付氧酶与冠心病

　　国外医学心血管疾病分册1999年1月第26卷第1期

上海第二医科大学附属瑞金医院心内科（200025）尤蓓综述 于金德审校

　　摘 要 冠心病（CHD）是一种多基因疾病，近年来发现付氧酶也是一种重要的危险因子。本文就付氧酶的结构、可能的作用机制、基因多态性及其与冠心病的关系作一概述。

　　关键词：付氧酶 冠心病 脂蛋白类

　　结合在高密度脂蛋白（HDL）上的血清付氧酶（PON）是一种有机磷三脂化合物水解酶，对有机磷和神经毒气具有解毒作用。以后的研究显示其在实验条件下至少能部分水解脂质过氧化物，减少低密度脂蛋白（LDL）氧化。从此，PON及其基因在CHD发病中的作用越来越受到重视。

　　1 PON的结构及作用机制

　　PON是一种Ca2+依赖的糖蛋白，与较大的HDL颗粒紧密结合。PON含354个氨基酸，在其氨基酸序列中，只含三个半胱氨酸残基，两个在末端（41位点和352位点），另一个位于第283残基的半胱氨酸（ cys 283）可能是其活性中心 (augustinsson模型)^[1,2]。虽然在以后的研究中，发现PON的Cys283突变存在活性而否定了这一模型，但仍认为 Cys283位于PON活性中心或附近，能影响PON的水解能力^[2] 。PON蛋白的氨基端富含疏水氨基酸残基，类似一段引导序列，使PON与 apoA-Ⅰ紧密结合，并促进自身聚集^[1]。

　　哺乳动物的PON是一组水解酶，可能有多种催化机制。人和兔的 pON都有两个独特的Ca2+结合位点，一个有助于稳定性，另一个具有不同亲和力而决定催化活性。类似于其他二价阳离子为催化剂的酶，人、鼠、兔PON结构中保守的His242、His245和His284残基形成一金属离子结合活性部位，并使Cys283位于此活性中心内。PON这一Ca2+依赖性显示金属离子催化水解模式的存在^[2]。此外，PON也可能以酶的作用方式LDL式氧化。与Vit e等抗氧化剂不同，PON最终是通过磷脂降解物的水解或再酰化而减少氧化LDL毒性，且更可能通过把脂质过氧化物水解成无活性的乙醇和羧酸而抑制活性醛类的形成^[4]。

　　2 PON基因及其多态性

　　PON基因位于第7染色体长臂q21-22区，邻近囊性纤维化基因，全长约25.9kb，含 9个外显子和 8个内含子^[5,6]。

　　基因多态性研究揭示，PON基因在54和191位密码子存在多态性，分别为ATG/TTG颠换所致的Met/Leu多态性（等位基因M/L）和 cGA/CAA置换所致的 Arg/Gln 多态性（等位基因B/A）。在欧洲白种人中，等位基因 a、B的频率分别为 0.71/0.29^[7]。

　　3 PON与冠心病

　　氧化LDL在致动脉粥样硬化（AS）中的作用已十分明确，而PON能水解脂质过氧化物，减少LDL氧化产生的细胞毒性，因此推测其活性也与 cHD危险性相关。以往通过基因型研究和酶法检测个体 PON表型显示：在不同个体间，PON活性可相差40倍；即使同一基因型的不同个体间，也可相差至少13倍^[8]。

　　研究结果表明：191位点为Gln的等位基因A与低PON活性有关，A基因型者血清中总胆固醇、甘油三酯、 LDL-C和 apoB水平降低， HDL-C水平增高；而为Arg的等位基因B则与高PON活性相关^[9]。Ruiz ^[10] 对434例NIDDM患者（其中171例伴CHD）研究后发现，与等位基因A纯合子 （AA）相比，等位基因B的纯合子（BB）和杂合子（AB）患者发生CHD的危险度各为2.5和1.6；经多因素分析后，仍示等位基因B与CHD显著相关（危险度1.94,P=0.03）。由此可见，等位基因B不仅是CHD的一个独立危险因素，而且该 gln-Arg 多态性与CHD之间存在基因-量效关系^[9]。 mackness 等^[11]从28例正常血脂者血浆中分离出HDL体外培养，观察到随着HDL和LDL共同培养时间的延长，三种PON基因型组的HDL抑制LDL经Cu2+诱导氧化的能力都消失。虽然在培养的最初2小时中，BB型PON-HDL抗LDL氧化能力较高，但6小时后，AA型PON-HDL还保留原抗氧化能力的40%，AB型为23%，而BB型在培养4～6小时期间下降较多，仅剩0.75%（与AA型、AB型有显著差异，P值各为0.0033和0.025），说明B型PON-HDL抗LDL氧化能力最低，符合流行病学研究中B基因型PON与CHD相关的结论。

　　Garin等^[12]对另一种54位点上M/L多态性的研究结果表明，无论191位点为Gln或Arg，54位点为Leu的等位基因L都与高PON活性有关。但经蛋白质因素校正后，ANOVA分析显示54位点的三种基因型MM、ML和LL间PON活性无显著差异，而且除ApoA-Ⅰ在MM纯合子型患者中较低外，其他血脂浓度在三种基因型组中均无差别。

　　另一些研究结果则提示，191位点和54位点的A/B、M/L多态性与CHD危险性无关。一项包括642例男性心梗患者和701例对照者的ECTIM研究中，两组B基因频率分别为0.69和0.70^[9]；行冠脉造影的405例心梗患者，单支、2支或3支冠脉狭窄（狭窄＞50%）者的A基因频率分别为0.295、0.323和0.331，均无显著差异，且三种基因型的血脂、脂蛋白和载脂蛋白平均水平也无差别。Adkins等^[7]则认为，只有191位点的A/B多态性才显示预期的基因型-表型关系，而54位点M/L多态性与PON表型根本无关，只是191位点为B的纯合子型个体的54位点都为非Met型。

　　这些研究结果不同甚至相反，可能与病例的人选标准不同，病例数不同，或有其他基因、外界因素（包括性别、饮食等）的干扰有关，使基因型-表型关系减弱乃至消失。也可能与PON对HDL代谢和 lDL氧化的双重作用有关，而使PON基因多态性只在部分患者（如 dM）中与CHD相关。

　　4 结 论

　　PON以HDL为载体，能通过水解氧化LDL降低其毒性而AS而的作用在体外实验中已得到证实。在抗LDL氧化的过程中，PON是另一种与HDL有关的酶，与血小板活化因子-乙酰水解酶（PAF-AH）共同作用的。在不同个体HDL分离物中，PAF-AH活性未发现变化，提示PON异构酶(alloenzyme)活性是决定HDL抗LDL氧化能力个体差别的主要因素^[11]。体内PON活性检测和CHD的相关性研究也显示，PON基因多态性是一种危险因子。但PON基因多态性决定PON活性的中心改变而影响水解速度，是基因调控区调控PON蛋白合成和（或）分泌，还是存在其他基因调控，尚待探讨。相信随着PON在CHD发生中的作用不断明确，可以为CHD的危险预测和及时的临床干预，降低CHD的发病率和死亡率提供新的途径。

　　参考文献

　　1．Bert N et al .Chem Biol interactions,1993;87:25～34

　　2.Sorenson RC et al.Proc Natl Acad Sci uSA,1995;92:7187～7191

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　　4.Mackness MI et al.Chem Biol imteractions,1993;87:161～171

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　　7.Adkins S et al.Am J Hum Genet,1993;52:596～608

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　　9.Hermann SM et al.Atherosclerosis,1996;126:299～303

　　10.Ruiz J et al.Lancet,1995;346:869～872

　　11.Mackness MI et al.Lancet,1997;349:851～852

　　12.Garin MB et al.J Clin Invest,1997;99:62～66

（收稿：1998-03-06 修回：1998-07-07）

录入：刘晓琴

校对时间：2000-02-23 李慧利