为503kD，含有27个Kingle结构，约4529个氨基酸。

Apo(a)与Pg基因位点的相近导致了二者的结构十分相似。现已证明，Apo(a)分子由三个结构域组成：疏水性信号肽、Kringle Ⅳ(可以15－37重复)和Kringle Ⅴ。

遗传学研究证明，Apo(a)分子的多态性受一组位于第6号染色体上的等位基因（LPf、LPb、LPs1、LPs2、LPs3、LPs4、LPs0）控制。Utermann等按其在SDS－PAGE电泳中与ApoB100移动速度的快慢而划分为6种Apo(a)异构体：F（较ApoB100快）、B（与ApoB100相似）、S1－S4（依次较ApoB100慢）。并提出Apo(a)的多态性和血浆中Lp(a)浓度均由遗传基因控制的学说，认为Apo(a)的结构基因似乎就是控制血浆中Lp(a)浓度的主要因素。

二、生理功能

Apo(a)的生理功能目前尚不十分清楚。已有许多研究均提示血浆中Lp(a)水平升高是冠心病的独立危险因素。

三、多态性

遗传学研究证明，Apo(a)分子的多态性受一组位于第6号染色体上的等位基因（LPf、LPb、LPs1、LPs2、LPs3、LPs4、LPs0）控制、Utermann按其在SDS－PAGE电泳中与ApoB100泳动速度的快慢而划分为6 种Apo(a)多态性：F（较ApoB100快）、B（与ApoB100相似）、S1－S4（依次较ApoB100慢）。并提出Apo(a)的多态性和血浆中Lp(a)浓度均由遗传基因控制的学说，认为Apo(a)的结构基因似乎就是控制血浆中Lp(a)浓度的主要基因。

Apo(a)多态性的检测，各家所采用方法不尽相同，采取的定型标准不一，所得结论也有许多相左之处。但大多数所采用检测方法都是首先应用SDS－PAGE垂直板电泳技术将Apo（a）与其他载脂蛋白分离，然后应用转移免疫印迹分析技术，灵敏而特异地显示出Apo(a)区带的位置，最后根据其分子量大小或是根据与ApoB100电泳速率比较而定型。

描述Apo(a)多态性到目前为止基本可以分为以Utermann倡导的电泳速率比较法和Gaubatz提出的分子量定型法。前者将Apo(a)定义为6种多态，共检出14种临床表型。Gaubatz的方法较灵敏，作者按Apo(a)分子量由小到大的规律将其分为11种多态性，理论上应存在66种表型，实际作者本人仅检出其中的32种。临床上对Apo(a)多态性研究是从80年代开始的，近十年来，

Utermann,Gaubatz等通过分析不同Apo(a)多态性在正常人、冠心病、高脂血症人群中的分析，以及对几个遗传性高胆固醇血症的家系调查，得出以下几个结论：

1.Apo(a)多态性的分子量与其血清Lp(a)浓度呈负相关，即高分子量的Apo(a)表型伴低Lp(a)浓度，低分子量Apo(a)表型伴高Lp(a)浓度见表兄2－4。

2.Apo(a)表型在冠心病与非冠心病患者中的分布存在明显差异，通过对115例遗传性高胆固醇血症的Apo(a)多态性调查证实了这一点，结果见表2－5。

3.个体中Apo(a)表型受遗传基因控制，其遗传遵循孟德尔遗传规则，即个体中出现的Apo(a)表型总存在其双亲中。

4.Apo(a)表型多由一种蛋白构成，最多由两种Apo(a)多态构成同一血清表型，正常人群中较常见的Apo(a)表型为S4、S3、S2、和B1，S1少见，而F罕见。

通过近十年来的研究，虽然人们对Apo(a)的结构和功能有了一定的了解，但对其合成代谢以及多态性的形成机制和确切数目还知道得很少，有待于进一步的研究。

有研究表明，Apo(a)多态性与冠心病相关程度因种族的不同而异。国内有人首次报告北方汉族人群中，Apo(a)多态性表型与冠心病关系。105例冠心病患者和102例健康对照人群中Apo(a)分子量与Lp(a)水平呈负相关，Apo(a)多态性表型B、S1和S2为冠心病的独立危险因素。中国北方健康汉族人群的Apo(a)低分子量表型只占15.7％，介于爱斯基摩人和丹麦人之间（分别为15.7%和26.6%），但在冠心病患者中则高达30.5%，与新加坡人（为中国南方人的后裔）的分子量表型比较, 冠心病组为15.9%,正常对照组为8.5%,均低于中国北方人的发生比例。

已知冠心病发病率北方高于南方。Apo(a)多态性从遗传学上为冠心病发生率北方高于南方的流行病学调查结果提供了有力证据。许多研究表明，载脂蛋白基因的某些突变所致的多态性可增加动脉粥样硬化的易感性，部分成为研究动脉粥样硬化的候选基因。然而，动脉粥样硬化是一多基因遗传性疾病，仅有某一载脂蛋白基因的多态性变化，并不一定会引起明显的血浆脂蛋白水平异常，与冠心病之间的关系也不一定非常明确。最近有人对多种载脂蛋白基因的多态性与冠心病的关系进行较为系统的研究，认为现有已知的载脂蛋白基因多态性与个体冠心病易感性无关。

迄今, 有关Lp(a)的生理功能仍不明确。许多个体的血浆Lp(a)水平为零或很低, 但并没有引起任何缺乏症或疾病。

已知Apo (a)含有一同源于纤维蛋白溶解酶原催化部位的区域, 但由于一个氨基酸的取低(色氨酸被精氨酸取代, Ser→Arg), 致使Apo (a)无蛋白催化活性。有一个研究报道, Lp(a)可结合和分解连结素, 这有待进一步的研究证实。Lp(a)可通过N-相连的糖基化部位与其他大分子物质相结合。一系列的研究已表明, Lp(a)可与葡聚糖胺、蛋白聚糖和6-硫酸软骨素相结合, 这三大分子均为血管内膜基质成分。特别值得一提的是, Lp(a)与葡聚糖胺结合能力4倍于LDL, 与蛋白聚糖的结合力亦3倍于LDL。结合后的复合物通过非受体途径剌激巨噬细胞摄取和酯化胆固醇, 继而后者转化为泡沫细胞。有人观察到, Lp(a)-葡聚糖胺复合物剌激大鼠巨噬细胞内胆固醇酯化的速率是LDL-葡聚糖胺复合物的1.3倍。

Lp(a)在动脉粥样硬化发生的作用尚不十分清楚。早在1948年就已发现动脉粥样硬化斑块中存在有大量的纤维蛋白, 但一直到1990年才发现Apo (a)和Apo B与纤维蛋白共同定位于动脉内膜, 尤其是粥样斑块区域。在细胞基质中可见到许多Lp(a), 但在泡沫细胞中则可见到Apo (a)。有人观察到, 血浆Lp(a)水平与冠状动脉壁中Apo (a)和Apo B含量呈正相关; 冠状动脉旁路术后, 移植血管内膜中含有Apo (a)和Apo B, 且Apo (a)/Apo B比值高于血浆中的相应比值。

虽然, 已有许多研究都提示, 血浆Lp(a)水平升高与冠状动脉粥样硬化的发生密切相关,

但是有人认为Lp(a)可能不直接引起动脉粥样硬化, 而可能是经过某种形式的修饰以后才具有

致动脉粥样硬化的作用。文献报道, Lp(a)可被丙二醛(系血小板聚集过程的产物)、氧化物、硫氢化物、同型半胱氢酸等所修饰。而修饰后的Lp(a)所致动脉粥样硬化的作用和致血栓性均明显增强。例如, 经丙二醛修饰后的Lp(a)亦是如此。还有文献报道, Lp(a)可剌激血管平滑肌细胞生长

Lp(a)与纤维蛋白溶解

由于Apo (a)与纤维蛋白溶解酶原结构高度同源, 因此许多研究者都认为Lp(a)对血液纤维蛋白的溶解有一定的影响。纤维蛋白溶解酶原是被激活后可生成纤维蛋白溶解酶, 后者能溶解血栓凝块中的纤维蛋白。纤维蛋白溶解酶原的激活有赖于激活物的存在, 后者包括组织型纤维蛋白溶解酶原激活物(t-PA)、尿型纤维蛋白溶解酶原激活物(u-PA)等, 同时也受纤维蛋白溶解酶原抑制物的影响。有文献报道, Lp(a)以剂量依赖性与纤维蛋白溶解酶原竟争结合位点。可能与其Kringle 4在细胞表面中位置有密切的关系。体外试验表明, 有纤维蛋白存在时, Lp(a)与t-PA、尿激酶竟争纤维蛋白结合点, 降低t-PA和尿激酶的纤维蛋白依赖性纤维蛋白激活的能力, 使纤维蛋白溶解酶原不能被激活。Lp(a)也抑制u-PA介导的纤维蛋白溶解酶原激活。总之, Lp(a)作为一种竟争性抑制剂, 与纤维蛋白溶解酶原竟争结合激活剂。但亦有研究提示, Lp(a)可能是一种非竟争性抑制剂。

Lp(a)也间接影响纤维蛋白溶解酶原的活性。新近研究表明, Lp(a)可明显增加α-抗纤维蛋白溶解酶的抑制作用。

1972年, Dalhem等首先发现许多冠心病患者的血浆脂蛋白谱中有一前β-脂蛋白, 并证实该区带即为Lp(a)。后来许多研究都证实, 血浆Lp(a)水平升高与动脉粥样硬化和血栓性疾病密切相关。目前已公认为, Lp(a)是冠心病的一个独立危险因素, 与传统的危险因素并不相关。仅有个别报道认为, Lp(a)水平与血浆LDL-C浓度相关, 因而其与冠心病的关系也可能受血浆LDL浓度的影响。

Dahlem(1986)等研究显示, 血浆Lp(a)浓度>0.30g/L者,罹患冠心病的危险性较血浆

Lp(a)<0.30g/L者高1.75倍, 且前者的冠状动脉狭窄程度明显较重。Rhoads等研究亦表明, 血浆Lp(a)浓度>0.20g/L者患冠心病的相对危险性为<0.20g/L者的2.5倍。多因素判别分析显示, 血浆Lp(a)水平与已知的冠心病危险因素如LDL-C水平一样是冠心病的独立预报因子。最近Budde 等(1994)对临床疑为冠心病的男性患者进行冠状动脉造影分析, 发现血浆Lp(a)水平与冠状动

脉分支病损的数目、严重程度及病变长度范围呈正相关。经多因素分析显示, 除年龄外, 仅血浆Lp(a)水平与冠状动脉病变计分相关, 而其他血脂参数与病变计分不相关。

上述研究均为病例-对照研究, 其结果易受许多混杂因素的影响而不够确切。近年来有人进行了大规模前瞻性研究分析血浆Lp(a)水平与动脉粥样硬化的关系。Rosengren(1990)等对瑞典