血浆脂类包括游离胆固醇（freecholesterol，FC）、胆固醇酯（cholesterolester，CE）、磷脂（phospholipid，PL）、甘油三酯（triacylglycerol/triglyceride，TG）、糖酯、游离脂肪酸（freefattyacid，FFA）等。血浆中最多的脂质有胆固醇（总胆固醇totalcholesterol，TC）、PL和LG，血浆脂质总量为4.0-7.0g/L。
血浆脂类简称血脂，其含量与全身相比只占其小部分，然而其代谢却非常活跃。肠道吸收的外源性食物酯类、肝合成的内源性脂类及脂肪组织贮存的脂肪动员都必须先经血液再到其他组织，因此，血脂水平可反映全身脂类代谢的状态。由于血脂的不断降解和重新合成在正常地进行，并保持动态平衡，血脂含量的变动也就稳定在一定的范围内。测定血浆脂类可及时地反映体内脂类代谢状况。就测定方法而言，从历史上看，测定血浆胆固醇是最古老的先行方法，其后陆续进行PL、TG和FFA的定量测定，尔后又增加脂蛋白及其载脂蛋白的测定，这些项目，已是目前临床上用于了解人体脂类代谢状况的系列指标。
一、血浆脂蛋白的分类
脂蛋白属于一类物质，因结构及组成的差异，有多种形式存在，尽管如此，仍有许多共同之处，一般都是以不溶于水的TG和CE为核心，表面覆盖有少量蛋白质和极性的PL、FFA，它们的亲水基因暴露在表面突入周围水相，从而使脂蛋白颗粒能稳定地分散在水相血浆中，如图4-1所示。
图4-1 脂蛋白结构图
血浆脂蛋白的分类方法主要有电泳法和超速离心法
（一）超速离心法
超速离心法是根据各种脂蛋白在一定密度的介质中进行离心时，因漂浮速率不同而进行分离的方法。脂蛋白中有两种比重不同的蛋白质和脂质，蛋白质含量高者，比重大；相反脂类含量高者，比重小。从低到高调整介质密度后超速离心，可依次将不同密度的脂蛋白分开。通常可将血浆脂蛋白分为乳糜微粒（chylomicron，CM）、极低密度脂蛋白（verylowdensitylipoprotein，VLDL）、低密度脂蛋白（lowdensitylipoprotein，LDL）和高密度脂蛋白（highdensitylipoprotein，HDL）等四大类。
（二）电泳法
由于血浆脂蛋白表面电荷量大小不同，在电场中，其迁移速率也不同，从而将血浆脂蛋白分为乳糜微粒、β-脂蛋白、前β-脂蛋白和α-脂蛋白等四种。α-脂蛋白中蛋白质含量最高，在电场作用下，电荷量大，分子量小，电泳速度最快，电泳在相当于α1球蛋白的位置。CM的蛋白质含量很低，98％是不带电荷的脂类，特别是甘油三酯含量最高。在电场中几乎不移动，所以停留在原点。为了取样方便，多以血清代替血浆。正常人空腹血清在一般电泳谱上无乳糜微粒。电泳分类法的脂蛋白种类与超速离心法的脂蛋白分类相应关系如图4-2所示。
图4-2 超速离心法与电泳法分离血浆脂蛋白的相应名称
二、脂蛋白组成与结构
一般认为血浆脂蛋白都具有类似的结构，呈球状，在颗粒表面是极性分子，如蛋白质，磷脂，故具有亲水性；非极性分子如甘油三酯、胆固醇酯则藏于其内部。磷脂的极性部分可与蛋白质结合，非极性部分可与其它脂类结合，作为连接蛋白质和脂类的桥梁，使非水溶性的脂类固系在脂蛋白中。磷脂和胆固醇对维系脂蛋白的构型均具有重要作用。
1.乳糜微粒CM颗粒最大，约为500nm大小，脂类含量高达98％，蛋白质含量少于2％，因此密度极低。CM由小肠粘膜细胞在吸收食物脂类（主要是甘油三酯）时合成，经乳糜导管，胸导管到血液。主要功能为运输外源性甘油三酯。
2.极低密度脂蛋白VLDL中TG主要在肝脏利用脂肪酸和葡萄糖合成。若食物摄取过量糖或体内脂肪动用过多，均可导致血VLDL增高。VLDL中脂类占85％-90％，其中TG占55％，其密度也很低。VLDL是运输内源性TG的主要形式。
3.低密度脂蛋白LDL的结构大致可分为三层：内层，占15％的蛋白质构成核心，被一圈磷脂分子包围；中层，非极性脂类居中，并插入内外层，与非极性部分结合；外层，85％的蛋白质构成框架，磷脂的非极性部分镶嵌在框架中，其极性部分与水溶性的蛋白质等亲水基团突入周围水相，使其脂蛋白稳定地分散于水溶液中；游离胆固醇分布于三层之中。
4.高密度脂蛋白HDL是一组不均一的脂蛋白，经超速离心和等电聚焦电泳，可把HDL分成若干亚族。各亚族具有不同的密度，颗粒大小及分子量不尽相同，脂质和载脂蛋白比例不同，经X射线衍射研究证实为三维形态结构。现有资料提示，HDL是对称的准球形颗粒，具有一低电子密度的核心的外壳。低电子密度的中心由非极性脂质所占据，高电子密度是部分由磷脂极性头和蛋白质组成的颗粒外壳。经园二色分析证实，HDL的蛋白部分有2/3是α-螺旋结构，其余为无规则结构。带电荷的极性氨基酸残基构成α-螺旋的极性面，而疏水侧链则占据另一面。氨基酸按顺序排列在螺旋区域形成两性结构。目前认为，HDL的结构是α螺旋区平行于脂蛋白颗粒表面，非极性氨基酸残基伸展到颗粒的非极性核心区域；磷脂的脂肪酰链则垂直于脂蛋白颗粒表面的螺旋形载脂蛋白；胆固醇酯深埋在HDL颗粒的亲脂核心内；而游离的胆固醇可能与颗粒表面在磷脂极性头和载脂蛋白结合。
HDL主要由肝合成，小肠也可合成。HDL按密度大小又可分为HDL1、HDL2和HDL3。HDL1又称为HDLc，仅在摄取高胆固醇膳食后才在血中出现，健康人血浆中主要含HDL2和HDL3。HDL主要是将胆固醇从肝外组织转运到肝进行代谢。
5.脂蛋白（a）Berg于1963年在血浆脂蛋白电泳时发现β-脂蛋白部分有一种新的抗原成分，并与LDL结合，将此抗原成分命名为脂蛋白（a）[lipoprotein(a)，LP(a)]。其后证实，LP(a)核心部分由甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯等脂质和载脂蛋白B100组成，结构类似LDL，并含有LDL中没有的载脂蛋白（a）[apolipoprotein(a)，Apo(a)]。Apo(a)与纤溶酸原具有高度同源性，在纤溶系统多个环节发挥作用，从而影响动脉粥样硬化性疾病的发生和发展。有足够证据表明，Lp(a)是动脉粥样硬化性疾病的一项独立危险因子。Lp(a)含有两类载脂蛋白，即ApoB100和Apo(a)，两者通过1至2个二硫键共价相连，若用还原剂巯基乙醇处理Lp(a)时，Apo(a)可从Lp(a)的分子上脱落下来，成为不含脂质的一类糖蛋白。剩下不含Apo(a)仅含ApoB100的颗粒，称为Lp(a-)。
脂蛋白中的蛋白部分称为载脂蛋白（apolipoprotein/apoprotein，Apo）。载脂蛋白在脂蛋白代谢中具有重要的生理功能。Apo构成并稳定脂蛋白的结构，修饰并影响与脂蛋白代谢有关的酶的活性。作为脂蛋白受体的配体，参与脂蛋白与细胞表面脂蛋白受体的结合及其代谢过程。
一、载脂蛋白组成与结构特点及生理功用
Apo种类很多，一般分为5-7类，其氨基酸序列大多数已阐明，Apo种类的命名是按1972年Alaupovic建议的命名方法，用英文字母顺序编码，即ABC顺，每一类还有亚类。
（一）载脂蛋白A族
ApoA可分为ApoAⅠ，AⅡ,AⅣ。ApoAⅠ和AⅡ大部分分布在HDL中，是HDL的主要载脂蛋白。
1.ApoAⅠApoAⅠ是ApoA族最多的一种组份，先后从人HDL中分离纯化得到ApoAⅠ，并阐明了ApoAⅠ的氨基酸序列，也预测了其二级结构的要点。人成熟的ApoAⅠ由243个氨基酸残基组成，是单一多肽链，分子量为28.3ku。人及大鼠、猴、兔、牛、鸭、树鼷等动物的ApoAⅠ已分离纯化。人和其他种属的ApoAⅠ的氨基末端为Asp，羧基末端为Gln，其分子中不含半胱氨酸和异亮氨酸。经等电点聚焦电泳证实，人和动物的ApoAⅠ都是不均一的，有10种不同的亚组份，至少有6种多态性。
目前所知，ApoAⅠ的氨基酸残基的排列有其自身的特征：①极性氨基酸残基含量较多，并以1，2或1，4相反离子对的形式排列，即Glu-Arg、Glu-Lys或Asp=lys、Asp-Arg。②疏水氨基酸残基一对对地出现在1，2或1，4反离子对的附近，因此很容易形成特有的双性螺旋二级结构。极性与非极性氨基酸残基排列的方式是载脂蛋白的一个共性。由疏水氨基酸残基组成螺旋的非极性面，由带电荷亲水的氨基酸残基组成螺旋极性面，故称为双性螺旋。与一般蛋白质的α-螺旋不同，这种双性螺旋既有亲脂的一面又有亲水的一面。ApoAⅠ富含双性螺旋结构，对于维持其正常的生理功能是非常重要的。
ApoAⅠ主要存在于HDL中，在HDL3中ApoAⅠ占载脂蛋白的65％，在HDL2中ApoAⅠ占载脂蛋白的62％，在CM、VLDL和LDL中也有少量存在。血浆中呈现β迁移率的一种β-HDL，其内80％为ApoAⅠ。
Ⅰ的生理功能有：①组成载脂蛋白并维持其结构的稳定性与完整性。实验表明，纯化的ApoAⅠ在水溶液中可以自发地和脂类结合。用CNBr法将ApoAⅠ裂解成四个肽段，发现仅有羧基末端的肽段可自发和磷脂结合。后来进一步确认这一段是ApoAⅠ224-242段，这一段既可维持双性螺旋的结构，又可以维持和脂质结合所具备的疏水性。②ApoAⅠ可以激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）的活性。已经证实，ApoAⅠ是通过激活LCAT，再催化胆固醇酯化。ApoAⅠ肽段Ⅲ（肽段116-151）是激活作用的中心。③ApoAⅠ可作为HDL受体的配体，含ApoAⅠ脂蛋白可以和转铁蛋白及铜蓝蛋白形成大分子复合物以运输铁和铜离子。
Ⅰ由肝和小肠合成，血浆中生物半寿期为45天。
2.ApoAⅡApoAⅡ是HDL中第二种含量多的载脂蛋白，在HDL2中占载脂蛋白的15％，在HDL3中占载脂蛋白25％，在CM中占载脂蛋白的7％-10％，VLDL中也存在少量。到1985年，ApoAⅡ蛋白质的氨基酸序列，cDNA序列及基因序列均已阐明。ApoAⅡ是由两条多肽链的77个氨基酸残基组成。ApoAⅡ在不加还原剂的SDS-PAGE中测出分子量是17ku，在人血浆中以二聚体形式存在。ApoAⅡ的单体分子量为8.7ku。ApoAⅡ蛋白的C端氨基酸残基为谷氨酸，N端为吡咯烷酮酸，缺乏组氨酸、精氨酸及色氨酸。ApoAⅡ有多态性存在。
ApoAⅡ生理功能是：①维持HDL结构，ApoAⅡ肽段12-31和肽段50-77具有与磷脂结合的能力。经二级结构分析认为，残基17-30和51-62形成的双性螺旋结构是人ApoAⅡ与脂质结合的分子基础。②激活肝脂酶，用以水解CM和VLDL中的TG和PL。还有报道，ApoAⅡ可抑制LCAT活性。
ApoAⅡ由肝和小肠合成。人血浆中的ApoAⅡ生物半寿期为4.4天。
3.ApoAⅣ最先从大鼠HDL和CM中发现载脂蛋白AⅣ，以后证实人血浆中也有ApoAⅣ存在，主要分布于密度大于1.211g/ml部分。成熟ApoAⅣ由376个氨基酸残基组成。经SDS-PAGE确认大鼠和人ApoAⅣ分子量为44-46ku。人和大鼠氨基酸组成相似，是一种糖蛋白，含有6％的碳水化合物，其中甘露醇占1.8％，半乳糖占1.55％，N-乙酰葡萄糖胺占1.55％，唾液酸占1.1％。ApoAⅣ有多态性存在，生物半寿期为10小时。
ApoAⅣ生理功能目前尚不完全清楚，据推测ApoAⅣ在胆固醇逆向转运过程中起着重要作用。体外的ApoAⅣ可以促进LCAT的胆固醇酯化反应，并认为是LCAT的激活剂。ApoAⅣ由肝和小肠合成，并有五种多态型。
（二）Apob族
体外实验表明，ApoB是难溶于水的蛋白质。目前所知，ApoB族可分为两个亚类，即ApoB48和ApoB100。ApoB主要成分是B100，其次为B48，其它形式的如ApoB75、ApoB41、ApoB36等均为ApoB100的不同降解产物。
1.ApoB100ApoB是单链糖蛋白，分子量为51ku，主要在肝，少数在小肠合成。ApoB100由4536个氨基酸残基组成。包括27个（或24）氨基酸信号肽和4536个氨基酸残基的成熟单体蛋白。1986年ApoB100的全部氨基酸残基排列顺序及结构已经阐明。当年已测出ApoB100的cDNA序列，ApoB100分子中含有25个Cys残基。其中有11个Cys残基集中分布在前面500氨基酸组成区域，形成链内二硫键，所以N端高度交联成典型球形结构。Cys残基通过硫酯键与软脂酸、硬脂酸相结合，使ApoB牢固地连接着脂质成分。ApoB100中，对脂类结合十分必要的区域结构在203-2506和4002-4527氨基酸残基之间。两个结构区域重复出现两性亲脂α-螺旋区段；另有一种结合脂质的重要结构是含疏水和亲水性氨基酸交替排列的两性亲脂β-折叠结构。这种结构分布在整个分子序列中，但集中于四个富含脯氨酸区，这种富含脯氨酸的重复序列是ApoB所特有的，使ApoB能够将磷脂侧链深埋其间并使之紧密结合。由于ApoB的两性α-螺旋和富含脯氨酸的疏水肽以及可被脂酰化的Cys残基形成的特殊结构，在VLDL和LDL从分泌到被清除的整个过程中，使α-螺旋能够与单层极性脂牢固地结合，从而使其不在脂蛋白分子间转换，这是与其他载脂蛋白不同之处。
ApoB100的生理功能有：①合成装配和分泌富含甘油三酯的VLDL；②是LDL的结构蛋白。③LDL受体的配体，并可调节LDL从血浆中的清除速率。
2.ApoB48ApoB48因分子量是ApoB100的48％而得名。存在于CM中，不与其他脂蛋白分子交换。ApoB48在小肠合成，是组装CM所必需的载脂蛋白。小肠细胞分泌CM后进入淋巴液，并通过胸导管再进入血液循环，再分布到毛细血管的内皮细胞，主要是骨骼肌体和脂肪组织的内皮细胞，脂肪酶可水解CM中甘油三酯的80％-90％，剩下的脂蛋白颗粒则称为CM残粒，尓后送到肝，被肝脂酶进一步代谢，最后被能够识别ApoE的残粒受体摄取。该残粒受体是LDL受体，还是与LDL受体相关的蛋白或其他蛋白质，目前尚不清楚。
人血浆中ApoB48生物半寿期仅5-10分钟，分解速度很快，血浆中的浓度很低，约相当于ApoB100的0.1％。经SDS-PAGE电泳染色在VLDL组分中可检出痕量的ApoB48。进食丰富的脂肪后，ApoB48/ApoB100比值明显增加。
（三）ApoC族
ApoC是目前所知载脂蛋白中分子量最小的一类。最先从VLDL中分离出一种含有少量磷脂的低分子量载脂蛋白，并命名为载脂蛋白C。此后双在HDL中发现有ApoC，并进一步确认ApoC有三种亚型，即ApocⅠ、Ⅱ、Ⅲ。
Apoc是由57个氨基酸残基组成的单一多肽链，其序列已测出，不含半胱氨酸、组氨酸和酪氨酸。分子量为6625u。人ApoCⅠ二级结构中有55％α-螺旋结构，极易与磷脂结合，它是LCAT的激活剂。
ApoCⅡ是由79个氨基酸残基组成单一多肽链，氨基酸顺序已测出，分子量为9110u,有两种多态型，pⅠ分别为4.86和4.69。不含半胱氨酸和丝氨酸，其二级结构的α-螺旋约占23％。ApoCⅡ可激活多种来源的脂蛋白脂肪酶（LPL），其结构中第55-78位氨基酸残基是维持其对LPL激活作用的最短的必须区域。羧基端43-50位氨基酸残基为α-螺旋结构的脂质结合区。
ApoCⅢ由79个氨基酸残基组成单一多肽链，由于第74位苏氨酸残基所带唾液酸个数不同，又可分为ApoCⅢ、CⅢ1、CⅢ2三个亚类，也是其多态性，等电点分别为5.02，4.82和4.62。ApoCⅢ氨基酸序列已测出，分子量为8764u，其二级结构在不同状态下，α-螺旋约占22％-54％不等。ApoCⅢ的α-螺旋结构极易与磷脂结合。
ApoC族生理功能有：①同磷脂相互作用，维持脂蛋白结构：在溶液中呈特殊的立体双性离子，带负电荷的酸性氨基酸与磷脂带正电荷的基团作用，具有很强的磷脂结合活性。由于与磷脂的相互作用，使ApoC族的α-螺旋结构增加，而磷脂的单个酯酰链的运动则受到限制，从而影响磷脂从凝胶态到液晶态的转变，两者作用的结果，从而固系了脂蛋白的结构；②对酯酶有激活作用，HDL的磷脂在流动性增加时，ApoCⅠ通过HDL脂层表面后促进了LCAT的催化作用；③ApoCⅡ可以激活LPL，其激活机制可能是：LPL通常与外周循环肝素样分子结合并附着于血管内皮上，当LPL接触CM或VLDL时，LPL便同脂蛋白颗粒表面的磷脂发生作用，进而结合于脂蛋白颗粒上，其内的ApoCⅡ与LPL发生作用，改变LPL的空间结构，进而催化水解甘油三酯。
Apoc主要由肝合成，小肠也合成少量。
（四）ApoE
ApoE是一种富含精氨酸的碱性蛋白，人AppE由299个氨基酸残基组成，分子量为34.145ku，含32个Arg和12个Lys，存在于血浆CM、VLDL及其残粒中，β-VLDL中含ApoE量高于VLDL，一部分ApoE在血液中与ApoAⅡ形成复合体。已测出ApoE的蛋白质一级结构，建立ApoE和cDNA序列，并确认ApoE有3个等位基因异构体以及基因在染色体上的定位。据推算和测定，在溶液中ApoE有62％的α-螺旋、9％的β-片层、11％的β-转角和18％的无规则线团。ApoE分子可以被凝血酶水解为N-端和C-端两个区域，N-端区（1-191）为22ku的可溶性球蛋白，此区域较稳定；C-端区（216-299）分子量为10ku，螺旋程度很高，不稳定，是与脂蛋白的结合区，ApoE主要由肝脏合成，近年来发现脑、肾、骨骼、肾上腺及巨噬细胞也能合成ApoE。
ApoE生理功能有：①是LDL受体的配体，也是肝细胞CM残粒受体的配体，它与脂蛋白代谢密切相关；②ApoE具有多态性，多态性与个体血脂水平及动脉粥样硬化发生发展密切相关。
（五）Apo(a)
早期测定脂蛋白（a）[LP(a)]在人群分布率为30％。目前采用更灵敏的方法发现几乎存在于所有人群中，仅是血浆深度差异很大，波动在0-1000mg/L的范围。1987年克隆了人Apo(a)的基因序列，并推导出氨基酸序列，提示Apo(a)的分子结构与纤溶酶原极为相似。Apo(a)含有一个疏水信号序列，37个Kringle-4拷贝、1个Kringle-5及1个胰蛋白酶样区。第36个Kringle-4含有一个额外未配对半胱氨酸，推测此处可能是Apo(a)以二硫键与ApoB结合的部位。经胰蛋白酶限制性水解Apo(a)发现，Apo(a)中的Krtingle-4有75％-85%的氨基酸与纤溶酶原的第391-472个氨基相同，有共同的抗原簇，两者表现有交叉反应。纤溶酶原（PG）是一种丝氨酸蛋白酶原，含有791个氨酸残基，结构中含有5个富含半胱氨酸的“Kringle”样结构，即Kringle1-5，在Kringle-5的后面为一丝氨酸蛋白酶区。PG与Apo(a)结构相似，如图4-3所示。
图4－3 载脂蛋白（a）结构示意图
A:KringleB：纤维蛋白溶酶原C：Apo（a）
Kringle结构是三对二硫键组成的三套环形结构，含有78-82个氨基酸残基，因其序列的书写形式酷似一种丹麦面糕而得名。在其第1与第6、第2与第4、第3与第5半胱氨酸上，连成三个二硫键。这种结构也出现在前凝血酶、尿激酶、链激酶和纤溶酶原激活剂（t-PA）的组份中。由于Apo(a)分子中的Kringle-4数目可在15-27之间变化，从而导致Apo(a)有多种不同的异构体。
Apo(a)结构中有一蛋白酶区，推测其功能可能是一种酶。在分子中相当于PG蛋白酶的丝氨酸被精氨酸代替，可使其丧失酶的功能。由于Kringle结构与PG相似，推测Apo(a)可能结合到象PG受体或纤维蛋白那样的大分子上，再加上LP(a)颗粒携带的胆固醇结合到血管损伤部位，因此它不仅促进动脉粥样硬化形成，也阻碍血管内凝血块的溶解。
二、载脂蛋白的基因结构及表型
（一）基因多态性概念
各种生物都能通过生殖产生子代，子代和亲代之间，不论在形态构造或生理功能的特点上都很相似，这种现象称为遗传（heredity）。但是，亲代和子代之间，子代的各个体之间不会完全相同，总会有所差异，这种现象叫变异（variation）。遗传和变异是生命的特征。遗传和变异的现象是多样而复杂的，正因为如此，才导致生物界的多种多样性，生物体所具有的遗传性状称为表型或表现型（phernotype）。生物体所具有的特异基因成分称为基因型（genotype）。表型是基因型与环境因素相互作用的结果。遗传物质是相对稳定的，但是又是可变的，遗传物质的变化以及由其所引起表型的改变，称为突变（mutation）。遗传物质突变包括染色体畸变和基因突变。基因突变是染色体中某一点上发生化学改变，所以又称为点突变（pointmutation）。基因结构和遗传表型的研究是深入了解脂蛋白代谢缺陷症的分子生物学基础，逆向遗传学方法（reversegeneticapproach）则使其有可能在蛋白质水平系统地分析结构和功能的关系。现已采用一个特定的cDNA探针从基因文库中筛选所需要的基因进行cDNA克隆，测定其核苷酸序列，然后从核苷酸序列推断蛋白质氨基酸序列。目前，已分离出许多与动脉粥样硬化有关的脂蛋白的cDNA克隆，并将其蛋白质一级结构的氨基酸排列顺序和基因的核苷酸顺序测出。现已查明，ApoAⅠ、AⅣ、E、B、CⅡ和(a)都存在着异构体，也就是说存在着各种不同的表型或基因型，并可分别从蛋白质水平和核酸水平进行分型。现分别介绍几种主要载脂蛋白的基因结构。
（二）载脂蛋白基因结构特点
人血浆中载脂蛋白的结构及功能，经过近十年的深入研究，已了解得较为清楚。大部分载脂蛋白的基因和cDNA都已得到分离和确定，其核苷酸顺序也进行了测定。除ApoAⅣ，B、(a)外，它们的共同特点是含有三个内含子（intron）和四个外显子（exon），其内含子插入外显子的位置大致相同，基本上按照生理功能的不同，将其加以分隔。第一个内含子把5′-末端的非翻译区和翻译区分开；第二个内含子把信号肽编码（singnalpeptide）和功能蛋白编码区分开；第三个内含子则把原肽编码区和成熟肽编码区分开。这些基因的第一、二、三外显子的核苷酸数量也相差无几，第四个外显子核苷酸数量不同而导致各种载脂蛋白基因长度不同。从生物进化角度考虑，上述载脂蛋白基因结构相似性，提示可能来源于一个共同的祖先，即ApoCⅠ基因。ApoAⅣ与其他载脂蛋白基因结构不同，它只含有三个外显子。载脂蛋白基因结构的另一特点是几个基因相接很近，定位于同一染色体的一个位点上或附近，呈紧密连锁状态。如ApoAⅠ、CⅢ和AⅣ基因位于第11号染色体长臂2区，形成一个约15kb的基因簇。还有一个紧密连锁的基因簇是ApoE、CⅠ和CⅡ基因，同位于第19号染色体长臂3区，见图4-4。
ApoA-Ⅱ基因定位于第1号染色体长臂2区，ApoB基因定位于第2号染色体短臂2区，Apo(a)基因定位于第6号染色体长臂2区。
（三）载脂蛋白基因结构
1.ApoAⅠApoAⅠ基因长1863bp，含有三个内含子，第一个内含子位于5′端非翻译区；第二个内含子位于翻译区的AⅠ前肽区内；第三个内含子插入翻译成熟AⅠ第43氨基酸残基处。ApoAⅠ基因含有四个外显子，分布于ApoAⅠ基因的不同区域，ApoAⅠ基因与ApoCⅢ、AⅣ基因相连成簇，CⅢ基因居中，转录方向与AⅠ和AⅣ基因相反。位于AⅠ和CⅢ基因共同3′区的DNA序列，可能参与对AⅠ基因的转录调控。
图4-4 人载脂蛋白AⅠ、AⅡ、AⅣ、B100、
CⅡ、CⅢ和E基因结构示意图
粗线代表外显子，粗线之间的细线代表内含子，粗线上缘数字
代表该段核苷酸数目
2.ApoBApoB族位于2号染色体P23→Pter区，是由非翻译区、编码区、TAA终止密码子和一个3′端的非翻译区组成。ApoB100基因全长43kb，含29个外显子和28个内含子见图4-4，其中第26和第29两个外显子特别长，分别含有7552和1905bp，外显子2最短，仅39bp（从211-249）。内含子则以第27个为最短（107bp）。人群中至少有14种不同的3′端高变异等位基因区，75％的人群在此区是不均一的。
ApoB48和ApoB100除了在结构上有关外，ApoB48的形成机制目前尚无完全一致的看法，主要认为有合成ApoB48的基因存在。1987年被发现ApoB48是由ApoB100通过一种新的机制涉及到mRNA的编辑而产生的。在测定从人小肠基因库分离的ApoBcDNA的序列时发现，小肠ApoBcDNA的第6666个核苷酸为T，而从肝分离的ApoBcDNA克隆在此位置为C。将T替换C则6666处产生一终止编码（TAA），TAA替换CAA编码使ApoB100的2153位氨基酸应为Gln，预示血浆中存在的ApoB48应是相当于ApoB100的2153氨基末端为Gln。这一预测后来得到实验证实，并发现核苷酸上6666的替换C→T只发生在小肠的mRNA上，而不发生在小肠基因组（genomic）DNA上，因此这是转录以后的一种特殊形成的编辑小肠mRNA的结果．
3.ApoE人ApoE基因位于19号染色体长臂3区，含有四个外显子和三个内含子。
1975年首先观察到ApoE的多态性，利用等电聚焦电泳和SDS-PAGE可以确认ApoE的多态性。实验表明，ApoE有三种异构体（isoform）即E2、E3和E4。有的人只含有一种主要异构体即纯合子，有的人可含二种主要异构体为杂合子。由此可见，人群中可有六种不同的表现。根据ApoE表型提出ApoE基因模型认为，ApoE的合成是由位于一个基因位点上的三个等位基因所控制，即E2、E3和E4，每一个等位基因对应于一个主要异构体，产生三种纯合子（E2/2，E3/3，E4/4）和三种杂合子（E2/3，E2/4，E3/4）共六种常见表型，另外，还有极少见的异构体。一般认为，次要异构体是由主要异构体翻译后，经唾液酸糖化修饰后转变而来。ApoE3/3型又称野生型。ApoE的基因序列的112位和158位两种氨基酸残基即精氨酸（Arg）和半胱氨酸（Cys）的交换决定了异构体的种类。ApoE4在这两个位置上都是Arg；E2都是Cys；112和158位是Arg者为ApoE3异构体。自然人群中，基因频率（3）分布最高，ApoE3/3表型分布约70％，见图4-5。
4.ApoC族ApoCⅡ基因有3347bp，含有4个外显子和3个内含子。ApoCⅡ的羧基末端氨基酸序列是激活脂蛋白脂肪酶的活性功能区域。ApoCⅢ基因含有3133bp，有4个外显子和3个内含子。
图4-5 人ApoE三种主要异构体的氨基酸残基及基因密码的改变位置
5.Apo(a)运用cDNA探针进行染色体定位研究时发现，Apo(a)的基因位点在人第6号染色体长臂2区6-7带间，与血纤溶酶原（PLG）的基因位点有部分重叠。测定PLG基因跨距为525kb，由18个内含子与19个外显子组成，5个Kringle结构由各自两个外显子编码。Apo(a)cDNA分析表明，Apo(a)与PLG的基因有很多相似之处。
通过家系研究，目前已发现Apo(a)基因位点中至少有26个等位基因与多态性有关。这些等位基因至少表达有34种Apo(a)异构体。
脂类在血液中以脂蛋白形式进行运送，并可与细胞膜上存在的特异受体相结合，被摄取进入细胞内进行代谢。迄今为止报道的受体已有很多种，研究最详尽的是LDL受体，其次是清道夫受体，再就是VLDL受体。这三种受体的氨基酸序列、构象及与配体的结合部位都已阐明，并且已成功地得到其cDNA。Brown和Goldstein于1974年研究家族性高胆固醇血症
（familialhypercholesterolemia，FH）患者代谢缺陷时，在成纤维细胞膜上发现了LDL受体（LDLreceptor，LDLR）的存在。以后相继发现有VLDL受体和清道夫受体。脂蛋白受体在决定脂类代谢途径、参与脂类代谢、调节血浆脂蛋白水平等方面起重要的作用。脂蛋白受体的发现是脂类代谢研究的里程碑，推动了脂蛋白、载脂蛋白的深入研究。
一、LDL受体
最先从牛肾上腺分离出LDL受体，以后又分离了编码牛LDL受体羟基末端1/3氨基酸的cDNA，并初步阐明了牛LDL受体的cDNA，并且推导出人LDL受体的氨基酸序列。
（一）LDL受体结构
LDL受体是一种多功能蛋白，由836个氨基酸残基组成36面体结构蛋白，分子量约115ku，由五种不同的区域构成，各区域有其独特的功能，见图4-6。
图4-6 LDL受体与VLDL受体结构示意图
1.配体结合结构域配体结合结构域由292个氨基酸残基组成，其中共有47个半胱氨酸（Cys）。含有七个由40个残基组成的与补体Cb和Cq类似的重复序列，每个重复系列中有6个半胱氨酸残基，所有42个半胱氨酸残基均已构成二硫键，重复序列2，3，6，7是结合LDL所必需，其中任何一种发生突变，均使受体丧失结合LDL的能力。重复序列5则与结合β-VLDL有关，若该序列突变时，受体结合β-VLDL的能力丧失60％。该受体不仅能结合LDL，还能结合VLDL、β-VLDL和VLDL残粒，它不仅能识别ApoB100，也可识别含ApoE的脂蛋白。ApoE、B100为LDL受体的配体，因此，LDL受体又称为ApoB100E受体。
2.EGF前体结构域该域约由400个氨基酸残基组成的肽段，有五个重复序列，每个重复序列包括25个氨基酸残基。EGF前体结构域与小鼠上皮细胞生长因子（epidermalgrowthfactor，EGF）前体有同源性，这一区域因此而得名。体外实验证实，这个区域的肽段，属于细胞膜外结构蛋白，起着支撑作用。
3.糖基结构域由58个氨基酸残基组成，是紧靠细胞膜面的肽段，有18个丝氨酸或苏氨酸，构成O-连接糖链，对LDL受体也有支撑作用。
4.跨膜结构由22个氨基酸残基组成，富含疏水氨基酸残基，属于跨膜蛋白，起着固系于细胞膜中的“抛锚”作用。这个区域若有缺陷则影响受体的细胞外分泌。
5.胞液结构域位于细胞膜的胞质侧，由50个氨基酸残基组成，C-末端位于胞质并“深埋”于胞质之中。
（二）LDL受体基因结构及功能
1.受体亲和性含ApoB100的脂蛋白可以与LDL受体以高亲和力结合，肠道分泌的ApoB48不是LDL受体的配体，所以肝脏不能清除完整的CM。
2.基因结构人LDL受体基因长度45ku，由18个外显子和17个内含子组成。
3.LDL受体途径LDL受体广泛分布于肝、动脉壁平滑肌细胞、肾上腺皮质细胞、血管内皮细胞、淋巴细胞、单核细胞和巨噬细胞，各组织或细胞分布的LDL受体活性差别很大。
LDL或其他含ApoB100、E的脂蛋白如VLDL、β-VLDL均可与LDL受体结合，内吞入细胞使其获得脂类，主要是胆固醇，这种代谢过程称为LDL受体途径（LDLreceptorpathway）。该途径依赖于LDL受体介导的细胞膜吞饮作用完成，如图4-7所示。当血浆中LDL与细胞膜上有被区域（coatedregion）的LDL受体结合（第1步），使其出现有被小窝（coatedpit）（第2步），并从膜上分离形成有被小泡（coatedvesicles）（第3步），其上的网格蛋白（clathrin）解聚脱落，再结合到膜上（第4步），其内的pH值降低，使受体与LDL解离（第5步），LDL受体重新回到膜上进行下一次循环（第6、7步）。有被小泡与溶酶体融合后，LDL经溶酶作用，胆固醇酯水解成游离胆固醇和脂肪酸，甘油三酯水解成脂肪酸，载脂蛋白B100水解成氨基酸。LDL被溶酶体水解形成的游离胆固醇再进入胞质的代谢库，供细胞膜等膜结构利用。胞内游离胆固醇在调节细胞胆固醇代谢上具有重要作用；若胞内浓度升高，可能出现下述种情况：①抑制HMGCoA还原酶，以减少自身的胆固醇合成；②抑制LDL受体基因的表达，减少LDL受体的合成，从而减少LDL的摄取，这种LDL受体减少的调节过程称为下调（downregulation）；③激活内质网脂酰基CoA胆固醇酰转移酶（Acyl-CoAcholesterolacyltransferase，ACAT），使游离胆固醇在胞质内酯化成胆固醇酯贮存，以供细胞的需要。经上述三方面的变化，用以控制细胞内胆固醇含量处于正常动态平衡状态。血浆中胆固醇主要存在于LDL中，而65％-70％的LDL是依赖肝细胞的LDL受体清除。肝的LDL受体还影响LDL的合成速率及VLDL代谢。曾经认为人VLDL几乎全部在血循环中转变为LDL，LDL再被肝外组织摄取。现在经大鼠和兔实验研究表明，仅有15％以下转变为LDL，人则是小于50％的VLDL转变为LDL，大部分VLDL是以VLDL或VLDL残粒的形成被肝摄取。VLDL残粒与肝受体的亲和力比VLDL大很多。所以VLDL残粒被肝清除的速率比VLDL快。VLDL残粒大部分被肝清除，一小部分在肝脂酶作用下水解除去甘油三酯而转变成LDL。LDL受体还在乳糜微粒代谢中起一定作用。乳糜微粒中的ApoB48不能识别ApoB100E受体，所以肝不能清除完整的乳糜微粒。CM中虽有少量ApoE，因含有丰富的ApoC，可掩盖ApoE，而阻碍其与肝的ApoB、E受体结合，血液中乳糜微粒被脂蛋白脂肪酶水解去除其大部分甘油三酯核心后，同时丧失部分ApoC、A，生成乳糜微粒残粒后除去了阻碍ApoE与受体结合的因素，其残粒可迅速被肝清除，约有一半是通过LDL受体，另一半通过LDL受体相关蛋白代谢，其半寿期短。
总之，LDL受体主要功能是通过摄取Ch进入细胞内，用于细胞增殖和固醇类激素及胆汁酸盐的合成等。
二、VLDL受体
在ApoE100存在下，LDL受体可以结合LDL；有ApoE存在时，LDL受体既可结合LDL，又可结合VLDL、β-VLDL。与LDL受体不同，还有一种仅与含ApoE脂蛋白结合的特异受体存在，有以下临床现象及实验结果让人不得不推测还有另一种受体的存在：①纯合子FH患者血中乳糜微粒残粒并不增加；②LDL受体缺陷的WHHL兔乳糜微粒残粒仍正常地被肝摄取；③LDL受体下调状态下，乳糜微粒残粒可以在肝内异化，FH的LDL受体缺陷者或WHHL兔巨噬细胞不能利用LDL使之泡沫化，但可利用含ApoE脂蛋白的乳糜微粒残粒β-VLDL使其泡沫化，所以推测有对ApoE特异结合的另一种受体存在。
利用cDNA单克隆证明存在VLDL受体，其结构与LDL受体类似，如图4-6所示。由与LDL受体相同的五部分组成，即配体结合结构域、EGF前体结构域、含糖基结构域、跨膜结构域和胞液结构域。然而并非完全相同，配体域结构有32％的相同性，EGF前体结构域有52％的相同性；含糖基结构域仅有19％的相同性，跨膜域有32％相同性，胞质域有46％的相同性。LDL受体对含ApoB100的LDL，含ApoE的VLDL、β-VLDL、VLDL残粒有高亲和性。VLDL受体仅对含ApoE的脂蛋白VLDL、β-VLDL和VLDL残粒有高亲和性结合，并摄入细胞内，对LDL则为显著的低亲和性。VLDL受体在肝内几乎未发现，但是广泛分布在代谢活跃的心肌，骨骼肌、脂肪等组织细胞。
LDL受体受细胞内Ch（胆固醇，cholesterol）负反馈抑制，VLDL受体则不受其负反馈抑制。当VLDL受体的mRNA量成倍增加时，不受LDL乃至β-VLDL的影响。这是因为VLDL的配体关系使β-VLDL的摄取不受限制。这一点，对由单核细胞而来的巨噬细胞的泡沫化在早期动脉粥样硬化的斑块形成中有重要意义。
VLDL受体在脂肪细胞中多见，可能与肥胖成因有关。
图4-7 LDL受体胞吞作用示意图
三、清道夫受体
遗传性的LDL受体缺陷的杂合子是不能摄取LDL的，但动脉粥样硬化斑块的巨噬细胞有从LDL来的胆固醇大量蓄积并泡沫化，其原因用LDL受体途径无法解释，因为从这条途径不可能摄取过多的脂质。Brown与Goldstein等使LDL乙酰化，从而导致不受细胞内胆固醇调节的过剩脂质也摄入，并出现异常蓄积，进而推测存在一种LDL受体途径以外的脂质摄取途径，使巨噬细胞摄取乙酰化LDL。Brown等人提出这种设想并定名为清道夫受体（scarengereceptor），以后许多实验证明了这种推测。其后，在细胞培养液中添加氧化剂使LDL氧化修饰，其结果使巨噬细胞摄取了这种变性LDL。现在认为，人体内脂质过氧化反应导致的变性LDL，可被巨噬细胞无限制地摄取入细胞内，这是因为变性LDL上带有各种分子的负电荷可与清道夫受体结合。
（一）清道夫受体结构
1990年用配体亲和层析和免疫亲和层析，将牛肺巨噬细胞清道夫受体纯化，并由其部分氨基酸序列克隆得到Ⅰ型、Ⅱ型清道夫受体cDNA。以后相继将人、兔和小鼠的清道夫受体cDNA克隆成功。该受体C-末端为半胱氨酸的为Ⅰ型，具有短肽结构的为Ⅱ型，清道夫受体共有两种亚基，以三聚体形式存在，是分子量为22万的膜糖蛋白；N末端在细胞膜内侧，C末端在膜外侧存在，是内翻外“inside-out”型的受体。该受体的Ⅰ、Ⅱ型均由六个区域部分组成，如图4-8所示。
图4-8 清道夫受体结构示意图
1.N-端胞质域由50个氨基酸残基组成，可能与包涵素结合，类似LDL受体结构。其中央部分是磷酸化区域，是摄取配体的最重要的部位。
2.跨膜域（transmembrane）由第51-76氨基酸残基构成。为疏水性氨基酸组成的单一结构，“抛锚”固定于细胞膜上。
3.间隔域由第77-150氨基酸残基构成。
4.α-螺旋卷曲螺旋域（α-hericalcoiled-coil）由第151到271共121个氨基酸残基组成，此肽段常常先折叠成右手α-螺旋，每圈含3.5个氨基酸残基。这些α-螺旋又相互缠绕，构成平行的三股索状结构。这种右手螺旋索靠α-螺旋之间由脂肪族氨基酸的疏水核心来维持。
5.胶原蛋白样域属第273至343个氨基酸残基肽段，这种序列与胶原蛋白非常相似，推测这段肽链为右手胶原蛋白样三联体螺旋。
6.C-端侧特异域属第344至543个氨基酸残基肽段，为羧基末端，该段富含半胱氨酸。清道夫受体的8个半胱氨酸有6个在此范围，所以称为清道夫受体富含半胱氨酸域（scavengerreceptorcysteinrichdomainlike，srcR）。半胱氨酸的二硫键交联而成的区域非常紧密、牢固，形成球状，足以经受细胞外环境的影响，属于细胞外区域。
srcR域长约430nm，犹如三朵郁金香的“花苞”，由间隔域到α-螺旋卷曲螺旋域构成的“花茎”为支撑，这一“花茎”约占总长度的52％或胞外部分的62％。Ⅱ型清道夫受体没有srcR域，代之以6个氨基酸残基，所以是“截短”的清道夫受体，但Ⅱ型清道夫受体比Ⅰ型清道夫受体具有高亲和力结合和介导内移修饰LDL作用，配体谱很广。
（二）清道夫受体配体
清道夫受体配体谱广泛，有：①乙酰化或氧化等修饰的LDL；②多聚次黄嘌吟核苷酸，多聚鸟嘌吟核苷酸；③多糖如硫酸右旋糖酐；④某些磷脂，如丝氨酸磷脂，但卵磷脂不是配体；⑤细菌脂多糖，如内毒素等。这样广泛的配体谱的共同特点是多阴离子化合物。Ⅱ型清道夫受体没有srcR域，但仍具有与Ⅰ型相同的功能，显然配体结合域不在srcR域，推测其结合域在胶原蛋白样域，C末端的22个氨基酸残基作为配体识别位点，是结合多阴离子配体所必须的位点。
（三）清道夫受体功能
目前对于清道夫受体的功能还不十分清楚，是人们在研究巨噬细胞转变成泡沫细胞的机制时发现的。近年来大量实验证明LDL可被巨噬细胞、血管内皮细胞和平滑肌细胞氧化成氧化LDL，可通过清道夫受体被巨噬细胞摄骤，形成泡沫细胞。氧化LDL还能吸引单核细胞粘附于血管壁，对内皮细胞有毒性作用，从而促进粥样斑块形成。这些研究无疑阐明了巨噬细胞的清道夫受体在粥样斑块形成机制中起重要作用；另一方面，也推测巨噬细胞通过清道夫受体清除细胞外液中的修饰LDL，尤其是氧化LDL，是机体的一种防御功能。还有清除血管过多脂质，清除病菌毒素，摄取内毒素及其他多方面的功能。
清道夫受体分布于胎盘、肝、脾等单核吞噬细胞系统。
清道夫受体不仅在组织巨噬细胞内存在，在单核细胞分化由来的巨噬细胞侵入内皮下的过程中也见有该受体。兔、大鼠高脂肪膳食模型制作过程中，喂饲高胆固醇开始的几天见到LDL样粒子附着于血管壁，其后有单核细胞附着于内膜，巨噬细胞导致脂肪线条病巢形成，并以成百成千巨噬细胞簇出现，此时发现有大量的清道夫受体。当病灶逐步进入平滑肌细胞内膜后，其深部巨噬细胞仅有少量残存，受体量逐渐减少。若变性LDL显著增加时，清道夫受体摄取脂质的过程不受制约，可能这是脂质沉积的重要原因，也是动脉粥样硬化发病的重要机制。使LDL变性的主要因素是脂质的过氧化，然而是何种原因引起胆质过氧化的，尚待进一步研究。
参与脂质代谢的酶有LPL，HTGL，LCAT，ACAT，HMG-CoA还原酶，HMGCoA合成酶。脂质代谢过程中还有几种特殊蛋白质如CETP等。
一、脂蛋白脂肪酶
脂蛋白脂肪酶（lipoprteinlipase，LPL）是脂肪细胞、心肌细胞、骨骼肌细胞、乳腺细胞以及巨噬细胞等实质细胞合成和分泌的一种糖蛋白，分子量为60ku，含3％-8％碳水化合物。活性LPL以同源二聚体形式存在，通过静电引力与毛细血管内皮细胞表面的多聚糖结合，肝素可以促进此结合形式的LPL释放入血，并可提高其活性。LPL生理功能是催化CM和VLDL核心的TG分解为脂肪酸和单酸甘油酯，以供组织氧化供能和贮存。LPL还参与VLDL和HDL之间的载脂蛋白和磷脂的转换，ApoCⅡ为LPL必备的辅因子，其中的C端第61-79位氨基酸具有激活LPL的作用。在哺乳类动物如牛、鼠和猪等LPL的酶蛋白质一级结构有87％-94％的同源性，事实表明，LPL在进化过程中具有高度保守性，人类LPL、肝脂酶（hepatictriglyceridelipase，HTGL）及胰脂酶具有高度相似的氨基酸序列，推测三者可能起源于同一个基因家族，有共同的作用机制。
LPL基因位于第8染色体短臂8p22，长约35kb，由10个外显子和9个内含子组成，编码475个氨基酸残基的蛋白质，LPL基因位点存在多态性，主要分布在LPL基因内含子和侧翼序列中，其中内含子6中PVUⅡ多态位点和内含子8中HindⅢ多态位点与高脂血症有关，并为高脂血症的家系连锁分析提供了遗传标记。
LPL在实质细胞的粗面内质网合成，新合成的LPL留在核周围内质网，属于无活性酶，由mRNA翻译合成的无活性LPL，称为酶前体，再经糖基化后，才转化成活性LPL。从细胞中如何分泌，目前认为有两种机制，其一是细胞合成LPL后直接分泌，不贮存于细胞内，即称为基本型分泌；其二是调节型分泌，某些细胞新合成的LPL贮存在分泌管内，一旦细胞受到一个合适的促分泌刺激，LPL即分泌，此时分泌往往大于合成。所有细胞都具有基本型分泌，只有少部分细胞兼有两种分泌形式。存在于细胞膜外表面的硫酸肝素糖蛋白（heparinsulphateproteoglycans，HSPG）使酶保持一种无活力的浓缩状态，然后通过一个尚未阐明的机制由肝素促使分泌，即肝素后刺激血浆中得到活化的LPL，分布在含甘油三酯的脂蛋白中，主要是分解CM和VLDL的甘油三酯，并结合和附着在这些脂蛋白残粒中，可能作为肝摄取这些颗粒的信号。
LPL生理功能，目前认为是分解脂蛋白核成分的甘油三酯，也分解磷脂如卵磷脂、磷脂酰乙醇胺，并促使脂蛋白之间转移胆固醇、磷脂及载脂蛋白，其代谢产物游离脂肪酸为组织提供能量，或再酯化为TG，储存在脂肪组织中。另外，LPL还具有增加CM残粒结合到LPL受体上的能力，促进CM残粒摄取。
测定血浆LPL活性时，一定要静脉注射肝素，因为LPL对肝素亲和性很高。静脉注射肝素，使LPL从内皮细胞表面释放入血，这是测定血中LPL活性的一种必备操作。通常按每公斤体重10单位的量静脉注射，10分钟后采静脉血得到血浆再测LPL活性。一般静脉注射肝素后血浆总脂酶活性的1/3为LPL，剩余的几乎都是肝脂酶（HTGL）。目前还可用高浓度盐酸或鱼精蛋白选择性抑制LPL活性的方法测定其活性。最近报道，还可用LPL或HTGT抗体进行活性检测。
二、肝脂酶
肝脂酶（hepaticlipase或hepatiltriglyceridase或hepaticendothelaillipase，HL或HTGL）属于与血液循环中内源性TG代谢有关的酶之一，与LPL在功能上有相似之处，然而却是两种不同性质的酶。其特点是：①HL活性不需要ApoCⅡ作为激活剂；②SDS可抑制HL活性，而不受高盐浓度及鱼精蛋白的抑制；③主要作用于小颗粒脂蛋白，如VLDL、残粒残余CM及HDL，同时又调节胆固醇从周围组织转运到肝，使肝内的VLDL转化为LDL。经人及鼠cDNA克隆的DNA序列表明，HL是共有2个N连接多聚糖链的糖蛋白，含有499个氨基酸残基，分子量53ku，基因位于第15号染色体上。与分解代谢有关的丝氨酸位于145位。LPL和HL的基因同属一组基因族，在进化上较为保守。
HL在肝实质细胞中合成，在合成过程中，酶蛋白的糖化及紧随着的低聚糖化修饰过程是分泌HL的必要条件。免疫电镜研究表明，HL位于肝窦状隙内皮细胞表面，在肝素化后，HL可释放到血浆。激素可调节HL的释放，主要是类固醇激素，如雄性激素可升高HL酶活性，而雌性激素则相反。录怀孕或泌乳时，肝素化后血浆中HL活力与血浆的游离胆固醇或类固醇也呈负相关，肾上腺素抑制HL酶活性。另外胰岛素和甲状腺素在控制HL活力中有作用。
HL主要作用于VLDL、β-VLDL及VLDL残粒中的TG。HDL中积累的未酯化胆固醇在HL作用下由肝摄取，在HDL3转化为HDL2的过程中可防止肝外组织过量胆固醇的积累，其中HL起重要作用。
三、卵磷脂胆固醇脂酰转移酶
卵磷脂胆固醇脂酰转移酶（lecithin-cholesterolacyltransferase，LCAT）由肝合成释放入血液，以游离或与脂蛋白结合的形式存在，是一种在血浆中起催化作用的酶，其作用是将HDL的卵磷脂的C2位不饱和脂肪酸转移给游离胆固醇，生成溶血卵磷脂和胆固醇酯。血浆胆固醇几乎70％-80％是胆固醇酯，均是LCAT催化生成所致。LCAT常与HDL结合在一起，在HDL颗粒表面活性很高并起催化作用，对VLDL和LDL的颗粒几乎不起作用。LCAT在磷脂代谢中有重要的作用。
LCAT由416个氨基酸残基组成，分子量为6.3ku。属于糖蛋白，糖链约占24％，是维持其活性必不可少的组分，富含Glu、Asp、Gly、Pro、Leu。每一酶分子含4个Cys，其中两个连成二硫键。根据与胰脂酶序列的同源性比较，推测六肽Ⅰ178-G-H-S-L-G183可能是酶的活性中心。酶蛋白的α螺旋、β-折叠和其他结构比例分别为21％、24％和55％。LCATmRNA约为1400bp组成，其信号肽是440个氨基酸组成的密码子。
LCAT选择性底物是HDL，特别是新生盘状或小球形HDL3。HDL核心是LCAT酶反应产物胆固醇酯的贮存库，并通过胆固醇酯转移蛋白将CE转移至其他脂蛋白和细胞膜，并与其交换。
LCAT除肝细胞合成外，在小肠、脾、胰、胎盘、肾上腺等组织细胞发现有LCAT的mRNA，推测也可合成LCAT。
四、HMGCoA还原酶
HMGCoA还原酶（HMGCoAreductase）是合成胆固醇的限速酶，存在于小胞体膜，催化合成甲基二羟戊酸（mevalonicacid），并生成体内多种代谢产物，称之为甲基二羟戊酸途径。细胞内胆固醇水平调节主要依赖于内因性胆固醇合成途径和LDL受体摄取细胞外胆固醇的外因途径两条。Goldstein和Brown阐明其抑制机制认为，细胞内Ch可作为HMGCoA还原酶抑制剂使其活性降低，肝细胞膜上的LDL受体增加，从血中摄取Ch也增加，使血中胆固醇水平降低。设想使HMGCoA还原酶活性降低的药物可使血在胆固醇水平下降，尤其是对FH的杂合子患者，凡能使LDL受体数锐减的药物均可起治疗作用。
以Merinolin的HMGCoA还原酶抑制剂投入，使狗血中LDL消失速度上升，LDL产生速度下降；肝移植的小儿FH纯合子患者，用梅维诺林治疗可使LDL胆固醇降低40％，而LDL产生速度下降35％。这种抑制剂的投入使LDL合成减少的机制，有两种可能，一是胆固醇合成减少使VLDL生成量降低；第二是HMGCoA还原酶抑制剂使VLDL残粒或β-VLDL异化增加，转变成LDL减少。体外抑制实验也证实，从VLDL残粒转变到LDL的速度比正常状态下小20倍，与此同时LDL受体的亲和力也增加。
五、胆固醇酯转移蛋白
血浆胆固醇酯转移蛋白（cholesterolestertransferprotein，CETP）又称为脂质转运蛋白（lipidtransferprotein，LTP），从血浆d＞1.21g/ml组份中精制得到，CETP的非极性氨基酸残基高达45％，是一种疏水性蛋白质，很容易被氧化而失活。CETP由肝、小肠、肾上腺、脾、脂肪组织及巨噬细胞合成的476个氨基酸残基组成的多肽，细胞内成熟蛋白分子量为740ku。最近已阐明其基因结构，存在于第16染色体，与LCAT的基因靠近。
图4-9 胆固醇逆转运系统
CETP促进各脂蛋白之间脂质的交换和转运。CETP在完成和促进胆固醇逆转过程中充当着重要的角色。周围组织细胞膜的游离胆固醇与HDL结合后，被LCAT酯化成胆固醇酯，移入HDL核心，并可通过CETP转移给VLDL、LDL，再被肝的LDL及VLDL受体摄取入肝细胞，至此，完成了胆固醇从周围末梢组织细胞经HDL转运到肝细胞的过程，称之为胆固醇的逆转运（reversecholesteroltransport，RCT）如图4-9所示。
目前认为，血浆中各脂蛋白的胆固醇酯主要通过LCAT和CETP的共同作用生成。血浆中CE90％以上来自HDL，其中约70％的CE在CETP作用下由HDL转移至VLDL及LDL后被清除。CETP与LCAT一样也能与HDL结合在一起。
当血浆中CETP缺乏时，HDL中CE蓄积、TG降低，无法转运给VLDL及LDL，出现高HDL血症，而VLDL、LDL中的CE减少，TG增加。这是因为从HDL将CE转运到含ApoB脂蛋白上发生障碍所致。利用酶联免疫方法测血浆中CETP活性，此时其活性降低。
脂蛋白是血液中脂质的运输形式，并与细胞膜受体结合被摄入细胞内进行代谢。
一、乳糜微粒
CM是饮食高脂肪食物后，由肠壁细胞合成的富含TG的巨大脂蛋白，80-100nm。血中半寿期为10~15分钟，食后12小时，正常人血中几乎无CM。它在肠上皮细胞合成，并分泌入淋巴管。CM含有ApoAⅠ，AⅡ，AⅣ和B48。ApoB48含量多少与摄取食物的TG含量有关。ApoB48是合成CM所必须的蛋白质，CM从胸导管移行入血液过程中，其载脂蛋白的组份迅速改变。CM获得ApoC和E后，将ApoAⅠ移行到HDl，脱去ApoAⅣ，使进入血中的CM被末梢血管内皮细胞表面的LPL经ApoAⅡ激活，并作用于其内的TG，分解变成脂肪酸和单甘油脂肪酸，再进入肌肉、脂肪组织及心肌组织贮存或利用。CM表面的磷脂和Apo往HDL3移行，颗粒变小，结果转变成CM残粒，分别被肝脏LDL受体和清道夫受体识别并摄取。
CM生理功能是转运外源性脂类，主要是甘油三酯。其中TG在毛细血管中被水解成游离脂肪酸后进入各组织贮存或利用，而外源性胆固醇则全部进入肝。
二、极低密度脂蛋白
VLDL大小为30-80nm，含有甘油三酯、胆固醇、胆固醇酯和磷脂，TG占50％左右，蛋白质部分为ApoAⅠ、AⅣ、B100、C、E等。VLDL在肝脏合成，利用来自脂库的脂肪酸作为合成材料，其中胆固醇来自CM残粒及肝自身合成的部分。ApoB100全部由肝合成，肝合成的VLDL分泌后经静脉进入血液，再由VLDL内ApoCⅡ激活LPL，并水解其内的TG。由HDL的LCAT作用生成的胆固醇酯经CETP转送给VLDL进行交换，而VLDL中余下的磷脂、ApoE、C转移给HDL，VLDL转变成VLDL残粒（remnant），而后大部分通过VLDL受体摄入肝，小部分则转变成LDL继续进行代谢。
三、低密度脂蛋白
LDL是富含胆固醇的脂蛋白，其胆固醇主要来自从CE转运的高密度脂蛋白中的胆固醇。目前认为血浆中LDL的来源有两条途径：①主要途径是由VLDL异化代谢转变而来；②次要途径是肝合成后直接分泌到血液中。
LDL的降解是经LDL受体途径进行代谢，细胞膜表面的被覆陷窝是LDL受体存在部位，即LDL中的ApoB100被受体识别，将LDL结合到受体上陷窝内，其后再与膜分离形成内吞泡，在内吞泡内经膜H+-ATPase作用，pH降低变酸，LDL与受体分离并与溶酶体融合后，再经酶水解产生胆固醇进入运输小泡体，或者又经ACAT作用再酯化而蓄积。血浆中65％-70％的LDL是依赖LDL受体清除，少部分（约1/3）被周围组织（包括血管壁）摄取异化。一旦LDL受体缺陷，VLDL残粒由正常时大部分经肝LDL受体识别，而改为大部分转变成LDL，使血浆中LDL浓度增加。
四、高密度脂蛋白
HDL主要由肝和小肠合成。肝合成的新生HDL以磷脂和ApoAⅠ为主。在LCAT作用下，游离胆固醇变成胆固醇酯，脂蛋白则变成成熟球形HDL3，再经LPL作用转变成HDL2。
HDL可将蓄积于末梢组织的游离胆固醇与血液循环中脂蛋白或与某些大分子结合而运送到各组织细胞，主要是肝脏。实际上是胆固醇逆转（RCR），RCT促进组织细胞内胆固醇的清除，维持细胞内胆固醇量的相对衡定，从而限制动脉粥样硬化的发生发展，起到抗动脉粥样硬化作用。Golmset指出，LCAT通过转酯化反应完成新生盘状HDL向HDL3、HDL2的转化，减少血浆HDL中游离胆固醇的浓度，构成胆固醇从细胞膜流向血浆脂蛋白的浓度梯度，降低组织胆固醇的沉积。
综上所述，脂蛋白代谢主要途径如图4-10所示，作为食物中的脂质有甘油三酯，胆固醇等，以TG为主。TG经胰脂肪酶水解后，经肠道吸收于肠粘膜细胞内再合成TG（外源性TG），同时还有Ch、PL、ApoAⅣ、B48与之结合形成CM，进入淋巴管由胸导管再送到血液（图中①）。流入血液中的CM，从HDL接受ApoCⅡ、E及CE（图中②），各脏器毛细血管内皮细胞表面的LPL被ApoCⅡ活化水解CM（图中③），使之转变成仅有ApoB48和ApoE为主的CM残粒，被肝细胞的ApoB、E受体识别并摄取入肝细胞（图中④）。CM在血液中半寿期为5-15分钟，空腹时，血中一般无CM存在。
图4-10 脂蛋白主要代谢途径
另外，体内肝将糖及游离脂肪酸合成TG（内源性TG），再与Ch、ApoB100、ApoCⅡ及ApoE等结合形成VLDL释放入血中（图中⑤），血中VLDL再接受HDL上转移的ApoCⅡ、E（图中⑥）又在各组织毛细血管壁的LPL作用下，使其核心的TG不断水解（图中⑦），而后转变成LDL或者VLDL残粒，大部分被肝摄取，也可能被肝外摄取一小部分。血浆中VLDL很不均一，大颗粒的含TG高者可迅速清除，仅10％左右转变成LDL；小颗粒含TG少的VLDL清除较慢，40％转变成VLDL残粒。经肝细胞的LDL受体摄取（图中⑧），一部分又经LPL和HL作用水解TG成脂肪酸，供组织细胞利用，使其表面积缩小，并变成ApoB100为主的LDL。LDL一部分经肝及肝外LDL受体识别摄取入肝内（图中⑨）；一部分氧化后经肝及肝外组织清道夫受体识别入肝外组织细胞（图中⑩）。
HDL是肝（图中⑾）和小肠（图中⑿）合成的一种脂蛋白，有从末梢组织运送Ch到肝内处理的生理功能。LCAT使卵磷脂的FFA转移到Ch上催化进行胆固醇酯化反应，HDL是其最适底物。刚合成分泌的HDL为新生HDL，呈圆状，含ApoE多，经LCAT作用转变成球状HDL3。图中⒀再转变成HDL2（图中⒁）。粘膜细胞也可合成一部分新生HDL（图中⑩），HDL还可将ApoCⅡ和ApoE转运给CM及VLDL。
脂蛋白代谢是血中脂质、脂蛋白、载脂蛋白及其受体和酶相互作用并密切相关的代谢过程。在脂蛋白代谢过程中多种环节受到障碍，有可能导致脂蛋白代谢紊乱。
脂蛋白代谢紊乱的常见现象是血中Ch或TG升高，或者是各种脂蛋白水平异常增高。
高脂蛋白血症（hyperlipoproteinemia）是指血浆中CM、VLDL、LDL、HDL等脂蛋白有一类或几类浓度过高的现象。一般根据血浆（血清）外观、血总胆固醇、甘油三酯浓度以及血清脂蛋白含量将高脂蛋白血症进行分型。1967年Fredrickson将高脂血症分为六型，从生化及遗传角度考虑，有其不合理的一面，因为同一型高脂血症可有几种不同的基因型，临床实践表明，这种分型仍有一定的应用价值，因此，一直沿用至今。确认各种类型的高脂蛋白血症时，一定要用血清总胆固醇及甘油三酯、脂蛋白水平交叉检验，以求准确定型。因为任何一种高脂蛋白血症都有Ch、TG一项或两项指标同时升高即高脂血症（hyperlipidemia）出现。高脂血症与高脂蛋白血症实际上是同义词，而后者说明脂质代谢的病理变化更为确切。
从脂蛋白代谢紊乱的原因分类可分为原发性和继发性两大类。原发性是遗传缺陷所致，如家族性高胆固醇血症。继发性是继发于许多疾病所致，如糖尿病、肾病等疾患可继发引起高脂血症。下面着重介绍原发性高脂蛋白血症。
从遗传基因角度考虑，原发性高脂蛋白血症一定由遗传基因突变引起。从生化角度考虑是基因突变所致的基因表达的产物蛋白质水平上的缺陷，如Apo、酶和受体蛋白的异常。Apo异常多见于ApoE变异，典型例子是Ⅲ型高脂蛋白血症，ApoB变异可引起无β-脂蛋白血症，表现为脂肪吸收障碍；ApoAⅠ异常，则有Tangier病出现。导致血清HDL和ApoAⅠ水平降低；LCAT和LPL缺陷以及受体缺陷同样导致脂蛋白代谢异常，如家族性高Ch血症。
一、高脂蛋白血症
1967年Fredrickson等用改进的纸上电泳法分离血浆脂蛋白，将高脂蛋白症分为五型，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ型。1970年世界卫生组织（WHO）以临床检验表现型为基础分为六型，将原来的Ⅱ型又分为Ⅱa和Ⅱb两型，如表4-1所示。
（一）Ⅰ型高脂蛋白血症
患者血浆TG升高，Ch正常，CM、VLDL含量升高，LDL及HDL均降低。约有2/3的病人在10岁前发病。
患者新鲜血清外观呈乳白色混浊，4℃过夜，血浆上层出现“奶油样”上层。大部分患者伴有视网膜脂血症、急性胰腺炎及肝脾肿大。
表4-1 人高脂蛋白血症分型及其特征
本症为常染色体隐性遗传，家族性遗传性纯合子型患者除血脂改变外，临床症状明显，而杂合子除TG高外，其症状不明显。Ⅰ型高脂血症又称为家族性高CM血症。发病原因主要是LPL的ApoCⅡ的遗传性缺陷，使LPL缺乏或者不能激活，CM中TG不能水解转变成CM残粒，无法被LDL受体识别进行代谢，从而造成CM在血浆中堆积。
（二）Ⅱa型高脂蛋白血症
Ⅱa型又称为家族性高胆固醇血症，血浆LDL和Ch明显升高。血清脂蛋白电泳呈现浓染的β-脂蛋白带，提示β-脂蛋白含量升高，故又称为高β-脂蛋白血症。纯合子病人在青春期即因动脉粥样硬化而死亡，这类病人除冠状动脉硬化外，还会出现黄色瘤和角膜弓状云等。
Ⅱa型有明显家族史，由LDL受体缺陷引起。纯合子型患者LDL受体完全缺陷，杂合子型者LDL受体只为正常的1/2。细胞不能通过膜上LDL受体从血中摄取LDL，使血浆中LDL升高。近年，Goldstein和Brown用纤维母细胞对遗传性高Ch血症遗传分析发现，LDL受体缺陷有三种不同的细胞表型：①无LDL受体型；②LDL受体缺陷型，细胞表面受体活性为正常的5％-20％；③入胞缺陷（内吞缺陷）型，即LDL受体可以与LDL结合，但是不能以正常速度内吞，从而导致LDL堆积于血浆中。目前所知，Ⅱa型是因为编码LDL受体的基因突变所致。
（三）Ⅱb型高脂蛋白血症
Ⅱb型又称为高β-脂蛋白及高前β-脂蛋白血症。血浆电泳图谱中，除β-脂蛋白增高外，前β-脂蛋白含量也升高，但二者并不融合。血浆中除LDL和Ch升高外，VLDL也升高，当然TG也升高，所以又称为混合型高脂蛋白血症。Ⅱb型与Ⅱa型的主要区别是前者LDL受体活性正常，患者多合并肥胖，糖代谢及胰岛素分泌异常，易伴发黄色瘤及动脉粥样硬化症。
Ⅱb型为显性遗传性疾患，体内VLDL合成量过多，ApoB100合成量比正常高两倍，LDL也增高。另外VLDL合成增加的同时，VLDL代谢分解速度并未增强，从而使过量合成的VLDL不能加速分解，造成血浆中VLDL蓄积，同时LDL代谢速度也减慢。
（四）Ⅲ型高脂蛋白血症
Ⅲ型属于家族遗传性高脂蛋白血症，血清电泳图谱上β-脂蛋白带与前β-脂蛋白带融合，呈现一个宽而浓染的色带，称为“阔β带”，因而出现β-移动度的VLDL，故也称为高β-VLDL血症。病因为ApoE异常，属显性遗传。正常人ApoE约65％-75％为E3/E3型，患者亦多见ApoE2/E2型，后者与受体结合力仅为前者的20％-40％。临床症状常见冠状动脉粥样硬化、外周血管病和黄色瘤等。
Ⅲ型患者代谢性改变是：①β-VLDL经肝的ApoE受体清除受阻；②肝从CM残粒获得的外源性胆固醇减少，自身合成Ch并分泌VLDL增多，使VLDL过度生成而堆积于血浆中；③LPL活性降低，VLDL在体外不能转变成LDL。Ⅲ型患者除β-VLDL出现外，Ch和TG均升高。Ⅲ型比较罕见。
（五）Ⅳ型高脂蛋白血症
Ⅳ型又称为家族性高甘油三酯血症或高VLDL血症，仅血浆TG升高，LDL正常，HDL降低。Ⅳ型高TG症的患者属于常染色体显性遗传。Ⅳ型发生动脉粥样硬化的危险性也增加，但不如Ⅱ型、Ⅲ型严重。发病原因尚不清楚。
（六）Ⅴ型高脂蛋白血症
Ⅴ型患者血清脂蛋白电泳图谱呈现CM及前β-脂蛋白深染，属于高CM和高前β-脂蛋白血症都存在的混合型高脂蛋白血症，故又称为高CM与高前β-脂蛋白血症。将该型血浆置于4℃冷藏10小时，可见上层为“奶油样”，下层为混浊状，属于罕见的血清外观。血清TG远远超出正常，LDC-C和HDL-C低于正常值，Ch在正常范围，VLDL-C超出正常范围，VLDL-C/VVLDL-TG低于0.3。若给予患者注入肝素后，血清CM消失。与Ⅲ型不同点是，Ⅴ型人血清VLDL-C/VLDL-TG为0.3以上。该型患者，若仅是LPL活性降低属显性遗传；如既有LPL活性降低，又有ApoCⅡ减少，则属于隐性遗传。常于20岁前发病，家族史明显的Ⅴ型者，丘疹状黄色瘤的发病率可高达30％-50％，并伴有急性胰腺炎及肝脾肿大。ApoCⅡ缺乏、LPL活性降低、VLDL生成过多而代谢率降低等原因导致VLDL在血内堆积。
各类型的高脂蛋白血症表型的诊断指标的变化值如表4-1所示
（七）高HDL血症
血浆HDL含量过高导致高HDL血症，也属于病理状态。HDL具有抗动脉粥样硬化作用，是人们公认的，然而并非血浆HDL含量越高越好。血浆HDL-胆固醇（HDL-C）含量超过1g/L，定义为高HDL血症。现已查明，高HDL血症是因为有CETP和HTGL等活性异常所致。高HDL血症分为原发性和继发性。原发性高HDL血症的病因有以下几种可能：①CETP缺损；②HTGL活性降低；③其他不明原因。继发性高HDL血症病因有：①运动失调；②饮酒过量；③原发性胆汁性肝硬化；④治疗高脂血症的药物引起；⑤其他原因。总之，CETP及HTGL活性降低是引起高HDL血症的主要原因。若CETP缺陷，HDL上的CE蓄积，使HDL增多；若HTGL活性降低，HTGL与HDL被肝细胞摄取减少并使HDL2→HDL3转换过程减慢而停留在血液中，并使其浓度增加，出现高HDL血症。血清中总胆固醇轻度或中度升高，HDL-C高达正常人3-5倍，血清ApoAⅠ、CⅢ、E明显增加，ApoB呈低值。因为CETP活性低，从HDL转运到含ApoB的脂蛋白的CE量减少，即运输障碍使CE量增加。高HDL血症多见于CETP缺乏者，易出现多分散LDL，而HDL颗粒变大。有实验表明，CETP活性低的动物作胆固醇负荷实验很容易形成动脉粥样硬化，对人而言，高HDL血症与动脉粥样硬化的关系有待进一步研究。
HDL按超速离心法可分为HDL2和HDL3。用聚丙烯酰胺梯度凝胶电泳可将HDL分为HDl1、2a、2b、3a、3b、3c六种亚组份颗粒，如图4-10所示。有报道冠心病患者大型颗粒HDL2b减少，小颗粒HDL3b增加，认为HDL2b的上升有抗动脉粥样硬化的作用，HDL3b颗粒的增加则可以引起脂质代谢障碍，动脉粥样硬化形成。
高脂蛋白血症分为六型，在临床诊治疾病过程中有一定的意义。从临床实验室诊断方法学考虑，作脂蛋白检测有一定难度，电泳分离法欠准确，按超速离心法，操作时间过长，难以快速定量。另外，高脂蛋白血症多数与遗传有关。目前可采用载脂蛋白基因分型以弥补按脂蛋白进行分型的不足之处。载脂蛋白的基因分型是目前研究脂质代谢及其探讨动脉粥样硬化发病机制的热门话题。
二、遗传性脂蛋白代谢异常
（一）ApoAⅠ异常症
Assmann分析近两万人，发现每500人中有1例ApoAⅠ结构基因杂合子出现，比野生型多一个或少一个正电荷或负电荷。大多数变异无明显血脂的变化。仅有ApoAⅠMarburg病在107位上的Lys缺失，引起轻度的TG升高。ApoAⅠ的Milano变异体（173Arg→Cys）血浆中HDL有所降低，然而冠心病发病率未见增加。ApoAⅠ和ApoCⅢ基因重排导致的变异可引起家族性ApoAⅠ和ApoCⅢ缺乏症，用EcroⅠ限制性内切酶分析ApoAⅠ基因，发现家族性早发性冠心病患者都出现6.5kb片段纯合子，正常人为13kb纯合子，其杂合子为13kb/6.5kb，推测纯合子6.5kb与动脉粥样硬化发病有关。
ApoAⅠ与ApoCⅢ缺陷者表现为血HDL水平降低，易出现早期动脉粥样硬化。有报道ApoAⅠ减少会导致LCAT活性降低，使含ApoCⅠ、ApoAⅢ的脂蛋白如CM置换发生障碍，从而在体内蓄积。
（二）ApoB异常症
ApoB缺陷将出现无β-脂蛋白血症或低β-脂蛋白血症。无β-脂蛋白血症是纯合子隐性遗传病，称为Bassen-Kornzeig综合征，有脂肪吸收障碍（脂肪泻）、红细胞变形（棘状红细胞症）和运动失调等症状。
低β-脂蛋白血症为显性遗传病，杂合子者血中LDL浓度低，与无β-脂蛋白血症有区别。经三个家族分析，患者肠粘膜细胞的ApoB48合成正常而不能合成ApoB100，即ApoB48外显子以外的ApoB100外显子领区异常，由于LDL受体领域附近的点突变（Arg3500→Glu），使LDL受体结合能力降低。
ApoB100的羧基端是其与LDL受体的结合区，有下列依据证明这一推测：①观察到30种单克隆抗体能与LDL受体结合的肽链区域结合，即ApoB100的2980-3780一段可被阻止，其他单克隆抗体无阻止作用；②缩短的ApoB异构体缺乏羧基端，则不能与LDL受体结合；③羧基端有三个区域可与肝素结合，该区域含有几簇带正电荷的氨基酸残基，其中之一的序列与ApoE区域的序列有同源性，这一区域称为ApoE区，已证实这一区域可与LDL受体结合，其序列为3359-3367氨基酸残基位置，带正电荷的氨基酸簇相当保守；④经化学修饰的带正电荷的ApoB100不能与HDL受体结合；⑤若ApoB100分子中Arg→Gln3500，LDL分子不能与LDL受体结合，导致高脂蛋白血症，如Innerarity的家族性高脂蛋白血症。
ApoB100的cDNA中某一核苷酸的变异或缺失，均可引起家族性低β-脂蛋白血症，迄今已发现有25种之多，血浆LDL浓度降低，杂合子患者血浆中ApoB和LDL浓度为正常的1/4-1/2。一般无症状，纯合子则更为严重，包括脂肪吸收不良、棘型红细胞、视网膜色素沉着和神经性肌肉退变。
ApoB100在血浆脂蛋白中分子量最大，氨基酸链最长，因此在合成蛋白质和形成脂蛋白的过程中，任何部位或环节均可能发生变异，可想而知，今后发现的ApoB100的变异会更多。
（三）ApoCⅡ异常症（遗传变异）
ApoCⅡ缺陷导致LPL活性降低。因为ApoCⅡ是LPL发挥催化作用不可缺少的辅因子。ApoCⅡ异常会出现高TG血症，高CM血症，发病率约1/10万。现已有ApoCⅡ有多种变异体的报道。
（四）ApoE异常症
ApoE是LDL受体的配体，其表型不同，与LDL受体结合的能力也不同，E4和E3几乎相同，E2几乎无结合功能。E2纯合子因为第158氨基酸残基突变，CM残粒或β-VLDL滞留导致高Ch、TG血症，高脂蛋白血症，易出现早期动脉粥样硬化。典型例子是家族性Ⅲ型高脂血症，ε2基因纯合子人群分布频率为1％，家族性Ⅲ型高脂血症发病率为10000人有2-3人。究其病因，ApoE2纯合子遗传缺陷因素是主要的，然而还有环境及生理性因素等的影响，如甲状腺功能亢进、肿瘤以及家族性复合型高脂蛋白血症等。
（五）LDL受体异常
LDL受体异常导致FH发生，属显性遗传，遗传频率约1/500。杂合子的高LDL血症易导致动脉粥样硬化。FH的LDL受体基因变异和LDL受体合成的过程中均可出现异常，将其分为四类：①单元1异常是因为mRNA转录障碍导致总体蛋白性质改变，生物学活性降低；②单元2异常是分子量为12万的受体前驱体异常，从小胞体到高尔基复合体运送障碍，ER潴留，与单元2相同，富含Cys领域阅读框的缺失（in-framedeletion）存在；③单元3变异，细胞表面的分子量160ku的成熟受体数量显著减少，使LDL受体结合能力下降；④单元4变异为受体不能局部化，使LDL无法结合而进入细胞内。这几种变化均与lDL受体结构有关。
（六）LPL与HTGL异常症
LPL与ApoCⅡ异常同样都是出现高CM血症，而血中VLDL并不升高，常伴有胰腺炎产生。
HTGL缺乏，有与Ⅲ型高脂血症类似的症状，CM残粒滞留。
（七）LCAT异常症
LCAT缺乏者，HDL中CE比例增加，使HDL处于新生未成熟圆盘状态，相反LDL的CE减少，TG增多。有角膜混浊、肾损害、溶血性贫血等症状，鱼眼病就是LCAT基因突变，使Cys替代Arg引起LCAT活性降低，致使HDL结构变化，并使血浆中ApoAⅠ、Ⅱ和HDL浓度只有正常人的20％。
（八）CETP异常症
CETP缺陷者或者活性受到强烈抑制则呈现高HDL血症，血浆LDL浓度降低，同时还有可能出现动脉粥样硬化症。
三、继发性高脂蛋白血症
某些原发性疾病在发病过程中导致脂质代谢紊乱，进而出现高脂蛋白血症，称为继发性高脂蛋白血症，引起继发性高脂血症或高脂蛋白血症的病因是多方面的，如糖尿病、肾病及某些内分泌紊乱等疾患。
正常的动脉壁内有内、中和外三层结构，内膜由单层内皮细胞及狭窄的内皮下层构成。内皮下层含胶原纤维、弹性纤维和基质等成分，幼年时期，内皮下层内几乎无平滑肌细胞，随年龄增长，平滑肌细胞以缓慢恒定的速度在内膜下堆积；中膜主要是平滑肌细胞；外膜有纤维母细胞和平滑肌细胞。
动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）主要损伤动脉内壁膜，严重累及中膜是动脉管壁胆固醇酯大量堆积成粥样硬化斑块，使血管壁纤维化增厚和狭窄的一种病理改变。主要侵犯大动脉和中等动脉，如主动脉、冠状动脉和脑动脉，导致某些脏器的局部组织供血不足，常出现心脑血管疾患，甚至有致命性损害。凡能增加动脉壁内Ch内流和沉积的脂蛋白如LDL、β-VLDL、OXLDL等，是致动脉粥样硬化的因素；凡能促进胆固醇从血管壁外运的脂蛋白如HDL、X-HDL，则具有抗动脉粥样硬化性作用，称之为抗动脉粥样硬化性因素。
有关动脉粥样硬化的发病机制，人们已研究了几个世纪。虽已从细胞水平深入到分子水平，取得一定的进展，尚还有许多问题没能解决，难题成堆。因为这是一种多因素导致的疾病，其发病机制极为复杂。诸如血管内皮细胞的功能变化、损害、剥离、外加血浆成分以巨噬细胞浸润、内膜层平滑肌细胞增殖过程等，这一连串的血管内皮细胞的损害与功能障碍，均与动脉粥样硬化症的发生有密切关系。目前认为其基本过程如图4-11所示。多种原因使血管内皮细胞损害，单核细胞粘附其上侵入内膜，并分化成巨噬细胞，与此同时，血小板也粘附着并分泌多种因子，使血管壁中膜平滑肌细胞游走进入内膜，巨噬细胞泡沫化，进一步使其游走进入内膜的平滑肌细胞增殖，形成粥样硬化斑块，见图4-11。
图4－11 动脉粥样硬化发生机制假说
动脉粥样硬化的动脉壁细胞内和细胞之间有大量的胆固醇酯堆积，即粥样硬化斑块中堆积有大量胆固醇。斑块中胆固醇主要来自血浆脂蛋白，在探讨AS的发病机制中必须探讨脂蛋白如何将胆固醇送入到动脉壁的细胞内，何种类型细胞与胆固醇在动脉壁内堆积有关。目前所知，动脉粥样硬化形成过程中有诸多因素参与，主要有三方面：第一是细胞因素，有血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、血液中单核细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等；第二是代谢物因素，有作用于平滑肌的增殖因子、游走因子、脂蛋白受体、凝血纤溶因子、血小板因子等；第三是物理学因素，如剪切应力（shearstres）等，与AS有关的脂蛋白因素有HDL、VLDL、CM、LDL、OX-LDL、LDLR、LPL、LP(a)等。
一、低密度脂蛋白与动脉粥样硬化
LDL经化学修饰成氧化LDL或被醋酸乙酰化成乙酰LDL，在代谢过程中，损伤血管壁内皮细胞，使管壁通透性增加，并刺激单核细胞游走进入管壁，形成巨噬细胞并泡沫化。化学修饰的LDL使其内ApoB100蛋白变性，经清道夫受体无限制地被巨噬细胞摄取而形成泡沫细胞，并停留在血管壁内，沉积大量的Ch，特别是ChE，致使动脉壁粥样硬化斑块形成。
二、脂蛋白脂肪酶与动脉粥样硬化
LPL与AS有关，常见有LPL活性增加者可预防动脉硬化性血管变化。但是LPL活性加强还有不利的一面，从CM和VLDL看是致动脉粥样硬化因素的立场考虑，血管壁的LPL使含TG的CM和VLDL的水解后，自身变成残粒，不仅被血管壁摄取，其水解产物脂肪酸又增加了Ch的溶解度，加快Ch进入血管壁的速度，促进动脉管壁的粥样斑块形成。
三、过氧化脂质与动脉粥样硬化
循环血液中过氧化脂质导致管壁损害引起AS是目前较为肯定的事实。利用TBA（thiobarbituricacid）法测定到血浆中有过氧化脂质存在，加入铜离子后，VLDL特别是LDL易被氧化，实验也表明AS的血管壁有氧化LDL存在。利用高效液相色谱法（HPLC）法与化学发光法测定出AS者，血浆有3nmol/L左右的过氧化脂肪酸及胆固醇酯羟自由基。也有学者认为，氧化LDL在血流中作用于血管壁的可能性很小，因为氧化LDL代谢速度非常快，很易被肝脏处理，几乎很少在血管内停留。
四、脂蛋白（a）与动脉粥样硬化
LP(a)与AS的心脏疾患有关，是促进AS的独立危险因子。Apo(a)与plasminogen（血纤维蛋白溶酶原）有相同的性质，二者竞争性抑制与内皮细胞表面结合，有助于血栓的形成。心肌梗死患者用血栓溶解疗法治疗有一定效果，溶解能力强弱与血浆LP(a)含量有关，若LP(a)与管壁表面t-PA结合，其结果是plasminogen活化受到抑制。
引起AS的起始因子（initiatingtactor）是什么？Ross，Glomseer提出的损害反应学说认为血小板凝集能力亢进，引起血管壁损害是其起始因子。其后又有学者提出起始因子是使血管内皮细胞层下发生完整的剥脱，并以泡沫细胞为主，外加平滑肌细胞的浸入，使单核细胞在循环血液中发生。Goldstoin提出变性LDL经巨噬细胞清道夫受体结合形成AS，为AS早期起始因子。最近又提出氧化LDL是早期AS的起始，即OXLDL学说；又认为LDL的磷脂经氧化产生溶血卵磷脂，成为循环中单核细胞的趋化物（chemoat-tratant），起主要作用。
血浆脂蛋白和脂质测定是临床生化检验的常规测定项目，其临床意义主要是：早期发现与诊断高脂蛋白血症；协助诊断动脉粥样硬化症；评价动脉粥样硬化疾患如冠心病和脑梗塞等危险度；监测评价饮食与药物治疗效果。
一、血浆脂蛋白测定
⒈超速离心分离纯化法超速离心法是根据血浆中各种脂蛋白的比重（密度）的差异，在强大离心力作用下进行分离纯化的一种方法。
血浆在不同密度盐溶液中经过超速离心，各种脂蛋白可按密度大小漂浮于不同盐溶液介质中。脂蛋白漂浮的衡量单位是漂浮率(Sf)。Gofman等于1950年确定，血浆脂蛋白在比重为1.063的NaCl溶液中（26℃），每秒每达因（ldyn=10-5N）克离心力的作用下的漂浮速度，称为1个Svedbery单位（10-13s）。Sf越大，脂蛋白密度越低。
一般操作方法是将血浆置于已准备好的不同密度梯度的盐溶媒介质中，在强大离心作用下，各脂蛋白依其自身的Sf不同，分散于离心管中的密度梯度溶媒层，达到分离纯化的目的。
超速离心法是分离纯化脂蛋白的有效技术，目前广泛应用于脂蛋白、载脂蛋白代谢的研究中。
⒉电泳分离法不同脂蛋白因蛋白质含量不同、其电荷量不同，故可用电泳方法进行分离，并根据血浆脂蛋白电泳迁移率不同予以判断确认。电泳支持物一般常用醋酸纤维薄膜、琼脂糖凝胶或聚丙酰胺凝胶。由于醋酸纤维薄膜要预处理，很繁杂，外加电泳时间过长，目前已很少使用。临床检验中主要采用琼脂糖凝胶电泳进行分离，快而较为准确，仪器设备要求不高，被广泛采用。聚丙烯酰胺凝胶作为支持物分离脂蛋白，值得推荐给临床使用。
电泳分离法不论用何种支持物，血浆脂蛋白需用亲脂染料如苏丹黑B等进行预染再电泳，电泳完毕，脂蛋白根据电荷量不同，移动在不同的位置，再置于光密度计内进行扫描，计算出各种脂蛋白的百分比，该数值乘以血浆总脂量，即可求出α-脂蛋白、β-脂蛋白和前β-脂蛋白含量，乳糜微粒停留在原点，无法测出其含量，正常空腹12h后，血浆中无CM存在。也可将电泳毕的琼脂糖凝胶脂蛋白区带切割置于试管中，加水溶解，进行比色，测出各自百分比，这一手工半定量法无法测准，属淘汰之列。
⒊沉淀分离法由于脂蛋白的组成及理化性质不同，在不同的聚阴离子和2价不同金属离子（Mn2+、Mg2+、Ca2+、Ni2+、Co2+）以及不同pH值条件下，使脂蛋白与聚阴离子结合形成复合物沉淀，以达到分离定量各种脂蛋白的目的。
如肝素锰沉淀血清中VLDL和LDL，离心沉淀，HDL则留在上清液，再定量HDL量，即为血浆HDL的量。也可采用聚乙烯硫酸盐沉淀LDL，离心去上清液留沉淀，再定量沉淀其中的LDL，即血浆的LDL量。脂蛋白是一种既有蛋白质又有胆固醇，还有磷脂的复合体，如何定量，尚无一种较为理想的方法。目前仅以测定脂蛋白中胆固醇总量的方法作为脂蛋白的定量依据，即测定HDL、LDL或VLDL中的胆固醇，并分别称为高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）或极低密度脂蛋白-胆固醇（VLDL-C）。这类测定方法是目前临床广泛使用的方法，快速并较为准确。
⒋遮蔽直接测定法利用脂蛋白中某种特异抗体等物质，先将血浆中LDL和VLDL包裹保护，不受测定胆固醇试剂的影响，而直接测定未被包裹的HDL中的胆固醇，在不离心分离条件下，测定出HDL的胆固醇含量，快速准确，是近年来发展的新技术，值得推广应用。
二、血清总脂质测定
血清总脂质主要包括FC、CE、PL和TG等。血清总胆质测定除作为脂质代谢紊乱及有关疾患的协助诊断外，还可用于血总脂增加的原发性胆汁酸肝硬化、肾病综合征或急慢性肝炎以及血总脂减少的重症肝炎、肝硬化等的严重肝实质性损害、恶液质、甲状腺功能亢进和吸收不良综合征等疾患的协助诊断。
血总脂一般随年龄增加而升高，40岁以上者显着增加，65-70岁者反而降低。测定方法不同，正常参考值有一定的差异。
测定方法分两大类：一类是抽提法，将血清脂质通过脂质抽提剂提入某一介质中，再进行定量；另一类是直接测定法，即无需抽提。
⒈脂质抽提法脂质存在于血清脂蛋白中，利用甲醇或乙醇使其与蛋白结合的脂质分离，再利用甲醇或乙醇的非极性有机溶媒使脂质溶于其中。Bloor溶剂（醚：醇为1：3，V/V）或FovCh溶剂（氯仿：甲醇为2：1，v/V）的醚氯仿等非极性溶剂的混合液，可提高切断脂质与蛋白质的结合的能力，达到抽提的目的。血清脂质抽提入有机溶液后，蒸发干固，除去有机溶液，通过加热氧化，再显色定量。
⒉脂质直接测定法如Sulfo-phospho-Vanillin法是加浓硫酸入血清加热，冷却后，加试剂显色（即SPV反应）直接测定出血清总脂质。
三、胆固醇测定
血清中胆固醇包括CE和FC，酯型的CE占70％，游离型FC占30％。FC中的C3的-OH在LACT作用下，可分别与亚油酸（43％）、油酸（24％）、软脂酸（10％）、亚麻油酸（6％）、花生四烯酸（6５）、硬脂酸（3％）等脂肪酸结合而成。血清中胆固醇在LDL中最多，其次是HDL和VLDL，CM最少。血清总胆固醇测定方法分为化学法和酶法两大类。
⒈化学法化学法一般包括：①抽提；②皂化；③毛地黄皂苷沉淀纯化；④显色比色四个阶段。代表性的方法有Sperry-Webb法，包括①到④步骤操作过程，常规操作中多省去了②、③。或者用省去②、③步骤的Zak-Henly法及省去③步骤的Abell-Kendall法，现将此法作为标准参考方法予以利用。
⒉酶法测定CE在胆固醇酯酶（cholesterolesterase,CHE）作用下水解成FC和FFA，FC再经胆固醇氧化酶（cholesteroloxidase，COD）氧化成△4胆甾烯酮和H2O2，再分别定量O2的消耗或者H2O2的生成量，或者△4胆甾烯酮生成量，以作为FC的定量依据。该法是目前常规应用方法，快速准确，标本用量少，便于自动生化分析器作批量测定。
四、甘油三酯测定
甘油三酯又称中性脂肪，由于其甘油骨架上分别结合了3分子脂肪酸、2分子脂肪酸或1分子脂肪酸，所以分别存在有甘油三酯（TG）、甘油二酯（DG）和甘油一酯（MG）。血清中90％～95％是TG，TG中结合的脂肪酸分别为油酸（44％）、软脂酸（26％），亚油酸（16％）和棕榈油酸（7％）。
血清TG测定方法一般分为物理化学法、化学法及酶法三大类。
血清中TG的化学组成并不单一，准确求其分子量较为困难。因标准不同，测定结果存在差异。化学法多采用三棕榈精（软脂精）（分子量807.3）、三油精（分子量895.4），按摩尔浓度计算。酶法测定以三油精为标准物进行换算。
⒈化学法化学测定法包括：①TG的抽提分离；②皂化；③甘油糖的氧化；④氧化生成甲撑显色定量等四个阶段。操作较为繁杂，影响测定因素太多，共法准确性差，一般很少用。
⒉酶法测定酶法测定包括：①TG的抽提与皂化；②加水分解生成甘油糖定量两个阶段。目前常规检测应用的方法有甘油激酶（glycerolkinase，GK）法和甘油氧化酶（glyceroloxidase,glyod,GOD）法。操作简便，快速准确，并能在自动化生化分析仪上进行批量测定。
五、磷脂测定
磷脂（PL）并非单一的化合物，而是含有磷酸基和多种脂质的一类物质的总称。
血清中PL包括：①卵磷脂（60％）和溶血卵磷脂（2％-10％）；②磷脂酰乙醇胺等（2％）；③鞘磷脂（20％）。
血清PL定量方法包括测定无机磷化学法和酶法两大类。
⒈化学测定法包括①抽提分离；②灰化；③显色、比色三个阶段。
⒉酶测定法可分别利用磷脂酶A、B、C、D等4种酶作用，加水分解，测定其产物，对PL进行定量，一般多采用磷脂酶D(PL-D)。PL-D可作用于含有卵磷脂、溶血卵磷脂和鞘磷脂以及胆碱的磷脂，这三种磷脂约占血清总磷脂的95％。该法快速准确，便于自动化仪器进行批量检测。
六、游离脂肪酸测定
临床上将C10以上的脂肪酸称为游离脂肪酸（FFA）。正常血清中含有油酸（C18:１）占54％，软脂酸（C16:1）占34％，硬脂酸（C18:1）占6％，是其主要的FFA。另外还有月桂酸（C12:0）、肉豆蔻酸（C14:0）和花生四烯酸（C20:1）等含量很少的脂肪酸。与其他脂质比较，FFA在血中浓度很低，其含量水平极易受脂代谢、糖代谢和内分泌功能等因素影响，血中FFA半寿期为1-2min，极短。血清中的FFA是与清蛋白结合进行运输，属于一种极简单的脂蛋白。
测定血清FFA法有滴定法、比色法、原子分光光度法、高效液相层极法和酶法等。一般多以酶法测定。作FFA测定的标本一定要注意在4℃条件下分离血清并进行测定。因为血中有各种脂肪酶存在，极易也极快速使血中TG和PL的酯型脂肪酸分解成非酯化的FFA，使血中FFA值上升。贮存的标本仅限于24h内，若保存三天，其值约升高30％，使结果不准确。
⒈非酶法确定非酶法测定包括滴定法、比色法、原子吸收分光光度法和高效液相层析法。前三种方法准确性差，高效液相层析法仪器太昂贵，不便于批量操作。
⒉酶测定法血清中主要用脂肪酶测定。可分别测定产物乙酰CoA、AMP或辅酶A(CoA)，进行定量。酶法测定结果准确可靠快速，易于批量检测。
七、载脂蛋白测定
血清载脂蛋白（Apo）包括ApoAⅠ、AⅡ、B100、CⅡ、CⅢ、E和（a），已属常规检测项目。血清中载脂蛋白均结合于脂蛋白中，测定时要加用解链剂，使脂蛋白中Apo暴露再进行测定。
目前测定血清中Apo的含量的方法是利用相应特异抗体试剂进行测定。现有羊抗人ApoAⅠ、AⅡ、B100、CⅡ、CⅢ、E和(a)等抗体试剂。测定原理是将某一特异抗体加到待测人血清中，即与血清中相应抗原形成抗原抗体复合物，根据复合物的量，即可测出血清中某一Apo含量。例如在人血清中加入抗人ApoAⅠ抗体，即与血清中ApoAⅠ（抗原）结合形成复合物，再定量即可测出血清中ApoAⅠ含量。
⒈免疫扩散法先制备含Apo抗体的琼脂糖凝胶，间隔等距离打孔，加入待测人血清，水平置于温箱（37℃）保温24或48h，抗原从孔中间向周围扩散，因凝胶板中有相应抗体，经一定时间扩散后，最后在凝胶孔周围形成一圆型沉淀圈，测量其圆直径，以圆的面积大小计算血清中Apo含量。该法要求在测量圆周大小时，一定要精确到0.1mm。这一测定方法可适用于以抗体为试剂贩所有微量蛋白的测定，但易受多种因素的影响，难以测准，有淘汰的趋势。
⒉免疫火箭电泳先制备含某一Apo抗体的琼脂糖凝胶，靠近阴极端打孔，加入待测血清，进行电泳。血清中Apo抗原往正极移动，一定时间（约3h）后，即可形成类似火箭的沉淀峰，根据火箭峰高度或面积的大小计算血清中Apo含量。在严格掌握电泳条件下，本法是一种较为简便、试剂用量少的好方法。
⒊免疫比浊法免疫比浊法分为免疫透射比浊法和免疫散射比浊法。
Apo的特异抗体与血清中相应的抗原结合形成抗原抗体免疫复合物，并形成微细颗粒，混悬于溶液介质中，光线通过这种浑浊介质溶液时被吸收一部分，吸收的多少与混浊颗粒的量成正比。在抗体量一定的条件下，抗原越多，抗原抗体复合物越多，溶液越浑浊，吸收光越多，以此对抗原进行定量，这种通过测定光吸收量的方法称为透射比浊法。该法是目前使用最为广泛的方法，快速准确，可在自动生化分析仪上作批量检测。
当光线通过含抗原体复合物的浑浊介质溶液的混悬颗粒时，出现光散射作用，散射光强度与溶液中混悬颗粒的量成正比，这种测定光散射强度的方法称为免疫散射比浊法。该法的进行，需要有具备测定散射光的仪器如散射比浊仪等。
免疫比浊时，由于抗原与抗体结合的过程中，吸收度与浓度之间不呈线性关系，一般是三次方程曲线关系。若要将抗原与抗体两个变量之间的变动特征恰当地反映出来，需要经过三次方程拟合成近似直线化的曲线方程，再进行运算。免疫比浊的实际操作过程中，可采用终点法或速率法，用五点或七点不同浓度进行定标，经三次曲线方程拟合求出一条能反映真实情况的浓度与吸光度的关系曲线方程，作为定量的工作曲线。如果以单一标准浓度定标，以一次方程直线回归运算，所测结果仅在标准浓度上下波动，真正的过低和过高值无法测准。
免疫比浊法所用抗体应是单价、特异并且高效价的，尤其是抗体若非单一而混有少量其他蛋白抗体，在血清中形成的复合物将是一种大杂烩，非单一蛋白的复合物，测出结果偏高而不准确。
