髓过氧化物酶的检测及在心血管疾病中的临床意义

1、文章编号:1001-764X (200902-0155-03中图分类号:R 446.1文献标识码:A·综述与进展·髓过氧化物酶的检测及在心血管疾病中的临床意义*张茜1综述,郭健2审校(1.中国医学科学院/中国协和医科大学,北京100730;2.卫生部北京医院卫生部临床检验中心,北京100730关键词:髓过氧化物酶;动脉粥样硬化;急性冠状动脉综合征;心力衰竭髓过氧化物酶(m y e l o p e r o x i d a s e ,M P O 是一种既与天然免疫防御有关,又与组织损伤有关的酶,它参与多种疾病的发生,如白血病、阿尔茨海默病、血管炎和动脉粥样硬化(A s 等。本文

2、就M P O 的来源、催化机制、检测以及对于心血管疾病的临床意义及致病机制作一综述。1M P O 的生物化学特征M P O 是一种相对分子质量为150000的白细胞酶,由2条重链(466个氨基酸残基和2条轻链(108个氨基酸残基组成,是糖基化的血红素蛋白。M P O 来源于多形核中性粒细胞(P M N 、单核细胞及巨噬细胞,贮存在嗜天青颗粒中,当白细胞激活及脱颗粒时,M P O 被释放1。P M N 是血管内M P O 最主要的细胞来源。M P O 系统由M P O 、H 2O 2和辅底物组成。基态时,M P O 为M P O -F e (形式。当H 2O 2存在时,M P O 被氧化为复合物

3、M P O -F e (=O+,后者可通过两种途径氧化辅底物:通过2个电子的转移,复合物氧化卤化物或类卤化物被还原为M P O -F e (。通过连续2次单电子转移,复合物氧化多种有机或无机底物(例如芳香族氨基酸、吲哚衍生物,自身被依次还原为复合物M P O -F e (=O 和M P O -F e (2(图1 。图1M P O 的反应式氯化物是M P O 的一种重要生理底物,被M P O 氧化为次氯酸(H O C l 。H O C l 可杀灭微生物及病毒,在机体天然免疫应答中发挥重要作用。H O C l 可通过氯化作用改变多种分子结构,已从人类A s 斑块中分离出氯化的脂蛋白。M P O 另

4、一种重要的生理底物是一氧化氮(N O ,可被氧化为亚硝酸盐(N O -2。当M P O 及H 2O 2存在时,N O -2被氧化为二氧化氮(N O .2。N O .2是一种不稳定的自由基,具有硝化作用,可促进蛋白质的硝化和脂质的过氧化3,引起组织损伤。2M P O 的检测方法2.1连续监测法在酸性条件下,以四甲基联苯胺、邻甲氧基苯酚或3,3-二甲氧基联苯胺为底物,测定血液或组织中M P O 活性。B r a d l e y 等4建立一种测定M P O 活性的方法:在p H 6.0的条件下,以H 2O 2及3,3-二甲氧基联苯胺盐酸盐为底物,M P O 催化底物生成桔黄色产物,在460n m 波

5、长处连续监测,吸光度的增高速率与M P O 的活性成正比。1U 的M P O 指在251m i n 内转化1m o l H 2O 2所需MP O 量。这种方法具有快速、灵敏、成本低等特点,但易受其他过氧化物酶(例如嗜酸性粒细胞过氧化物酶和某些血红素蛋白(例如血红蛋白、肌红蛋白的干扰。2.2酶联免疫吸附法(E L I S A 利用M P O 抗原性制备特异抗体,通过免疫学方法直接测定血液中酶的蛋白质含量。此方法灵敏度高,可达到n g /m l 水平;特异性较高,几乎不受体液中激活剂、抑制剂的影响,也不受过氧化物酶和血红素蛋白干扰。由于需要制备高效价抗体,成本较高,并且测定时间较长,因此,目前此法

6、多用于科研领域。C h a n g 等5采用E L I S A 方法测定血浆中M P O 浓度,建立中国人M P O 正常参考值范围(14.877.1n g /m l ,未发现M P O 在不同性别及年龄组存在统计学差异。2.3流式细胞仪测定法测定中性粒细胞胞浆中M P O 的含量。将全血加入红细胞溶解液中,后使用固定液及细胞膜渗透剂处理细胞,最后加入荧光素(例如藻红蛋白标记的抗M P O 单克隆抗体,利用抗原抗体反应对M P O 染色,对特定细胞群体设门进行流式细胞分析,分析出门内M P O 阳性细胞比例和平均荧光强度。此方法特异性强、灵敏度高,但是技术程序比较复杂,需使用特殊仪器。3M P

7、 O 对于心血管疾病的临床意义3.1作为急性冠状动脉综合征(A C S 的预后判断指标B r e n n a n 等6检测604名急诊胸痛患者M P O 基线水平,在症状出现16h 内被诊断为心肌梗死(M I 者的M P O 水平明显高于非M I 者(P<0.001,M I 发生的相对危险度随着M P O 水平的升高而增加(P<0.001。随访这些患者,发现M P O 基线水平能独立预测就诊后30d 和6个月内发生不良心脏事件(心肌梗死、再梗死、需要血管重建或死亡危险性。B a l d u s 等7调查1090名A C S 患者在未来6个月内发生死155临床检验杂志2009年第27

8、卷第2期C h i n e s e J o u r n a l o f C l i n i c a l L a b o r a t o r y S c i e n c e ,2009,V o l .27,N o .2*基金项目:国家高技术研究发展计划(2006A A 020901D 。作者简介:张茜,1983年生,女,硕士研究生。通讯作者:郭健,研究员,从事临床生化检验专业。电子邮箱:g u o j i a n c l i n e t .c o m .c n 。DOI :10.13602/j .cn ki .jcls .2009.02.017亡或M I的情况,结果显示随着M P O升高(>

9、;350g/L心血管发病风险显著增加(校正H R=2.25,95%C I1.323.82, P=0.003。M o c a t t a等8对512名急性M I患者进行5年的前瞻性研究,提出M P O可独立预测患者随后5年的死亡率(O R=1.8,95%C I1.03.0,P=0.034。由此说明M P O能为A C S患者提供长期的预后信息,独立有效地预测不良心血管事件发生,指导临床医师采取及时有效的治疗措施。M P O能识别心肌肌钙蛋白T(c T n T<0.01g/L的A C S患者未来发生不良心血管事件的危险性(校正H R=7. 48,95%C I1.9828.29,P=0.001

10、。说明M P O的释放先于心肌损伤,是心肌损伤的前提条件,并非心肌损伤的结果。M P O升高提示患者可能存在冠状动脉炎症,斑块不稳定,但血管未完全堵塞,并未引起心肌坏死,将来有可能发生不良心血管事件。另外,M P O能识别低水平C反应蛋白(C R P的A C S预后不良患者,说明中性粒细胞的聚集和脱颗粒是心肌损伤的初始条件,随后其他炎症介质和急性期反应蛋白被释放。3.2预测健康人未来冠心病(C A D的发生M e u w e s e等9检测3375名健康人M P O基线水平,随后8年患C A D组M P O基线水平显著高于未患C A D组(P<0.001;在校正传统的危险因素后,M P

11、O基线水平最高四分位数组比最低四分位数组未来发生C A D的危险高(O R=1.36,95%C I1.07 1.73,P<0.001。说明M P O作为一种炎症标志物,可预测健康人未来发生C A D的危险,M P O水平升高说明存在炎症,比C A D发生早数年。但M e u w e s e等10指出,M P O不能独立预测稳定性冠心病的死亡率。3.3反映心力衰竭的严重程度并预测心力衰竭患者长期不良事件发生的危险性T a n g等11调查102名慢性收缩性心力衰竭患者,发现患者M P O水平明显高于对照组(1158±2965比(204±139p m o l/L,P<

12、;0.001。依据纽约心脏病学会(N Y H A心功能级别将患者分组,M P O水平随着N Y H A 级别的增加而升高(P<0.001,说明M P O水平与慢性心力衰竭的严重程度相关联。T a n g等12后来检测140名慢性心力衰竭患者血浆M P O水平,随访4年内发生不良心脏事件(死亡、心脏移植及因心力衰竭住院的情况。结果显示随着M P O水平升高,患严重心力衰竭的可能性增加;在校正左心室射血分数、血浆B型钠尿肽(B N P及传统的其他心血管危险因素后,血浆M P O水平可长期预测不良心脏事件发生(R R=3.35,95%C I1.528.86,P=0.002。另外,N g等13建

13、议以M P O作为左心室收缩功能不全(L V S D的筛检试验。对1360名未确诊为L V S D者进行筛查,得出L V S D患者B型钠尿肽前体N末端(N T-p r o B N P、C R P及M P O水平均高于健康人(P<0.005。绘制N T-p r o B-N P、C R P及M P O的R O C曲线,其曲线下面积分别为0.839、0.824及0.909,说明M P O的诊断效率最高,并且它的特异性及阳性预测值最高。因此用血浆M P O或尿N T-p r o B N P为初筛试验,结果若为阳性,再进行血浆N T-p r o B N P、C R P及M P O 检测,联合试验

14、的特异性可达94.3%。4M P O对于心血管疾病的致病机制M P O涉及A s斑块发展的所有阶段,从内皮细胞损伤,斑块形成,进展到斑块破裂,引发多种并发症。4.1引起内皮细胞功能损伤内皮细胞产生的信号分子N O激活鸟苷酸环化酶,使G T P生成c G M P,从而引起邻近血管平滑肌细胞的舒张。当白细胞激活及脱颗粒时,M P O被分泌到血管腔,结合到内皮细胞,随后跨细胞运动到内皮下基质,浸润血管组织,直接消耗N O,从而影响N O信号传导,使血管内皮舒张功能受损14。内皮细胞功能损伤是引起A s 的一个早期因素。4.2促进A s斑块形成M P O影响胆固醇摄取及排出两方面功能,促进胆固醇在血管

15、壁的沉积。4.2.1将L D L转变为氧化型低密度脂蛋白(o x-L D L在体内由M P O产生的一系列氧化剂(例如酪氨酰基氧化L D L,巨噬细胞对o x-L D L有极强的亲和力,通过清道夫受体C D36无休止地摄取o x-L D L,导致胆固醇蓄积,巨噬细胞泡沫化。泡沫细胞的形成是早期A s的病理标志。4.2.2选择性地修饰载脂蛋白A-(a p o A-H D L主要参与胆固醇逆向转运,即将肝外组织细胞内的胆固醇,通过血循环转运到肝进行代谢。a p o A-I是H D L的一种主要蛋白质。Z h e n g等15报道M P O选择性地氧化a p o A-I,从而降低A T P结合盒转运

16、体A1介导的胆固醇外流。串联质谱分析得出M P O产生的氧化剂修饰a p o A-I的特异位点,即脂蛋白螺旋816。4.3引起A s斑块不稳定基质金属蛋白酶(M M P s由巨噬细胞产生,可降解主要的细胞外基质蛋白。M P O产生的H O C l激活M M P s酶原,抑制M M P s的抑制剂,引起M M P s的表达和活性增加,导致纤维帽变薄,引起A s斑块不稳定、破裂及血栓形成,促进A C S发展。F u等17报道M P O产生的H O C l氧化M M P-7酶原半胱氨酸开关结构域上的巯基,使其生成为亚磺酸,使巯基与催化中心锌原子之间的键断裂, M M P-7转变为活性形式。4.4促进

17、心肌梗死后心室重构V a s i l y e v等18分析急性M I 小鼠心肌组织,在缺血再灌注24d后,发现M P O基因敲除小鼠左心室扩张程度明显低于野生型小鼠,且左心室功能明显高于野生型小鼠。说明M P O产生的氧化剂对M I后左心室重构产生不良影响。5结语M P O作为一种斑块脆性的标志物,其水平升高反映A C S 患者预后较差,发生不良心血管事件的风险较高。M P O与M I后异常心室重构有关,其水平可反映心力衰竭的严重程度。M P O可预测胸痛患者发生A C S的风险,且M P O独立于c T n T,其水平升高先于c T n T,具有重要的临床意义。但M P O 升高并非心脏病所

18、特异,因中性粒细胞和巨噬细胞的活化在任何感染、炎症中发生。目前,M P O试剂盒多为手工操作,耗时,成本高,主要用于科研领域。若将M P O推广至临床,需要有能快速准确测定出结果的试剂盒。参考文献:1W i n t e r b o u r nCC,V i s s e r s M C,K e t t l e AJ.M y e l o p e r o x i d a s eJ.C u r rO p i nH e m a t o l,2000,7(1:53-58.2D e b y-D u p o n t G,D e b y C,L a m y M.N e u t r o p h i l m y e

19、l o p e r o x i d a s er e v i s i-t e d:I t's r o l e i nh e a l t ha n dd i s e a s eJ.I n t e n s i v m e d i z i nu n dN o t f a l l-m e d i z i n,1999,36(6:500-513.3E i s e r i c hJ P,B a l d u s S,B r e n n a nM L,e t a l.M y e l o p e r o x i d a s e,al e u k o-c y t e-de r i v e dv a s c

20、 u l a r N O o x i d a s eJ.S c i e n c e,2002,296(5577:156临床检验杂志2009年第27卷第2期C h i n e s e J o u r n a l o f C l i n i c a l L a b o r a t o r yS c i e n c e,2009,V o l.27,N o.22391-2394.4B r a d l e y PP,P r i e b a t DA,C h r i s t e n s e n RD,e t a l.M e a s u r e m e n t o f c u-t a n e o u s i

21、 n f l a m m a t i o n:e s t i m a t i o no f n e u t r o p h i l c o n t e n t w i t ha ne n z y m e m a r k e rJ.J I n v e s t D e r m a t o l,1982,78:206-209.5C h a n g PY,WuTL,H u n gCC,e t a l.D e v e l o p m e n t o f a nE L I S Af o rm y e l o p e r o x i d a s eo nm i c r o p l a t e:N o r m

22、 a l r e f e r e n c ev a l u e s a n de f f e c t o f t e m p e r a t u r eo ns p e c i m e np r e p a r a t i o nJ.C l i nC h i m A c t a,2006,373 (1-2:158-163.6B r e n n a nM L,P e n nMS,V a nL e n t eF,e t a l.P r o g n o s t i c v a l u eo f m y-e l o p e r o x i d a s ei n p a t i e n t s w i

23、t hc h e s t p a i nJ.NE n g l JM e d,2003,349:1595-1604.7B a l d u s S,H e e s c h e nC,M e i n e r t z T,e t a l.M y e l o p e r o x i d a s e s e r u ml e v e l sp r e d i c t r i s ki np a t i e n t s w i t ha c u t ec o r o n a r ys y n d r o m e sJ.C i r c u l a-t i o n,2003,108:1440-1445.8M o

24、 c a t t a TJ,P i l b r o wA P,C a m e r o nVA,e t a l.P l a s m a c o n c e n t r a t i o n so f m y e l o p e r o x i d a s e p r e d i c t m o r t a l i t y a f t e r m y o c a r d i a l i n f a r c t i o nJ.JA mC o l l C a r d i o l,2007,49(20:1993-2000.9M e u w e s e M C,S t r o e s ESG,H a z e

25、 nS L,e t a l.S e r u mm y e l o p e r o x i d a s el e v e l s a r e a s s o c i a t e dw i t h t h ef u t u r e r i s ko f c o r o n a r y a r t e r yd i s e a s e i na p p a r e n t l yh e a l t h yi n d i v i d u a l s t h eE P I C-N o r f o l kp r o s p e c t i v ep o p u l a-t i o ns t u d yJ.

26、J A C C,2007,50(2:159-165.10S t e f a n e s c uA,B r a u n S,N d r e p e p a G,e t a l.P r o g n o s t i c v a l u e o f p l a s m am y e l o p e r o x i d a s ec o n c e n t r a t i o ni np a t i e n t sw i t hs t a b l ec o r o n a r ya r t e r yd i se a s eJ.A mH e a r t J,2008,155(2:356-360.11T

27、a n g W,B r e n n a nM,P h i l i p K.P l a s m a m y e l o p e r o x i d a s e l e v e l s i np a-t i e n t s w i t hc h r o n i c s y s t o l i c h e a r t f a i l u r eJ.A m J C a r d i o l,2006,98: 796-799.12T a n g W,T o n g W,T r o u g h t o nRW,e t a l.P r o g n o s t i cv a l u ea n de c h o-

28、c a rd i o g r a p h i cde t e r m i n a n t s of p l a s m a m y e l o p e r o x i d a s e l e v e l s i n c h r o n-i c h e a r t f a i l u r eJ.J A m C o l l C a r d i o l,2007,49(24:2364.13N g LL,P a t h i kB,L o k eI W,e t a l.M y e l o p e r o x i d a s e a n dC-r e a c t i v ep r o t e i na u

29、 g m e n t t h e s p e c i f i c i t yo f B-t y p e n a t r i u r e t i c p e p t i d ei nc o m-m u n i t y s c r e e n i n g f o r s y s t o l i c h e a r t f a i l u r eJ.A m H e a r t J,2006,152(1:94-101.14E i s e r i c hJ P,B a l d u s S,B r e n n a nM L,e t a l.M y e l o p e r o x i d a s e,al

30、e u-k o c y t e-d e r i v e d v a s c u l a r N Oo x i d a s eJ.S c i e n c e,2002,296(5577: 2391-2394.15Z h e n g L,N u k u n a B,B r e n n a nM L,e t a l.A p o l i p o p r o t e i nA I i s as e-l e c t i v et a r g e t f o r m y e l o p e r o x i d a s e-c a t a l y z e do x i d a t i o na n df u

31、n c t i o n a li m p a i r m e n t i ns u b j e c t s w i t hc a r d i o v a s c u l a r d i s e a s eJ.J C l i nI n v e s t,2004,114(4:529-541.16Z h e n gL,S e t t l eM,B r u b a k e r G,e t a l.L o c a l i z a t i o no f n i t r a t i o na n dc h l o r i n a t i o ns i t e s o na p o l i p o p r o

32、 t e i nA-I c a t a l y z e db ym y e l o p e r o x id a s ei n h u m a na t h e r o m aa n da s s o c i a t e do x i d a t i v ei m p a i r m e n t i nA B C A1-d e p e n d e n t c h o l e s t e r o l e f f l u xf r o m m a c r o p h a g e sJ.JB i o lC h e m,2005,280(1:38-47.17F uX,K a s s i m SY,P

33、a r k s W C,e t a l.H y p o c h l o r o u s a c i do x y g e n a t e st h e c y s t e i n e s w i t c h d o m a i n o f p r o-m a t r i l y s i n(M M P-7:a m e c h a n i s mf o r m a t r i x m e t a l l o p r o t e i n a s e a c t i v a t i o na n da t h e r o s c l e r o t i c p l a q u e r u p-t u

34、 r e b ym y e l o p e r o x i d a s eJ.J B i o l C h e m,2001,276(44:41279-41287.18V a s i l y e v N,W i l l i a m s T,B r e n n a nML,e t a l.M y e l o p e r o x i d a s e-g e n e r a-t e do x i d a n t s m o d u l a t el e f t v e n t r i c u l a r r e m o d e l i n gb u t n o t i n f a r c t s i z ea f t e r m y o c a r d i a l i n f a r c t i o nJ.C i r c u l a t i o n,2005,112(18:2812-2820.(收稿日期:2008-06-27,修回日期:2008-12-28(本文编辑:陈军文章编号:1001-764X(200902-0157-01中图分类号:R446.5文