樊明智 郑洁 周建中

摘要：载脂蛋白E（ApoE）是人体中一种重要的载脂蛋白，对血浆胆固醇转运、调节血脂水平有着重要作用。脂蛋白肾病是一种罕见的以肾小球内脂蛋白栓子形成及血脂代谢异常为主要表现的的肾脏疾病，ApoE基因突变被认为是引起该病的重要原因，虽然脂蛋白肾病目前全球报道较少，但关于ApoE与脂蛋白肾病关系的研究有了一定进展。现就ApoE基因多态性与血脂代谢及脂蛋白肾病的发病机制、治疗现状做一综述。

关键词：载脂蛋白E；血脂代谢；脂蛋白肾病

载脂蛋白E（Apolipoprotein E，ApoE）于1973年由Shore等[1]首先在正常人血浆的极低密度脂蛋白（Very low density lipoprotein，VLDL）中发现。ApoE在血浆转运胆固醇方面起着重要作用，其可降低血循环中的胆固醇浓度，从而调节血脂水平及降低动脉粥样硬化性心血管疾病发生风险。最近越来越多关于脂蛋白肾病（Lipoprotein glomerulopathy，LPG）的病例被报到，对脂蛋白肾病的深入研究也引发了对ApoE基因多态性在影响血脂水平及血管病变的新认识[2]。

1 ApoE结构与功能

1.1 ApoE结构 人ApoE是一种由299个氨基酸残基组成的糖蛋白，主要在肝脏中合成，其他如脑、肾上腺、睾丸、皮肤、肾脏、脾脏也能合成。ApoE二级结构中的α-螺旋结构及β-折叠结构可以保持ApoE分子的稳定性，但其三级结构松散、易变，在水中易聚合，直到2011年Chen，J.等[3]的研究才完成ApoE3精确拓扑学结构的测定，并证明这种拓扑学结构可以保证参与脂质转运的ApoE有着最佳的受体结合活性。ApoE各结构域与其功能密切相关，在其N-末端中包含识别低密度脂蛋白受体（LDLR）以及硫酸乙酰肝素糖蛋白（HSPG）的位点，而C-末端结构域与脂类结合密切相关，其通过末端巨大的疏水表面启动ApoE与脂类、HSPG、β淀粉样肽的反应。

1.2 ApoE基本功能 ApoE通过C-末端结构域与脂类结合，成为乳糜微粒（CM）、极低密度脂蛋白（VLDL）、中等密度脂蛋白（IDL）及一部分高密度脂蛋白（HDL）的重要组成成分。肠道分泌的CM及肝脏分泌的VLDL入血循环后在脂蛋白脂肪酶的作用下被分解，脂蛋白残余颗粒上的ApoE可以通过HSPG通路或者与肝细胞内LDLR结合，使其被摄取入肝，从而降低血循环中血脂水平。ApoE还可影响VLDL颗粒的产生，其在肝细胞内的表达可以促进VLDL的肝内组装和分泌，过表达ApoE可以造成VLDL、TG过度产生，从而导致高甘油三脂血症[4]。因此，ApoE作为血液中重要的载脂蛋白之一，对脂类代谢有着至关重要的作用。

2 ApoE基因多态性与血脂代谢

2.1 ApoE基因多态性 人ApoE基因位于19号染色体的长臂，该基因有4个外显子和3个内含子。ApoE通过点突变成为复等位基因，在第4个外显子同一基因位置上有ε2、ε3、ε4这3种主要的等位基因，分别编码E2、E3、E4三种蛋白质。这三种ApoE蛋白在第112及158位氨基残基上存在差异，主要是精氨酸（Arg）及半胱氨酸（Cys）的变化。E3（112-Cys-158-Arg）最常见，通常被认为是ApoE的野生型，E2（112-Cys-158-Cys）及E4（112-Arg-158-Arg）则为E3的突变型。

2.2 ApoE2及ApoE4相关血脂异常 研究发现ApoE2与III型高脂血症有着重要关系，其主要原因是ApoE2与LDLR结合的受损。ApoE2与野生型ApoE3主要差别位于第158位氨基残基的变化，这个位点正好位于LDLR结合区域上。正因为该位点由精氨酸变为了半胱氨酸，使ApoE2在158位点上与第150位点上氨基残基形成盐桥，然后第150位点上的氨基残基与受体结合区域上的结合位点发生变化，ApoE2与LDLR结合受损，引起富含甘油三脂的脂蛋白的清除受损，导致血中甘油三酯水平明显升高，引起III型高脂血症[5]。

ApoE4作为三种常见ApoE表型之一，其对血脂代谢最直接影响是在会明显升高TC、LDL-C水平，增加动脉粥样硬化的发生，除此之外还能影响神经细胞代谢，导致阿尔茨海默病的发生。Frieden，C等[6]比较了63种哺乳动物与人ApoE4分子序列，发现在ApoE中有7个与功能相关的高度保守区域。区别E3与E4的第112位氨基残基位点未在保守序列中，因此E3与E4可结合的脂类种类没有明显差别，但二者功能差异巨大可能是因为ApoE与不同物质结合时会发生构象改变[7]。因E3及E4在不同构象的平衡比率上存在差异，这种平衡比率的差异会导致不同种类脂类结合效力的改变，E4主要结合至VLDL上，因为与VLDL过高的亲和力导致VLDL残余粒子清除受阻，最终影响TC的清除，使动脉粥样硬化风险增高。

3 ApoE基因多态性与脂蛋白肾病

随着ApoE各种突变体的发现以及关于其基因多态性研究的深入，越来越多与ApoE基因多态性相关的疾病被发现。脂蛋白肾病（LPG）是一种罕见的以肾小球内脂蛋白栓子形成及血脂代谢异常为主要表现的的肾脏疾病，从1987年Saito，T.等[8]首次报道LPG至今，大概有将近200例脂蛋白肾病病例被报道，这些病例集中在中国以及日本。

3.1 LPG发病机制及相关突变定位 LPG存在家族聚集现象，且LPG患者即使予以换肾治疗，仍有高复发倾向，说明LPG发病与遗传相关。早期研究发现LPG是一种常染色体隐性遗传性疾病，随后被证实其与ApoE基因突变相关，尤其是某些特定氨基酸位点的点突变，这些突变几乎都发生在ApoE分子的N-末端，而LDLR位点上的突变会影响ApoE清除并导致脂质代谢异常。

ApoE-Sendai与ApoE-Kyoto是LPG最常见的ApoE突变类型，分别于1997年及1998年被发现，均为单一氨基残基位点上精氨酸的点突变，前者位于第145位，后者位于第25位。ApoE-Sendai与ApoE-Kyoto同LDLR结合的能力均明显下降，前者只有正常ApoE的5%，提示ApoE-Sendai突变使ApoE从肾小球的清除受损[9]。在随后的研究中，有大约20余种突变被相继发现。关于ApoE-Chicago（Arg-147-Pro）的研究发现其能增加对肾小球毛细血管壁的结合能力，影响ApoE在肾脏的清除，导致ApoE在肾小球发生沉积[10]。综上所述，常见的关于LPG的ApoE突变可以使载脂蛋白的转运受限或与肾小球结合力升高，从而使载脂蛋白在肾小球毛细血管袢沉积。

随着基因研究的深入，非编码区在生命活动中所起的作用也越来越受人关注，非编码区序列可通过对编码蛋白表达、剪切、修饰折叠进行调节，因此一些LPG患者进行基因测序未检测到ApoE基因突变可能与非编码区的改变相关[11]。此外，ApoE2对LDLR的结合能力也明显低于ApoE3，ApoE2型纯合子个体与III型高脂血症密切相关，虽然也有少量出现肾脏脂质沉积的案例被发现，但都缺乏肾小球脂蛋白栓子。由此得出，LPG的发生不能以ApoE基因编码区突变、蛋白受体识别异常等单一因素来解释，而是一种多因素调控的过程。所以，关于LPG的发病可能还存在的机制亟待进一步被发现。

3.2 LPG病理特征及临床表现 目前LPG诊断需要依靠肾脏活检，通过病理活检发现LPG患者有肾小球硬化、间质增生，球内毛细血管袢高度扩张，袢内充满大小不一网状、不嗜银脂蛋白栓子，这些栓子ApoE、ApoB染色阳性。Ricardo，SD等[12]发现LPG不是单纯的肾小球硬化，其与肾小球硬化症的病理特征不一致，后者表现为肾脏脂质沉积，大量脂蛋白增加，促进巨噬细胞的吞噬，形成泡沫细胞浸润血管壁，而LPG是脂蛋白堆积在巨噬细胞外形成栓子，这也成为了解释LPG患者少有肾脏外全身性血管病变的原因之一。

脂蛋白肾病的主要临床症状为肾脏损害及血脂异常，前者表现为大量蛋白尿以及肾脏体积增大，少数患者可见镜下血尿，严重者可导致终末期肾衰。后者表现为ApoE明显升高，部分患者可出现TG升高，与III型高脂血症类似。LPG患者另一显著特点是肾脏之外少见血管病变。Tavori，H.等[2]关于ApoE-Sendai的动物模型研究发现巨噬细胞可能表达少量ApoE-Sendai，而这并不增加脂蛋白肾病发生的风险，还能通过降低动脉壁炎症及血脂水平从而减小动脉粥样硬化发生风险，并且即使高剂量的ApoE-Sendai仍然能降低动脉粥样硬化发生风险。而ApoE-Sendai造成的脂蛋白肾病是通过肾小球脂质沉积导致的肾功能损害。以上研究解释了为何LPG患者中肾脏之外少见血管病变，还间接阐明了LPG相关ApoE突变基因携带者无明显临床症状的原因。

3.3 LPG的治疗 目前LPG的治疗尚无有效方法，他汀类及贝特类药物对减少蛋白尿可能有一定作用。Xin.Z[13]等发现通过葡萄球菌A蛋白（SPA）免疫吸附可以明显降低蛋白尿，减少肾小球内脂蛋白栓子数量。但遗憾的是治疗后12个月后，患者蛋白尿量又回到了基线水平。包括换肾治疗在内的疗法仅能改善症状，延缓疾病发展，无法根治。Chen，H.K.等[14]发现某些称为"结构矫正因子"的小分子量化合物能影响ApoE4的折叠机制，使其结构趋向ApoE3，从而减小ApoE4带来的神经毒性，可用于ApoE4相关阿尔茨海默病的基因层面治疗。因此，类似"结构矫正因子"的发现也许能对LPG的基因层面进行治疗，而这将是我们接下来研究的目标。

综上所述，病理活检是诊断LPG的重要手段，因不同ApoE突变所致的LPG病理特征及临床表现，甚至治疗方式不尽相同，ApoE基因测序才是LPG最重要的诊断标准。对于LPG的治疗，目前还存在太多争议，现在很难确定何种治疗方式对LPG有效，或者仅仅对某一类突变所致的LPG有效，而这也是LPG研究的一大难点。目前全球对脂蛋白肾病的报道较少，但其实在东亚地区可能并不少见，基因检测技术限制了这类病例的收集与研究。因此，对病理活检诊断的LPG进行有效ApoE基因检测是我们未来研究方向。

参考文献：

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[14]Chen，H.K..Small molecule structure correctors abolish detrimental effects of apolipoprotein E4 in cultured neurons[J].J Biol Chem，2012，287（8）：5253-5266.编辑/丁一