敖文杰(綜述)，張瑞英(審校)

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科，哈爾濱 150001)

補(bǔ)體系統(tǒng)與心血管疾病的研究進(jìn)展

敖文杰△(綜述)，張瑞英※(審校)

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院心內(nèi)科，哈爾濱 150001)

摘要：心血管疾病(動(dòng)脈粥樣硬化、心肌梗死、缺血/再灌注損傷、心力衰竭)是引起全球發(fā)病率和病死率的主要原因。近年來，補(bǔ)體介導(dǎo)的炎癥已被證實(shí)在不同的心血管疾病中扮演重要角色。補(bǔ)體激活可能參與了上述心血管疾病的病理生理學(xué)機(jī)制。補(bǔ)體系統(tǒng)代表了心血管疾病的新的生物標(biāo)志物，通過調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥免疫，恢復(fù)機(jī)體的免疫平衡，有可能為心血管疾病治療提供新的靶點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：免疫炎癥反應(yīng)；補(bǔ)體；心肌梗死；心力衰竭

在一項(xiàng)調(diào)查急性心肌梗死生存和預(yù)后評(píng)估的研究中發(fā)現(xiàn)，5年病死率明顯下降(從20世紀(jì)70年代41.1%至20世紀(jì)90年代17.3%)與心力衰竭5年發(fā)病率顯著增加相關(guān)(從20世紀(jì)70年代27.6%至20世紀(jì)90年代31.9%)[1]。大型動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，心肌梗死后炎癥反應(yīng)會(huì)加重再灌注心臟缺血性心肌損傷，因此抑制炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是一個(gè)潛在的有意義的治療靶點(diǎn)。但目前抑制炎癥反應(yīng)治療心血管疾病特別是在心力衰竭的治療方面作用有限。此外，補(bǔ)體系統(tǒng)代表了炎癥和先天免疫的一個(gè)重要分支，早在19世紀(jì)關(guān)于補(bǔ)體在先天體液免疫中的作用和炎癥在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用就已經(jīng)確立[2]，而補(bǔ)體和動(dòng)脈粥樣硬化之間的關(guān)系也得到證實(shí)。隨后，補(bǔ)體在缺血/再灌注損傷中也有報(bào)道[3]。補(bǔ)體系統(tǒng)的激活是通過3個(gè)不同的途徑介導(dǎo)的，即經(jīng)典途徑、凝集素途徑和替代途徑。目前認(rèn)為補(bǔ)體作為炎癥反應(yīng)的主要介質(zhì)參與各種心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展[4]?，F(xiàn)對補(bǔ)體系統(tǒng)與心血管疾病的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1補(bǔ)體與動(dòng)脈粥樣硬化

越來越多的證據(jù)表明，動(dòng)脈粥樣硬化可以通過多種不同的機(jī)制激活補(bǔ)體,而大量的補(bǔ)體蛋白又可促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成和發(fā)展[5-7]。補(bǔ)體激活，特別是產(chǎn)生的C5a和C5b-9，影響動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展的許多過程，包括促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的活化、白細(xì)胞滲透到細(xì)胞外基質(zhì)、刺激血管平滑肌細(xì)胞釋放細(xì)胞因子、促進(jìn)斑塊破裂。在動(dòng)脈粥樣硬化中，不同的蛋白激活不同的補(bǔ)體途徑。其中，配體結(jié)合的C反應(yīng)蛋白、免疫復(fù)合物、酶修飾的低密度脂蛋白、凋亡物質(zhì)、磷脂和線粒體蛋白質(zhì)等可以激活補(bǔ)體的經(jīng)典途徑；糖類與甘露糖終端可以激活補(bǔ)體的凝集素途徑；氧化的低密度脂蛋白和凝固的蛋白酶可激活補(bǔ)體的旁路途徑。研究發(fā)現(xiàn)，氧化的低密度脂蛋白是斑塊內(nèi)分布最廣泛的補(bǔ)體激活物[6-7]。

此外，動(dòng)脈粥樣斑塊中也有補(bǔ)體基因的表達(dá)[5-6]。Yosajima等[5]在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)發(fā)現(xiàn)了補(bǔ)體固有成分、多種補(bǔ)體活化片段和其他一些補(bǔ)體固有成分以及許多補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的mRNA表達(dá)。而且，許多補(bǔ)體成分與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊相關(guān)[7]，如在C3或C6缺乏的動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型中補(bǔ)體末端通路的激活在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展和成熟中發(fā)揮重要作用[8]。免疫組織化學(xué)研究顯示，補(bǔ)體不但在動(dòng)脈粥樣硬化中介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[9]，而且補(bǔ)體激活后形成的膜攻擊復(fù)合物C5b-9還可誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的激活、增殖,增加白細(xì)胞介素8和膜輔因子蛋白信使RNA聚集和蛋白分泌[10]，加重炎癥反應(yīng)，使動(dòng)脈粥樣硬化斑塊不斷發(fā)展。

2補(bǔ)體與心肌梗死

壞死細(xì)胞釋放其細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)通過激活先天免疫機(jī)制引發(fā)強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)。細(xì)胞表面敏感性受體在組織損傷后發(fā)布“危險(xiǎn)信號(hào)”并激活炎癥通路。有證據(jù)表明，在梗死后的炎癥反應(yīng)中，Toll樣受體介導(dǎo)通路、補(bǔ)體級(jí)聯(lián)、活性氧類都通過激活核因子κB系統(tǒng)在其中發(fā)揮重要作用[11]。研究表明，缺血后心肌損傷激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)[12]。Pinckard等[13]研究顯示，急性心肌梗死患者C1、C3和C4消耗的證據(jù)進(jìn)一步表明心肌細(xì)胞壞死導(dǎo)致亞細(xì)胞膜成分的釋放能激活補(bǔ)體級(jí)聯(lián)。在新發(fā)及陳舊心肌梗死部位有補(bǔ)體C1-9蛋白及信使RNAs沉積于受損的心肌細(xì)胞，同時(shí)伴隨膜攻擊復(fù)合物C5b-9的沉積[14-15]，這可能意味著在心肌梗死的過程中伴隨著廣泛的補(bǔ)體激活。這一現(xiàn)象也被Vakeva等[16]的研究所證實(shí),在結(jié)扎大鼠的左冠狀動(dòng)脈造成急性心肌梗死的模型中,對大鼠各個(gè)時(shí)間段的心肌組織使用免疫組織化學(xué)染色的方法發(fā)現(xiàn)，左冠狀動(dòng)脈結(jié)扎2 h后在心肌壞死組織即可出現(xiàn)補(bǔ)體C3的沉積；急性心肌梗死發(fā)生的3 h后,在心肌梗死區(qū)域就能發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體早期的活化成分C1、C3和晚期補(bǔ)體激活途徑的參與成分C8、C9的沉積。該研究表明,急性心肌梗死2～3 h后補(bǔ)體系統(tǒng)完全激活。當(dāng)心肌梗死發(fā)生超過12 h或長達(dá)5 d，梗死區(qū)域會(huì)產(chǎn)生更多的C反應(yīng)蛋白,活化的補(bǔ)體和C反應(yīng)蛋白-補(bǔ)體復(fù)合物。上述研究表明，補(bǔ)體系統(tǒng)參與心肌梗死的病理過程。

在心肌梗死組織中免疫復(fù)合物、抗心肌細(xì)胞的自身抗體以及由缺血/再灌注釋放的磷脂和線粒體蛋白質(zhì)、C反應(yīng)蛋白等又可直接激活補(bǔ)體。在心肌梗死中，補(bǔ)體經(jīng)典途徑的mRNA 和蛋白質(zhì)所有組件都上調(diào)，補(bǔ)體激活介導(dǎo)的中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞聚集可能在受損心肌中發(fā)揮重要作用，此過程在再灌注的第1小時(shí)中極其重要。反過來，補(bǔ)體系統(tǒng)激活，通過一系列的酶促級(jí)聯(lián)反應(yīng),最終形成膜攻擊合物C5b-9，而C5b-9水平增加又加重心肌損傷，造成更多心肌細(xì)胞死亡。其可能的原因是[3]:C5b-9可直接攻擊心肌細(xì)胞膜,引起心肌細(xì)胞和組織的損傷和壞死；同時(shí)導(dǎo)致微血管收縮,造成微循環(huán)障礙，加重心肌細(xì)胞的損傷。研究表明，干擾補(bǔ)體系統(tǒng)產(chǎn)物的精確定位可能會(huì)減少心肌的缺血性損傷[17-18]。

3補(bǔ)體與心肌缺血/再灌注損傷

急性冠狀動(dòng)脈心臟病的治療由于引進(jìn)再灌注策略已經(jīng)大大改善，包括溶栓和經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入。然而，缺血性心肌的再灌注本身可能會(huì)破壞心臟，包括心肌細(xì)胞直接死亡、心肌頓抑、心律失常和“無復(fù)流”現(xiàn)象[19]。Hill和Ward[20]是第一次證實(shí)在大鼠心肌梗死中存在C3裂解，并且記錄了補(bǔ)體系統(tǒng)在白細(xì)胞浸潤中的作用。此外，補(bǔ)體抑制劑持續(xù)減弱白細(xì)胞在心肌梗死中的聚集，突出補(bǔ)體級(jí)聯(lián)在缺血心肌觸發(fā)炎癥中的關(guān)鍵作用。此后,大量的體外及體內(nèi)實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體系統(tǒng)參與缺血/再灌注損傷[21-22]。然而，補(bǔ)體是如何觸發(fā)的并不完全清楚，但它部分是由心肌細(xì)胞表達(dá)的CD59調(diào)節(jié)的。在缺血/再灌注過程中過敏毒素C3a和C5a迅速釋放，這加劇了肥大細(xì)胞釋放組胺,并且增加水腫[23]。C5a是強(qiáng)有力的中性粒細(xì)胞趨化因子，通過上調(diào)CD11b/CD18(Mac-1)誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞牢固的黏附到內(nèi)皮細(xì)胞和隨后跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移[24]。一些跡象表明，在缺血/再灌注損傷中，凝集素途徑在補(bǔ)體激活的感應(yīng)比古典和替代途徑的作用更加突出。

van der Pals等[25]對豬冠狀動(dòng)脈左前降支球囊封堵造成急性心肌梗死模型，40 min后進(jìn)行再灌注，并在實(shí)驗(yàn)組應(yīng)用C5a受體拮抗劑ADC-1004治療，結(jié)果顯示,ADC-1004治療組心肌梗死面積明顯縮小，有效減少了心肌缺血/再灌注損傷。Tang等[26]研究發(fā)現(xiàn),預(yù)處理補(bǔ)體C5短發(fā)夾RNA可有效保護(hù)心肌缺血/再灌注損傷。最近，關(guān)于補(bǔ)體凝集素對缺血/再灌注損傷影響的兩個(gè)動(dòng)物研究表明,補(bǔ)體凝集素缺乏對心肌及腦缺血有保護(hù)作用[27-28]。

上述實(shí)驗(yàn)研究及臨床觀察進(jìn)一步證實(shí),補(bǔ)體系統(tǒng)不僅參與缺血/再灌注損傷,而且又使缺血/再灌注損傷加重。

4補(bǔ)體與冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)

心臟手術(shù)可引起系統(tǒng)性炎癥反應(yīng),尤其在進(jìn)行體外循環(huán)時(shí)這種炎癥反應(yīng)更突出。當(dāng)血液暴露于體外循環(huán)表面、低體溫、手術(shù)創(chuàng)傷、組織缺血和再灌注等條件下時(shí)，即可引起這種炎癥反應(yīng)，其特點(diǎn)是激活補(bǔ)體，并產(chǎn)生細(xì)胞因子。系統(tǒng)性炎癥可導(dǎo)致許多術(shù)后并發(fā)癥,包括重要器官功能障礙,最終形成多器官衰竭和死亡，而所有的補(bǔ)體途徑似乎都參與了該反應(yīng)。在研究中發(fā)現(xiàn)使用肝素和肝素涂層的材料可以減少補(bǔ)體激活，而與體外循環(huán)過程相比，非體外循環(huán)手術(shù)，可較少產(chǎn)生補(bǔ)體膜攻擊復(fù)合物C5b-9[29]。

5補(bǔ)體與心力衰竭

心力衰竭發(fā)展的特點(diǎn)是幾個(gè)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞的變化，通常被稱為心肌重構(gòu)。這種重構(gòu)涉及心肌細(xì)胞肥大、心室擴(kuò)張和纖維化，并且實(shí)驗(yàn)和一些臨床證據(jù)表明炎性介質(zhì)作為重構(gòu)和心力衰竭發(fā)展的重要介質(zhì)。2001年，Aukrust等[30]研究表明，充血性心力衰竭患者補(bǔ)體激活增加，包括原發(fā)性擴(kuò)張型和缺血性心肌病患者。進(jìn)一步說明，補(bǔ)體系統(tǒng)參與了心力衰竭的發(fā)展過程，此外免疫調(diào)節(jié)治療方面也有一定進(jìn)展。有學(xué)者實(shí)施了靜脈內(nèi)注射免疫球蛋白的雙盲隨機(jī)對照試驗(yàn)，結(jié)果左心室射血分?jǐn)?shù)和補(bǔ)體的激活均增加[31]。更進(jìn)一步說明，免疫炎癥在心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展中扮演重要角色，有可能成為治療新靶點(diǎn)。

心力衰竭患者存在心肌細(xì)胞的死亡，其機(jī)制包括壞死、凋亡和自噬等,這些過程與補(bǔ)體激活有關(guān)[32]。補(bǔ)體的激活和心力衰竭之間的關(guān)系得到Oliveira等[33]研究的進(jìn)一步支持，研究顯示經(jīng)過長時(shí)間循環(huán)支持后，補(bǔ)體終末復(fù)合物C5b-9在心力衰竭的心肌細(xì)胞中的沉積明顯增加,而C5b-9又通過直接攻擊心肌細(xì)胞膜導(dǎo)致心肌細(xì)胞壞死，加重心力衰竭。纖維膠凝蛋白3是補(bǔ)體凝集素途徑的促發(fā)分子，其是否在心力衰竭中啟動(dòng)補(bǔ)體凝集素途徑，參與心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展目前研究尚少。Prohaszka等[34]研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)體凝集素途徑的促發(fā)分子纖維膠凝蛋白3參與心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展。該項(xiàng)研究在190例匈牙利患者和183例挪威患者以及對照組中進(jìn)行，測定凝集素、纖維膠凝蛋白2和纖維膠凝蛋白3血漿水平。結(jié)果顯示，在單變量分析中，只有纖維膠凝蛋白3水平與心力衰竭相關(guān)；在多變量Cox回歸分析中,調(diào)整年齡、性別和腦鈉肽后,低纖維膠凝蛋白3水平可顯著預(yù)測病死率；該研究也表明纖維膠凝蛋白3參與心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展過程，抑制補(bǔ)體激活可能會(huì)延緩心力衰竭的進(jìn)展。此外，Zhang等[35]研究表明，在高血壓中存在補(bǔ)體激活，C5a受體信號(hào)通路在血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的心臟炎癥和重構(gòu)中發(fā)揮病理學(xué)作用。并且Iyer等[36]證實(shí)，C5a受體拮抗劑和環(huán)肽拮抗劑PMX5能抑制高血壓引起的心肌纖維化和肥大，進(jìn)而延緩心力衰竭的發(fā)生、發(fā)展；相反，C5a受體缺陷的小鼠敲除模型對抗心肌壓力減弱，強(qiáng)調(diào)了補(bǔ)體在心臟中可能具有雙重作用[37]。充分利用有利的方面可能為未來心力衰竭的治療提供新的方向和思路。

補(bǔ)體在心力衰竭激活中的可能機(jī)制有以下幾種[38]:①心力衰竭患者血漿C反應(yīng)蛋白水平是升高的,而C反應(yīng)蛋白可以直接激活補(bǔ)體；②壞死和損傷的心肌細(xì)胞和心肌組織可以直接激活補(bǔ)體旁路替代途徑及經(jīng)典途徑；③心肌病患者本身存在著特異性的抗體,這些抗體可直接激活補(bǔ)體經(jīng)典途徑；④缺血性心力衰竭可以通過凝集素途徑激活補(bǔ)體。心力衰竭患者體內(nèi)存在補(bǔ)體系統(tǒng)的激活，而補(bǔ)體系統(tǒng)激活程度與心力衰竭患者心功能可能存在相關(guān)性。

6補(bǔ)體與查加斯病

感染可直接或間接引起心肌損害。腸道病毒和細(xì)小病毒B19是引起病毒性心肌炎的常見原因。在拉丁美洲，南美錐蟲病導(dǎo)致高達(dá)21%的心力衰竭，它是一種由原生動(dòng)物(克氏錐蟲引起的)，流行于拉丁美洲的疾病，疾病可在世界其他國家遭遇[39]。一些由于克氏錐蟲感染的急性發(fā)熱性疾病患者，可導(dǎo)致致命性急性心肌炎、30%的患者15～30年后可發(fā)展為慢性心力衰竭，包括傳導(dǎo)障礙、心動(dòng)過緩、心動(dòng)過速、心室壁瘤和充血性心力衰竭。Ferreira等[40]檢測了克氏錐蟲的鈣網(wǎng)蛋白，其是一種存在于多種細(xì)胞類型的多功能蛋白質(zhì)，特異性通過古典和凝集素途徑抑制補(bǔ)體激活。這一發(fā)現(xiàn)后來被其他學(xué)者所證實(shí)。Sosoniuk等[41]研究發(fā)現(xiàn)，鈣網(wǎng)蛋白可直接結(jié)合纖維膠凝蛋白2，因此通過凝集素途徑抑制補(bǔ)體激活。與正常對照組相比，查加斯疾病患者纖維膠凝蛋白2水平明顯降低。并且，低甘露糖結(jié)合凝集素水平增加了查加斯疾病的風(fēng)險(xiǎn)，由此可見，補(bǔ)體凝集素途徑具有保護(hù)作用。

顯然，補(bǔ)體系統(tǒng)在查加斯病中具有重要作用。雖然補(bǔ)體系統(tǒng)參與查加斯病的確切機(jī)制還未明確，但宿主和寄生蟲都利用補(bǔ)體系統(tǒng)，這可能是未來藥物治療有吸引力的目標(biāo)。

7結(jié)語

大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及研究表明，補(bǔ)體在心血管疾病中起重要作用，補(bǔ)體系統(tǒng)的激活很大程度上會(huì)導(dǎo)致各種急性或慢性心血管疾病或加重原有心血管疾病，通過研究各種抑制劑中斷或調(diào)節(jié)補(bǔ)體的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，減少補(bǔ)體激活帶來的損害，有望成為治療心血管疾病的新靶點(diǎn)。盡管一些抑制免疫炎癥反應(yīng)的臨床試驗(yàn)尚未取得令人滿意的成果，但隨著醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展及研究水平的提高，補(bǔ)體的干預(yù)治療終有一天會(huì)造福于人類。

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The Research Progress in Complement System and Cardiovascular Disease

AOWen-jie，ZHANGRui-ying.

(DepartmentofCardiology，theFirstAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity，Harbin150001，China)

Abstract:Heart diseases(atherosclerosis,myocardial infarction,ischemia-reperfusion injury,heart failure) are major causes of worldwide mortality and morbidity.In recent years complement mediated inflammation has been shown to have an important role in a variety of heart diseases.Complement activation appears to be involved in the pathophysiology of a diverse range of cardiac conditions.The complement system represents a new biomarker of cardiovascular disease:adjusting the body′s immune inflammation to restore the body′s immune balance，may provide new targets for the treatment of cardiovascular diseases.

Key words：Immune inflammatory response; Complement; Myocardial infarction; Heart failure

收稿日期：2015-03-16修回日期：2015-06-11編輯：伊姍

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.23.009

中圖分類號(hào)：R541

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-2084(2015)23-4249-03