Посещений:
Коронарная Болезнь

Фактор Риска Phospholipase A2

Lipoprotein-associated phospholipase A2 as a biomarker for coronary disease and stroke
Muriel J Caslake Chris J Packard
NATURE CLINICAL PRACTICE CARDIOVASCULAR MEDICINE, OCTOBER 2005, VOL 2, NO 10, Р. 529

Lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2), also known as platelet-activating factor acetylhydrolase, is a plasma enzyme that circulates bound to lipoproteins. The association between Lp-PLA2 and atherosclerosis is ambiguous, as it can both degrade and generate potentially damaging vasoactive molecules. In this article, we speculate that Lp-PLA2 associated with HDL might have cardioprotective properties, whereas the same enzyme bound to LDL might contribute directly to atherosclerosis at all stages, from lipoprotein oxidation to endothelial dysfunction, and plaque initiation and growth. Genetic and animal model studies give varying indications as to the contribution of Lp-PLA2 to atherogenesis and tend to support the view that higher Lp-PLA2 levels are cardioprotective. By contrast, a series of population studies point clearly to a positive association between plasma Lp-PLA2 levels or activity levels and risk of coronary heart disease or stroke. Typically, people with Lp-PLA2 levels in the highest quintile of the population have about a twofold greater risk than those in the lowest quintile. It is, perhaps, too early to introduce Lp-PLA2 as a population-wide biomarker for coronary heart disease risk; however, with accumulating evidence, it might find a place in a stepwise risk assessment of individuals who require more aggressive intervention to prevent vascular disease.


Рис.1.  |  Putative proatherogenic properties of lipoprotein-associated phospholipase A2.


Рис.2.  |  Potential use of lipoprotein-associated phospholipase A2 in a stepwise approach to coronary risk assessment.

GLOSSARY

GLYCEROPHOSPHOLIPIDS
Molecules comprising a glycerol backbone onto which two long-chain fatty acids are esterified along with a polar phosphatecontaining moiety such as choline

ACUTE-PHASE REACTANT
A plasma protein that changes in concentration (sometimes dramatically) following an acute event, such as trauma, surgery or septicemia

GLYCOSAMINOGLYCANS
Large molecules comprising carbohydrate chains of saccharide residues, many of which include amino groups such as glucosamine and galactosamine

PROTEOGLYCANS
Proteins that contain covalently linked glycosaminoglycans

LYSOPHOSPHATIDYLCHOLINE
A molecule containing glycerol esterified to one fatty acid and a phosphatecontaining moiety

N-LINKED GLYCOSYLATION
The attachment of carbohydrate chains to the peptide backbone of a protein via asparagine residues

HOMEOSTASIS MODEL ASSESSMENT INDEX
A formula that uses fasting plasma insulin and glucose levels to derive an index of insulin resistance

Растут доказательства, подкрепляющие вклад воспалительных путей в этиологию атеросклероза.1,2 Хроническое воспаление, по-видимому, присутствует на каждой стадии, от раннего атеросклероза через прогрессирующие повреждения к тромботическим осложнениям. Изучение этих путей привело к идентификации воспалительных маркёров, таких как C-reactive protein (CRP), который может улучшать предсказания сердечно-сосудистого риска, сделанные только на основании анализа традиционных факторов риска.3 Будет рассмотрена роль lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2) как нового воспалительного маркёра риска кардио-сосудистых заболеваний.

PHYSIOLOGIC FUNCTION


Семейство phospholipase A2 состоит из внутриклеточных и секретируемых энзимов, которые катализируют гидролиз sn-2 эфирные связи GLYCEROPHOSPHOLIPIDS, которые обнаруживаются в клеточных мембранах, и в липопротеинах. 19 членов этого семейства описано у млекопитающих4 и растут доказательства, что два из них способствуют атерогенезу. Первым является calcium-зависимой группы II secretory phospholipase A2 (sPLA2-II), которая продуцируется и секретируется разными типами клеток или постоянно или в качестве ACUTE-PHASE REACTANT. sPLA2-II целенаправленно воздействует на фосфолипиды, присутствующие в LDL и HDL частицах, меняя их размеры и композицию. Эти изменения увеличивают сродство LDL к GLYCOSAMINOGLYCANS и PROTEOGLYCANS и способствуют накоплению внутриклеточных липидов и формированию пенных (foam) клеток.5 Вторым является serine-зависимый, calcium-независимый энзим, который не влияет на нативные фосфолипиды, но обнаруживает субстратное предпочтение к полярным половинкам с короткими sn-2 эфирными связями, таких как окисленные фосфолипиды.6 Ферментативная активность этого белка может давать в результате существенные количества LYSOPHOSPHATIDYLCHOLINE и окисленных, не эфиризированных жирных кислот. Благодаря своей способности гидролизовать и тем самым инактивировать липидный медиатор platelet-activating factor (PAF), этот энзим был первоначально назван как PAF acetylhydrolase. Исторически, эффекты PAF acetylhydrolase, как полагали, являются противо-воспалительными и анти-атерогенными;7,8, следовательно, можно было предсказать, что её активность в плазме будет обнаруживать негативные ассоциации с риском. PAF является не единственным субстратом, однако, а растущие клинические доказательства указывают на позитивные взаимоотношения с риском coronary heart disease (CHD), что может быть другим проявлением действия энзима (напр., того, что ведет к высвобождению атерогенных продуктов), которое превалирует у людей (Figure 1). Неясность в отношении патологического влияния этого члена семейства phospholipase A2 может исходить из его ассоциации с разными классами липопротеинов: около 80% этого энзима в кровообращении соединяется с LDL, 15-20% соединяется с HDL, а остальные соединяются с VLDL частицами.9,10 Эти ассоциации позволяют в результате назвать PAF acetylhydrolase как Lp-PLA2.
Lp-PLA2 продуцируется и секретируется моноцитами, макрофагами, тромбоцитами и mast клетками,11-13 все они участвуют в атерогенезе. В кровообращении Lp-PLA2 соединяется с LDL (и в частности с мелкими, плотными LDL частицами) посредством специфического взаимодействия с С-концами основного белка в LDL, apolipoprotein B.10,14 Lp-PLA2 взаимодействует также преимущественно с малой, плотной фракцией HDL (HDL3c), эта ассоциация зависит от степени N-LINKED GLYCOSYLATION Lp-PLA2.15 HDL-связанная Lp-PLA2 является, как полагают, анти-атерогенной; она, как сообщается, защищает LDL частицы от окисления и может также вносить вклад в HDL-обусловленную супрессию клеточной активации, которая индуцируется окисленными LDL.16 В этой связи сообщалось, что Lp-PLA2, a не paraoxonase, гидролизует окисленные фосфолипиды в HDL частицах.17 Напротив, LDL-связанная Lp-PLA2, как полагают, вносит вклад в дисфункцию эндотелия и и сосудистые повреждения в растущих атеросклеротических поражениях.10,18 Следовательно, время обсудить, как средний эффект Lp-PLA2 зависит от того, сколько связано LDL по сравнению с HDL частицами.

PATHOPHYSIOLOGY OF LIPOPROTEINASSOCIATED PHOSPHOLIPASE A2


Гипотеза 'response-to-retention' атерогенеза утверждает, что инициирующее повреждение следует за захватом липопротеинов в субэндотелиальном пространстве ст енок артерий, де они становятся предметом ферментативных модификаций и бомбардировки свободными радикалами.19 Т.о., циркулирующие LDL, как полагают, оказываются секвестрированными в местах образования новых бляшек путем связывания протеогликанов и др. внеклеточных матричных белков с заряженными областями apolipoprotein B.19 Липопротеин в таком случае становится чувствительным к окислительным модификациям своего липидного и белкового компонентов. Lp-PLA2, ассоциированная с LDL, может действовать на возникающие в результате окисленные фосфолипиды, высвобождая lysophosphatidylcholine и окисленную не эфиризированную жирную кислоту, которые являются высоко эффективными воспалительными медиаторами, способными привлекать моноциты к поврежденной области.18 Эти реакционные продукты индуцируют также экспрессию адгезивных молекул,20,21 chemokines, провоспалительных cytokines и др. медиаторов воспаления, с помощью макрофагов и клеток сосудистой стенки (Figure 1).8,16,18 Кроме того, Lp-PLA2 экспрессируется в богатых макрофагами атеросклеротических повреждениях у людей и существенно усиливает свою активность в ходе прогрессии повреждений.22
Эффект усиления активности Lp-PLA2 изучали у apolipoprotein-E-дефицитных мышей путём введения Lp-PLA2 гена человека (PLA2G7) с помощью аденовирусного вектора.23,24 У таких трансгенных животных имеются повышенные уровни HDL-ассоциированных Lp-PLA2,25 уменьшена средняя толщина артериальных стенок23 и меньше спонтанного атеросклероза.24 В дальнейших исследованиях на той же модели избыточная экспрессия Lp-PLA2 была ассоциирована со всеми липопротеиновыми частицами, хотя её активность снова была наивысшей, когда была связна с HDL.26 Образование foam-клеток и истечение холестерола из макрофагов были ингибированы и обнаруживалась более высокая резистентность ко всем классам оксидативных стрессов липопротеинов.26 Эти находки подтверждают мнение, что Lp-PLA2, ассоциированная с HDL обладает анти-тератогенными свойствами. Кроме того, в исследованиях по переносу генов у кроликов, у которых экспрессируемая Lp-PLA2 была ассоциирована с LDL и HDL, обработанные животные обнаруживали супрессию образования нео-интимы после повреждения раздуваемым баллоном. Эта находка подтверждает, что в некоторых условиях энзим может оказывать анти-атеросклеротичское действие, если связан или с LDL или HDL.27

GENETIC ANALYSIS AND PLA2G7 GENE MUTATIONS


Stafforini et al.28 локализовали PLA2G7 на хромосоме 6p12-21.1 и показали, что недостаточность активности энзима у некоторых индивидов обусловленна одиночными точечными мутациями - 994G →T мутация в экзоне 9, которая даёт в результате замену 279Val→Phe аминокислот. Эта мутация первоначально обнаруживалась только у японцев: 4% и 27% популяции Японии гомозиготно и гетерозиготно по этому признаку, соотв.28 Мутация является независимым фактором риска для сосудистых заболеваний: отсутствие энзима ассоциирует с высоким риском коронарной болезни29 и инсультов.30 Вторая мутация, которая вызывает замену 379Ala→Val описана у 15% белой популяции;31 эта мутация обусловливает двухкратное снижение сродства Lp-PLA2 к PAF. Гомозиготы по 379Val аллелю ассоциируют со снижением риска инфаркта миокарда в Европе, инфаркт встречался у 527 мужчин по сравнению с 566 того же возраста контролем.32 изучение этой генетической вариансы снова показывает, что потеря активности энзима может быть про-атерогенной. Необходимы дополнительные данные, чтобы объяснить может ли потеря активности Lp-PLA2 по ассоциации с LDL или HDL частицами быть главным детерминирующим фактором в этом отношении. Ассоциация 379Val аллеля со снижением риска CHD подтверждена в AtheroGene исследовании.33 Этот аллель менее част в случаях болезни, чем в контроле, но был также сцеплен с маргинально высокими уровнями ферментативной активности в плазме. Предполагается, что этот парадокс может быть результатом качественной модификации функции белка (и измененного сродства к субстрату), вызванной изменением последовательностей скорее, чем количественным эффектом на общую активность.

LIPOPROTEIN-ASSOCIATED PHOSPHOLIPASE A2 AS A RISK FACTOR


Coronary heart disease
C 2000 в ряде популяционных исследований была изучена ассоциация между уровнями Lp-PLA2 в плазме, CHD и инсультами. Эти исследования имели целью разработать чувствительный энзим-сцепленный иммуно-подход для измерения массы Lp-PLA2, которая строго коррелирует с активностью Lp-PLA2.34,35 В предварительном исследовании было показано, что уровень в плазме Lp-PLA2 достоверно выше у 48 мужчин с ангио-графически подтвержденной coronary artery disease (CAD), чем в контроле того же возраста, даже если уровни LDL и др. традиционных факторов риска достоверно не отличаются в двух этих группах.35 Lp-PLA2 является независимым фактором риска для CAD у мужчин среднего возраста с гипер-холестеролемией согласно West of Scotland Coronary Prevention Study (WOSCOPS).36 В этом локальном исследовании, представляющем 1,160 здоровых и 560 пациентов с не фатальным инфарктом миокарда, нуждающихся в реваскуляризации или погибших от CHD, риск CHD был в два раза выше у индивидов с уровнями Lp-PLA2 с наивысшим quintile, чем у с самыми низкими quintile. Подобная ассоциация не зависела от вариации традиционных факторов риска и воспалительных маркёров, таких как CRP. Lp-PLA2, по-видимому, является более строгим предсказателем риска у пациентов, принимающих лечение statin, указывая тем самым, что в этом отношении риск наиболее нагляден при низких уровнях LDL.
The Women's Health Study (WHS)37 в США было проспективным, локальным, контролируемым исследованием в когорте женщин среднего возраста, у которых общая доля сердечно-сосудистых событий была низкой (0.2% в год). Уровни Lp-PLA2 были выше в группе больных, представленной женщинами, которые пережили не фатальный инфаркт миокарда, инсульт или CHD гибель (n = 123), по сравнению с контролем (n = 123), но ассоциация терялась, когда включались факторы риска, такие как LDL. Эта негативная находка может быть объяснена тем фактом, что ряд субъектов принимали гормон-заместительную терапию, которая могла изменять уровни Lp-PLA2 и тем самым делать неопределенной ассоциацию с риском.
The Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) испытание38, базирующееся на исследовании популяции мужчин и женщин, включая существенное количество американских негров, и широкие пределы уровней LDL. В проспективном подисследовании когорты больных, Lp-PLA2 и CRP уровни были выше у 608 индивидов, которые страдали коронарными событиями (определенными как комбинация грудных болей, изменений ЭКГ, повышенными уровнями кардиальных энзимов и хирургической реваскулярзацией) по сравнению с 740 индивидами, которые этого не имели. Когда были выверены традиционные факторы, включая LDL, то ассоциация ослаблялась и оказывалась статистически недостоверной. Для индивидов с уровнями LDL ниже median (т.e. 3.37 mmol/l [130 mg/dl]), однако, уровни Lp-PLA2 и CRP были достоверны и независимо ассоциировали с CHD в полностью adjusted моделях. Дальнейший анализ 223 случаев инсульта выявил повышенные уровни Lp-PLA2 в качестве достоверного фактора для коронарных событий, которые оказались независимыми от традиционных факторов риска и уровней CRP (CM Ballantyne, personal communication).
В AtheroGene study39, касающимся 276 пациентов со стабильной ангиной и 220 пациентами с острым коронарным синдромом, индивиды с активностью Lp-PLA2 в самых высших quartile обнаруживали 1.8-кратное увеличение риска CAD , если корректировка устанавливалась по клиническим и метаболическим факторам. Сходным образом, находки Monitoring Trends and Determinants in Cardiovascular Disease (MONICA) Augsburg survey40 среди здоровых среднего возраста мужчин в Юж. Германии показали, что уровни Lp-PLA2 предсказывают CHD независимо от традиционных факторов риска и уровней CRP. В Rotterdam Study,41, которое затрагивало когорту из мужчин и женщин 55 лет и старше, активность Lp-PLA2 служила предсказателем CHD (308 случаев) и ишемических инсультов (110 случаев). Ассоциации были независимыми от традиционных факторов риска и уровней CRP и перекрывали весь спектр уровней холестерола.
Наконец, Lp-PLA2 активность была наивысшей у 60 пациентов с метаболическим синдромом по сравнению со 110 в контроле без этого нарушения.42Интересно, что HDL-ассоциированная активность Lp-PLA2 была достоверно снижена у этих пациентов и была обратно скоррелирована со степенью резистентности к инсулину, как это было установлено по HOMEOSTASIS MODEL ASSESSMENT INDEX.

Atherosclerosis
В дополнение к связи с риском коронарных событий уровни Lp-PLA2 были также ассоциированы со степень атеросклероза. В локальном case-control подисследовании теста Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARDIA),43 среди пациентов возраста 33-45 лет уровни и активность Lp-PLA2 были достоверно выше у тех, которые обнаруживали доказательства кальцифицированных коронарных бляшек. После корректировки по уровням липидов и CRP, однако, только результаты для Lp-PLA2 уровней оставались достоверными. Сходным образом, Brilakis et al.44 сообщили, что уровни Lp-PLA2 коррелируют со степенью ангиографических CAD при univariate, но не multivariate анализе (n = 504). В этом исследовании повышенные уровни Lp-PLA2 были ассоциированы с повышенными показателями основных сердечно-сосудистых событий независимо от традиционных факторов риска и уровней CRP. Сходство этих находок в разных исследованиях в широко разнообразных популяциях является убедительным доказательством, что Lp-PLA2 независимым маркёром риска сердечно-сосудистых явлений.

INTERVENTIONS TO LOWER LIPOPROTEINASSOCIATED PHOSPHOLIPASE A2


Statins
Данные о путях понижения Lp-PLA2 получены в клинических испытаниях с использованием statins. В исследовании небольшой когорты, провденном в 1997, участники (9 тощих контролей, 6 тучных не-диабетиков и 6 инсулин-независимых диабетиков) принимали lovastatin (40 мг/день) в течение 3 мес.45 Активность Lp-PLA2 и уровни LDL были снижены на 30-40%. Этот эффект был подтвержден в исследовании Tsimihodimos et al.46, которые сообщили о 28-42% снижении в плазме активности Lp-PLA2 у 55 пациентов с типом IIa hyperlipidemia и у 21 пациентов с типом IIb hyperlipidemia, которые лечились atorvastatin (20 мг/день) в течение 4-х мес. Снижение ферментативной активности коррелировало с падением LDL-cholesterol, и это было преимущественным снижением ферментативной активности в отношении плотных LDL при отсутствии подобного эффекта в отношении HDL, в результате увеличивалось соотношение HDL-to-plasma-associated Lp-PLA2.
Winkler et al.47 сообщили о 22.8% снижении активности Lp-PLA2 и о 28.0% снижении уровней малых, плотных LDL, в плацебо-контролируемом клиническом испытании 89 пациентов с типом 2 diabetes mellitus, которые принимали 80 mg/dl fluvastatin. Эффект статинов подтвержден WOSCOPS;36 в отношении применения pravastatin в течение 1 года, вызвавшего 17% снижение активности Lp-PLA2 и 24% снижение уровня LDL (MJ Caslake and CJ Packard, unpublished data).

Fibrates
Эффекты fibrates на Lp-PLA2 были изучены в клинических испытаниях. Tsimihodimos et al.48 изучали эффект от лечения в течение 3 мес. 200 mg micronized fenofibrate ежедневно у 18 пациентов с типом IIa hyperlipidemia, 23 пациентов с типом IIb hyperlipidemia и у 30 с типом V hyperlipidemia. Отмечалось снижение в плазме активности Lp-PLA2 у всех участников. У пациентов с типом IIa hyperlipidemia, это снижение было обусловлено в первую очередь за счёт снижения активности LDL-ассоциированного Lp-PLA2. У пациентов с типом IIb или IV hyperlipidemia, однако, наблюдалось дополнительное снижение активности энзимов, ассоциированных с VLDL и промежуточной плотности липопротеиновых частиц и с повышением уровня HDL-ассоциированной Lp-PLA2 активности. Уровень Lp-PLA2, секретируемых макрофагами не менялся. Эти ферментативные изменения опять же являются результатом увеличения относительного содержания HDL Lp-PLA2 в плазме, это может представлять собой дополнительный атерогенный эффект этих hypolipidemic лекарств.49

Selective inhibitors of lipoproteinassociated phospholipase A2
Несколько лет тому назад GlaxoSmithKline инициировало программу разработки мощных селективных ингибиторов Lp-PLA2. Первой серией таких лекарств стали azetidinones: SB-222657 ингибировал подъём уровней lysophosphatidylcholine, но не влиял на долю окисления LDL и устранение способности модифицированных липопротеинов действовать в качестве хемоаттрактантов для моноцитов.50 Это лекарство уменьшало также токсические эффекты, которые окисленные LDL оказывают на человеческие моноциты и макрофаги,51 хотя его плохой фармакокинетический профиль не позволяет осуществлять его дозирование in vivo.52 Дальнейшая оптимизация, достигнутая в SB-244323, который снижал развитие атеросклеротических бляшек в течение 3 мес. исследования на Watanabe heritable hyperlipidemic кроликах без каких-либо побочных эффектов. Высокопроизводительный скрининг соединений идентифицировал серию pyrimidones, которые оказались полностью обратимыми, substrate-competitive ингибиторами рекомбинантных Lp-PLA2.53 Многообещающим кандидатом является соединение, SB-480848, которое проходит клиническую оценку: фаза I испытаний была проведена в 2001, а фаза II испытаний с 20 и 80 mg оральными дозами только начата.

RISK ASSESSMENT


The concept of global risk assessment, calculated with tools such as the equations developed by the Framingham Heart Study,54 provides a commonly adopted basis for the primary prevention of CHD. The major challenge facing the clinician in this scenario is how to identify an individual who does not display obvious signs or symptoms of coronary disease, yet has a significant likelihood of a future CHD event. Guidelines from the US, Europe and the UK set various levels of global risk as triggers for intervention. For example, the joint British recommendations endorse a predicted coronary risk of 3% per year as the level at which aggressive therapy should be instituted. If the utility of new risk factors, such as CRP and Lp- PLA2, is established, they might have a place in a stepwise assessment of coronary risk (Figure 2). This approach enables new potentially expensive laboratory tests and vascular-imaging techniques to be introduced into the treatment algorithm in a more cost-effective manner than general population screening.

CONCLUSION


When fully established by robust epidemiologic studies, novel risk factors, such as Lp-PLA2, might be of use in a stepwise approach to risk assessment. Furthermore, the measurement of Lp-PLA2 might enable physicians to identify individuals with elevated levels who would benefit from therapy designed specifically to suppress this enzyme, assuming that proof-ofconcept studies demonstrate that inhibition of the enzyme leads to a decrease in the progression of atherosclerosis and the incidence of major coronary events.
Сайт создан в системе uCoz