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干预低密度脂蛋白胆固醇是动脉粥样硬化性心血管病防治的根本措施
作者: 来源:中华心血管病杂志发布时间:2021-08-24


《中国心血管病报告 2019》指出,中国心血管病患病率和死亡率仍处在上升阶段。据推算,动脉粥样硬化性心血管病(atherosclerotic cardiovascular disease,ASCVD)现患人数庞大,其中卒中1300万,冠心病1100万,下肢动脉疾病4530 万。心血管病死亡占城乡居民总死亡原因的首位。ASCVD是一个复杂、慢性、伴随终生的疾病过程。病理生理学、遗传学以及随机对照试验等研究提供了大量证据 ,表明低密度脂蛋白(low‐density lipoprotein,LDL)是ASCVD 明确的病因,LDL 在动脉壁内的异常蓄积及其诱发的复杂免疫炎症反应,不仅是动脉粥样硬化发生的始动环节,更是最终导致动脉粥样硬化血栓形成的重要原因。本文将从 LDL 导致 ASCVD 的病理生理学机制、遗传学研究以及降低低密度脂蛋白胆固醇(low ‐density lipoprotein cholesterol,LDL‐C)使 ASCVD 获益的临床研究证据等方面阐明干预 LDL‐C 是 ASCVD 防治的根本措施,并结合最新指南和专家共识,总结 ASCVD 防治中 LDL‐C 的干预靶目标。


一、LDL导致ASCVD的病理生理学机制


LDL 导致 ASCVD 的病理生理学机制包括 LDL 跨内皮细胞转运、动脉壁内的修饰和蓄积、修饰的LDL诱发的复杂免疫炎症反应、坏死核心形成以及纤维帽降解导致的斑块破裂、裂隙或侵蚀等。


1、LDL 跨内皮细胞转运、修饰和蓄积


既往观念认为LDL 通过被动转运的方式穿过功能受损、通透性增强的内皮细胞进入动脉壁内膜,即 LDL 颗粒越小、血浆浓度越高,穿过内皮越多。然而最新研究发现,内皮细胞胞浆囊泡中,可检测到 LDL 和内皮细胞清道夫受体 B1(SR‐B1)的共定位,提示LDL除了被动滤过,还具有主动跨内皮转运的功能。常见的危险因素,如吸烟、糖尿病、高血压等导致动脉壁内皮功能受损,在内皮受损的基础上,LDL 首先与 SR‐B1 结合,SR‐B1 的胞浆段负责招募鸟嘌呤核苷酸交换因子胞质分裂作用因子4(DOCK4),后者协助SR‐B1内化和LDL转运;LDL还可通过内皮细胞质膜微囊 、LDL 受 体(LDLR)等介导的囊泡运输方式进入内皮下。


进入内膜的 LDL在酶(髓过氧化物酶等)或非酶作用(激活的内皮细胞或巨噬细胞释放的反应活性氧)下发生氧化修饰,形成氧化的 LDL(oxLDL)。oxLDL是诱导血管内皮细胞、巨噬细胞功能紊乱以及血管局部微环境改变最重要的因子。另外,oxLDL 分子中含有的氧化修饰的磷脂(oxPL),以及脂质氧化修饰过程中产生的碎片如短链醛类等,均为引起局部及全身免疫炎症反应的重要因子。


LDL进入内膜后不能适时离开是导致血管内皮下脂质蓄积的直接原因。LDL 中载脂蛋白 B100(apoB100)带正电荷的基团与动脉壁内带负电荷的基团相互作用,介导了 LDL 在内皮下的滞留。滞留的 LDL在动脉壁内皮下发生氧化修饰,进一步发生变性,造成细胞外脂质堆积,形成细胞外胆固醇结晶。另一方面,oxLDL可竞争结合巨噬细胞表面特定的清道夫受体,增加巨噬细胞对 oxLDL 的摄取和内化,最终形成胆固醇含量丰富的泡沫细胞。平滑肌细胞亦可摄取内皮下 LDL,形成巨噬细胞样细胞,增加病变中泡沫细胞的数量。泡沫细胞中的LDL如不能及时被处理,可导致泡沫细胞死亡,死亡的泡沫细胞表面可表达“不要吃我”的信号,如 CD47分子,从而干扰胞葬作用,即吞噬细胞对死亡细胞进行的有效清除。


2、LDL诱发免疫炎症应答


LDL在血管壁的修饰和异常蓄积可诱发复杂的免疫炎症反应。oxLDL 可激活内皮细胞,使内皮细胞上调黏附分子和趋化因子表达,并招募促炎型的Ly6chi单核细胞进入动脉壁,在局部炎症微环境中分化为促炎型巨噬细胞。巨噬细胞在动脉粥样硬化进展过程中发挥重要作用:一方面,促炎型巨噬细胞可释放反应活性氧,进一步增加LDL的氧化修饰,而oxLDL可通过与巨噬细胞表面的清道夫受体CD36和Toll样受体(TLR)4‐TLR6 异源二聚体的结合诱导促炎基因如核转录因子 κB(NF‐κB)依赖的趋化因子C‐X‐C 配体1(CXCL1)等的表达,后者可导致Ly6chi单核细胞的进一步募集,加剧动脉壁炎症恶性循环;另一方面,巨噬细胞内脂质负荷增加,可形成细胞内胆固醇结晶,进而激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)炎 症 小 体 ,促 进 局 部 产 生 白 细 胞 介 素(interleukin,IL)‐1β 和 IL‐18。oxLDL 还可直接作为损伤相关分子模式(DAMP)促进中性粒细胞、树突状细胞等向动脉壁募集。


LDL 的滞留和随后的修饰不仅可引发先天性免疫应答,还可引发获得性免疫应答,进一步推动动脉壁的炎症进展。对斑块中浸润的 T 细胞受体谱系进行分析,发现斑块浸润的T细胞为寡克隆起源,提示T细胞发生抗原特异性的克隆性扩增。对不同亚群 T 细胞的研究发现,分泌干扰素‐γ(interferon‐γ,IFN‐γ)的辅助 T细胞(helper T cell,Th)1促进动脉粥样硬化形成 ,表达转化生长因子β(transforming growth factor‐β,TGF‐β)和 IL‐10 的调节性 T 细胞(regulatory T cell,Treg)抑制动脉粥样硬化形成。Th2 和Th17细胞在动脉粥样硬化中的作用尚存争议,而CD8+细胞毒性T细胞促进动脉粥样硬化形成。在斑块中也发现了少量的 B 细胞,其中 B1细胞可产生 oxLDL 特异性的免疫球蛋白(Ig)M,发挥减轻动脉粥样硬化作用,而B2 细胞产生的 oxLDL 特异性的 IgG 具有致动脉粥样硬化作用。


斑块内炎症反应消退有赖于吞噬细胞的胞葬作用。然而,斑块内促炎环境改变了胞葬作用相关分子的表达,阻碍胞葬作用。因此濒临死亡的细胞聚集、继发坏死,进一步促进DAMP的释放,使血管壁局部炎症无法及时消退。


3、LDL驱动动脉粥样硬化血栓形成


动脉粥样硬化血栓形成是引起急性冠状动脉综合征(ACS)、缺血性卒中等心血管事件的基础。动脉粥样硬化血栓形成的机制是斑块不稳定导致破裂、裂隙或侵蚀。不稳定斑块往往具有特殊的斑块形态,即薄帽纤维粥样硬化斑块(thin‐cap fibroatheroma,TCFA),其病理表现为病变内广泛坏死,大量脂质核心表面仅有稀疏的纤维组织覆盖,使得脂质核心几乎到达管腔表面。脂质核心和血液之间的薄帽纤维组织一旦被撕裂,脂质核心物质泄漏,斑块巨噬细胞和/或富含脂质的血管平滑肌细胞细胞膜上的组织因子暴露于血液成分,迅速引发血栓形成。


LDL的过度蓄积及其诱发的复杂免疫炎症反应促使斑块不稳定。导致斑块破裂的机制包括:(1)LDL驱动斑块内炎症反应,激活的巨噬细胞分泌基质金属蛋白酶和组织蛋白酶,分解基质,降解纤维帽;(2)炎症微环境导致纤维帽中残存的平滑肌细胞衰老和死亡;(3)内皮下胆固醇结晶穿透纤维帽。另外,LDL还能增加血栓形成过程所需的组织因子。巨噬细胞和泡沫细胞摄取oxLDL后显著上调组织因子的合成和组织因子微囊泡的释放。oxLDL还可激活血小板,增加斑块血栓形成风险。


4、LDL 导致 ASCVD 的遗传学证据


家族性高胆固醇血症为 LDL 导致 ASCVD 提供了遗传学证据。家族性高胆固醇血症是一种常染色体显性遗传性疾病,表现为 LDL‐C 水平显著升高和过早发生动脉粥样硬化。目前发现的家族性高胆固醇血症主要分为两种,一种是 LDLR 或 apoB 基因发生功能缺失突变,导致含apoB的脂蛋白与LDLR结合减少,另一种是前蛋白转化酶枯草溶菌素/kexin9 型(PCSK9)基因发生功能获得突变,导致LDLR降解。


在家族性高胆固醇血症的家庭中,携带突变的同胞与不受影响的同胞相比 ,血浆LDL‐C水平显著升高 ,患ASCVD的风险呈剂量依赖性增加。LDLR基因功能缺失突变是最常见的家族性高胆固醇血症的病因,患者表现为显著增加的血浆LDL‐C水平和ASCVD风险,ASCVD甚至发生在儿童或青春期。PCSK9的功能获得突变导致 LDLR降解,LDL‐C 浓度显著升高,患 ASCVD 的风险相应增加,而PCSK9的功能缺失突变导致LDL‐C浓度降低,患 ASCVD 的风险显著降低。PCSK9基因的功能缺失和功能获得突变相互补充,为 LDL导致 ASCVD 提供了有力的遗传学证据,也为干预LDL‐C降低ASCVD风险提供了药物靶点。


二、以LDL‐C为靶点防治ASCVD的临床证据


大量的临床证据表明,降低血液中LDL‐C能够减少斑块内 LDL 蓄积及其诱发的炎症和坏死核心形成,促进斑块逆转和斑块稳定,进而减少心血管事件。目前临床上使用的降低LDL‐C药物主要包括他汀、胆固醇吸收抑制剂(依折麦布)、PCSK9抑制剂等。


他汀类药物通过竞争性抑制内源性胆固醇合成限速酶3‐羟基‐3甲基戊二酰辅酶A(HMG‐CoA)还原酶,阻断细胞内羟甲戊酸代谢途径,使肝脏细胞内胆固醇合成减少。中等强度的他汀类药物可降低血液 LDL‐C 水平 25%~50%。他汀类药物降低LDL‐C减少心血管事件具有丰富的临床证据。2015年胆固醇治疗试验合作组(CTT)对 27 项临床试验中超过 174000 名既往有或无心血管疾病的受试者进行荟萃分析,结果显示接受他汀类药物治疗的人群LDL‐C每降低1 mmol/L,5年内主要心血管事件减少 21%,且性别间差异无统计学意义。并且,在他汀类药物的各项随机对照试验中,每个随机治疗组达到的LDL‐C绝对水平和绝对心血管事件发生率呈线性相关,即治疗达到的LDL‐C水平越低,则绝对心血管事件的风险越低,这提供了他汀类药物通过降低 LDL‐C 减少心血管事件的临床证据。机制研究发现他汀类药物诱导纤维帽胶原含量增加,而斑块内脂质含量、炎症细胞、基质金属蛋白酶活性降低,从而能够稳定斑块、降低斑块破裂和血栓形成的风险。


依折麦布通过与肠道膜转运蛋白尼曼‐匹克 C1型类似蛋白1(NPC1L1)结合有效抑制外源性胆固醇的吸收。在他汀类药物的基础上,依折麦布进一步降低 LDL‐C水平约 15%~22%。IMPROVE‐IT 研究入选了18144例近期发生过ACS的高危ASCVD患者,探讨他汀联合依折麦布强化降低LDL‐C的疗效,结果显示,联合治疗LDL‐C降至1.4 mmol/L,与单独使用他汀类药物LDL‐C降至 1.8 mmol/L 的患者相比,主要心血管事件风险进一步降低6.4%。


PCSK9抑制剂通过结合PCSK9,拮抗PCSK9对LDLR的降解 ,增加肝脏LDLR对LDL的结合 、摄取和利用 。FOURIER 研究入选了 27 564 例极高心血管事件风险的ASCVD患者,研究发现 PCSK9抑制剂依洛尤单抗可在他汀类药物基础上进一步降低 59% 的 LDL‐C 水平,依洛尤单抗组LDL‐C降至0.8mmol/L,与单独使用他汀降至 1.8 mmol/L的患者相比,联合治疗组患者主要心血管事件降低15%。ODYSSEY‐OUTCOMES 研究入选了 18 924 例过去 1 年内发生过 ACS的极高危 ASCVD患者,PCSK9抑制剂阿利西尤单抗组 LDL‐C降至 1.4 mmol/L,与安慰剂组相比,主要终点事件发生风险降低 15%,全因死亡风险降低 15%。两项PCSK9 抑制剂的研究和 IMPROVE‐IT 研究相互佐证,得出共同的结论,即 LDL‐C 继续降低至 1.4 mmol/L 以下可以进一步降低ASCVD患者的心血管事件风险。


三、LDL‐C的干预靶目标


《中国胆固醇教育计划调脂治疗降低心血管事件专家建议(2019)》和《超高危动脉粥样硬化性心血管疾病患者血脂管理中国专家共识》均提出基于心血管病危险分层确定LDL‐C调脂治疗目标的策略。虽然两个专家共识对“超高危”患者的界定标准不完全一致,但是住院ACS患者降脂治疗的目标值类似,即 ASCVD 超高危患者 LDL‐C 降至1.4 mmol/L(55 mg/dl)以 下 且/或 较 基 线 降 低 幅 度 ≥50%;ASCVD 极高危患者 LDL‐C 降至 1.8 mmol/L(70 mg/dl)以下且/或较基线降低幅度≥50%;ASCVD 高危患者 LDL‐C 降至2.6 mmol/L(100 mg/dl)以下;ASCVD中危及低危患者LDL‐C降至3.4 mmol/L(130 mg/dl)以下,该目标是目前指导我国临床实践的主要标准。2019 年欧洲心脏病学会(ESC)和欧洲动脉粥样硬化学会(EAS)血脂异常管理指南建议,对于在接受最大耐受剂量他汀类药物治疗的同时2年内发生2次血管事件的患者,将 LDL‐C 目标定为<1.0 mmol/L(40 mg/dl)。


根据《超高危动脉粥样硬化性心血管疾病患者血脂管理中国专家共识》提出的“超高危”界定标准以及 LDL‐C 干预靶目标,入院时ACS患者中约有75%为ASCVD超高危患者,约有 90% 的 ACS 患者 LDL‐C 高于干预靶目标值。可见我国 ASCVD防治中干预LDL‐C的任务之艰巨。目前,实现LDL‐C靶目标的措施为降脂药物的治疗联合生活方式的干预,生活方式干预包括控制饮食中胆固醇的摄入、科学锻炼及控制体重。我国的 ASCVD 防治应该重视不同心血管危险分层患者 LDL‐C 靶目标,采取更积极的治疗手段干预LDL‐C,以期进一步降低心血管事件的发生。


以上阐述的病理生理学机制、遗传学证据和大型随机对照试验提供了明确证据,表明LDL对ASCVD具有明确的致病作用,降低 LDL‐C 可以减少心血管事件的发生。我国ASCVD的防治任重道远,干预LDL‐C是ASCVD防治中最为重要和根本的措施。对于LDL‐C干预靶目标的研究证据仍在不断取得进展,未来国际上对于血脂代谢紊乱以及ASCVD的防治指南将会根据这些证据进一步更新,并将指导临床实践,以期进一步减少心血管事件的发生。

参考文献(略)

本文作者:杨芬 苏冠华 程翔

作者单位:华中科技大学同济医学院附属协和医院心血管内科

来源:中华心血管病杂志2021年6月第49卷第6期




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