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低密度脂蛋白检测方法及应用进展

日期:2017-09-29 21:28:51 来源: 中华检验医学杂志 点击:

    血脂异常是动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)重要的独立危险因素。2016年《中国成人血脂异常防治指南》修订版指出,中国成人血脂异常总体患病率高达40.4%;儿童青少年高胆固醇血症患病率明显升高;提示未来中国人群血脂异常患病及相关疾病的负担将继续加重[1]。早期检测出血脂异常个体,监测其血脂水平的变化,对高脂血症和异常脂蛋白血症的诊断、治疗以及动脉粥样硬化性心血管疾病(atherosclerotic cardiovascular disease, ASCVD)的防控和危险评估均具有重要意义。
    2016年《中国成人血脂异常防治指南》修订版中推荐以总胆固醇(total cholesterol, TC)、三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol, LDL-C)和高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDL-C)作为临床血脂检测的基本必测项目。并明确强调应将降低LDL-C水平作为防控ASCVD危险的首要干预靶点[1];此外,其他血脂项目,如脂蛋白(a)、载脂蛋白A1和载脂蛋白B等的临床应用价值正日益受到关注。2016年欧洲心脏病学会联合欧洲动脉硬化学会发布的《血脂异常管理指南》中也充分肯定了LDL-C在ASCVD发生、发展中的关键作用,并坚持以LDL-C水平作为血脂管理最重要的干预目标[2]。可见,监控LDL-C水平仍是目前血脂异常和ASCVD防治工作的核心策略,血脂水平的测定对预测ASCVD的发生、评估ASCVD的潜在风险具有重要意义。
    但现今临床血脂检测中,仍面临以下问题,例如部分ASCVD患者的LDL-C水平并未见异常;另外,部分ASCVD患者经降脂治疗后,LDL-C水平即使出现明显下降,但仍未能减少ASCVD事件的发生风险。由此提示,LDL-C水平并不能完全代表低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)的生物效应,单纯LDL-C的检测并不能完全反映ASCVD患者真实的血脂水平。因而近年来,研究者对血脂检测及其临床意义的认识逐渐从脂蛋白单纯的"量"的变化向深层次发展,更多地关注脂蛋白"质"的变化及其对相关疾病的影响。LDL亚组分的分离与检测对评价LDL在不同生理和病理情况下的生物效应是一种更为可靠的方法,比单纯测定LDL-C水平具有更重要的临床价值,有望为血脂异常和ASCVD的防治工作提供新的靶标。
一、LDL亚组分的特性和传统检测方法

(一) LDL亚组分的特性

    LDL具有异质性。通常根据颗粒直径和密度不同,分为大而轻LDL(large buoyant LDL, lbLDL)和小而密LDL(small dense LDL, sdLDL)。研究显示,sdLDL更易于氧化,且清除缓慢、更易进入动脉管壁,促进泡沫细胞的形成,因此,sdLDL被认为是LDL促AS发生、发展的主要亚型[3,4]。大量病例对照研究和前瞻性研究均发现:体内高sdLDL或sdLDL胆固醇(sdLDL cholesterol, sdLDL-C)水平与ASCVD的发生风险密切相关;sdLDL或sdLDL-C水平作为预测和评估ASCVD危险的指标比LDL-C更为敏感[5,6]。
(二) LDL亚组分的传统检测方法

    LDL亚组分的分离与检测,传统方法主要包括:(1)超速离心法是脂蛋白亚组分研究的金标准,但所需仪器设备价格昂贵,对实验室要求条件高,且操作较繁琐、分离时间较长,重复性也难以保证,因此,临床应用受限[7]。(2)梯度凝胶电泳法相对超速离心法简单,是脂蛋白亚组分研究的常用方法,但该法分辨率和特异性均不高,不能对LDL各组分进行准确的定量分析,因此,在临床实验室也尚未普及[7]。(3)毛细管电泳法的分辨率较差,并不能达到LDL各组分的有效分离;在传统毛细管电泳基础上发展起来的芯片毛细管电泳,结合激光诱导荧光检测系统,有望实现LDL各组分的简便、快速分析[8]。(4)高效液相色谱法的缺点在于需先经超速离心法对LDL作生物分离,再通过高效液相色谱仪对LDL各组分进行鉴定和检测,操作较繁琐,故未得到推广应用[9]。
分离与检测LDL亚组分的其他方法还包括离子淌度分析法、动态光散射技术、质子核磁共振光谱法等,但上述方法必须采用离子淌度光谱仪、粒度分析仪等特殊仪器设备,需要高度专业化技术的分析,并不适用于大批量样本的临床常规检测。
二、LDL亚组分的检测新方法

    Lipoprint LDL亚组分快速分析系统是目前唯一由美国食品药品监督管理局认证的用于LDL亚组分分离检测的诊断设备。Lipoprint检测系统是根据LDL的颗粒大小和电荷的多少,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳法来达到分离的目的,可在短时间内将LDL分成7个亚组分,其中组分1和2定义为ldLDL颗粒;组分3至7定义为sdLDL颗粒。该系统可高效地定量、定性检测LDL各亚组分,因而,更有利于在临床常规实验室中的普及应用[10]。研究表明,在冠心病患者血浆中,代表sdLDL颗粒的LDL组分3的水平及其百分比显著高于对照者;在具有相近LDL水平的不同冠心病患者中,血浆LDL以组分3为主的患者,其预后较差,更易发生不良心血管事件[11]。可见,对LDL亚组分水平的全面分析相较传统的单纯以LDL或LDL-C为检测目的的血脂分析,更能反映ASCVD患者体内致AS脂蛋白的真实水平,有望为临床ASCVD的危险评估提供更有价值的参考指标。
    此外,国外生物公司也推出了采用酶联免疫吸附试验竞争法检测人血清或血浆sdLDL的商品化试剂盒[12];该方法虽然有望实现sdLDL的快速检测,但是针对人sdLDL的特异性抗体并不能完全排除存在其他交叉反应的可能,且抗人sdLDL抗体的制备方法及其特异性位点仍需进一步验证,该法与其他传统sdLDL分离检测方法的相关性也需进一步评估;是否可应用于临床仍有待考证。
三、sdLDL-C检测技术的发展

    sdLDL-C的非匀相测定法主要包括肝素镁沉淀法和肝素锰沉淀法,原理是通过选择性沉淀lbLDL、中间密度脂蛋白和极低密度脂蛋白,收集含sdLDL和高密度脂蛋白的上清液,再测定上清液中LDL-C含量,从而实现对sdLDL-C的定量检测。该方法不需特殊仪器设备,较LDL亚组分传统检测方法简便;但存在预先沉淀处理容易产生不完全沉淀的缺点[13],易造成最终测定结果的不准确;且不适用于全自动生化分析仪,因此,研发一种完全自动化的sdLDL-C检测方法成为近年来LDL亚组分研究的热点之一。
sdLDL-C的匀相法检测技术实现了对样品的直接测定,满足了全自动生化分析仪对样品检测的要求。Ito等[14]发现,聚氧乙烯苄基苯基醚衍生物可选择性地与富含三酰甘油脂蛋白和HDL反应,而神经鞘磷脂酶可与lbLDL反应,由此产生的胆固醇酯可进一步与胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶和氧化氢酶分解;聚氧乙烯苯乙烯苯基醚衍生物则可保护sdLDL不与上述酶类反应,并选择性地被聚氧乙烯烷基醚分解,产生的胆固醇酯与胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶反应。利用这一原理,2011年日本电化生研株式会社研制出sdLDL-C直接测定法的商品化试剂盒,实现了临床sdLDL-C检测的完全自动化,成为目前最简便、快速的人血清或血浆sdLDL-C检测方法;且该法与LDL亚组分传统检测方法具有良好的相关性,准确度高、稳定性强,从而为临床sdLDL-C检测的推广与应用提供了基石。
    2016年,国内生物公司也正式取得过氧化物酶法sdLDL-C测定试剂盒的注册证,该产品也是国内首个适用于全自动生化分析仪测定人血清或血浆中sdLDL-C水平的产品。由此,sdLDL-C的检测将进一步在临床被推广与应用,有望带动ASCVD防控和危险评估领域的新发展。
四、sdLDL-C检测的临床应用

    已有文献报道,具有相近LDL-C水平但LDL亚组分尤其是sdLDL-C水平不同的人群发生ASCVD的风险不同[15]。分析并探讨sdLDL-C水平的变化要比单纯测定LDL-C具有更重要的临床参考价值。
Tsai等[16]通过测定4 387例稳定性心绞痛患者再发冠心病的重要危险因素,且sdLDL-C对心血管事件发生风险的预测价值优于LDL-C。Arai等[17]通过测定2 034例30至79岁无ASCVD病史人群平均11.7年的随访,结果发现,期间有116例发生了ASCVD的患者其sdLDL-C水平明显升高;采用Cox比例风险回归模型,sdLDL-C水平的升高与ASCVD发生风险的增加密切相关。Shen等[18]通过测定145例慢性肾病患者4年随访,结果发现,发生了ASCVD的患者其血清sdLDL-C、sdLDL-C/LDL-C水平均明显高于未发生ASCVD者;Cox回归分析显示,高sdLDL-C水平与慢性肾病患者ASCVD的发生风险密切相关;Kaplan-Meier生存曲线分析显示,慢性肾病患者sdLDL-C水平越高,ASCVD发生率也越高。Takiwaki等[19]通过测定128例未经治疗的早期原发性高血压患者的血清sdLDL-C水平,结果发现,高血压患者血清sdLDL-C水平与其血液黏度呈显著正相关;多元回归分析显示,血清sdLDL-C水平与血液黏度独立相关,可作为高血压患者ASCVD危险评估的可靠指标。
    此外,sdLDL-C水平还有助于相关病变严重程度的评估。Shen等[20]研究表明血清sdLDL-C水平,并根据动脉狭窄情况将患者进行分组,结果发现,动脉狭窄程度越严重,患者sdLDL-C水平越高;相关性分析也显示,sdLDL-C水平与动脉狭窄程度呈显著正相关;进一步Logistic回归分析显示,sdLDL-C水平可作为预测颈动脉狭窄的独立危险因素。Shen等[21]通过测定183例中国健康人群的血清sdLDL-C水平,结果发现,血清sdLDL-C水平与个体颈动脉内膜中层厚度呈显著正相关;多元回归分析显示,在校正年龄、性别、血脂、血压等因素的影响后,sdLDL-C水平仍与个体颈动脉内膜中层厚度独立相关。Srisawasdi等[22]通过测定260例门诊患者血清sdLDL-C水平,结果发现,其内脏脂肪面积越大、胰岛素抵抗指数越高、三酰甘油水平越高、HDL-C水平越低,患者的sdLDL水平也越高,提示sdLDL水平有利于临床代谢综合征患者的病情评估。
五、结语与展望

    国内外血脂异常管理指南的不断更新,始终坚持进行总体心血管事件危险评估,强调以降低LDL-C水平作为防控ASCVD危险的首要干预靶标,突显了临床血脂检测的重要性。随着血脂检测新方法和平台的相继建立,脂蛋白亚组分的分离检测技术持续改进,人们对血脂和脂蛋白的认识也更加深入和多元化。相较脂蛋白"量"的高低,脂蛋白"质"的改变与ASCVD的关系正逐渐引起越来越多研究者的关注。相较单纯的LDL-C水平测定,sdLDL和sdLDL-C水平的分析与检测,更能真实地反映体内致AS脂蛋白的水平,将进一步强化现有常规检验项目的临床应用价值。sdLDL和sdLDL-C分析检测技术的改进也为其在ASCVD防控和危险评估方面的推广提供了基石。然而,目前LDL及其他脂蛋白亚组分的检测方法和技术,均缺乏统一、有效、可靠的标准,不同测定系统之间的可比性难以保证,这也在一定程度上限制了sdLDL或sdLDL-C等指标的使用参考价值。因此,对脂蛋白亚组分进行分离检测的各种方法和技术,仍有待进一步的标准化、规范化,最终将为临床预测ASCVD发生、评估ASCVD危险提供新的方法与思路。
 

(责任编辑:lgh)

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