翟泰宇，孫軼華

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院檢驗科，哈爾濱 150081)

·綜述·

中性粒細胞在心肌梗死中的作用

翟泰宇，孫軼華

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院檢驗科，哈爾濱 150081)

急性心肌梗死是一種致死率很高的嚴重心臟缺血性疾病。研究證據(jù)表明，心肌梗死誘發(fā)的炎癥反應(yīng)在心肌損傷中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。而在此過程中，中性粒細胞所起到的作用引起了人們的極大關(guān)注，人們因此對中性粒細胞向梗死組織滲透浸潤、致?lián)p傷機制及干預(yù)效應(yīng)等方面進行了深入的研究。本文根據(jù)研究進展，對中性粒細胞在AMI時發(fā)揮的作用進行了簡要介紹，并詳細地對其發(fā)揮作用的方式(浸潤、白細胞招募作用、生化因子、調(diào)控靶點)進行了概括。

中性粒細胞;心肌梗死;炎癥反應(yīng)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction)是一種常見的由于冠狀動脈急性、持續(xù)性的缺血缺氧導(dǎo)致的嚴重的心肌壞死性疾病，在世界范圍內(nèi)其發(fā)病率和致死率一直處于高水平。在AMI初期，外周血中的白細胞，主要是中性粒細胞，數(shù)量明顯升高。中性粒細胞在心肌梗死后快速浸潤心肌組織，在強化炎癥反應(yīng)及后續(xù)梗死區(qū)域的恢復(fù)過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。本文主要綜述中性粒細胞與心肌梗死關(guān)系的研究進展。

1 心肌梗死時中性粒細胞的浸潤

在多種心肌損傷性疾病中，心肌梗死是一種可激活體內(nèi)固有炎癥反應(yīng)機制誘發(fā)機體炎癥反應(yīng)的疾病。研究發(fā)現(xiàn)，中性粒細胞具有促進組織損傷及炎癥反應(yīng)的作用，大多數(shù)研究者將其形象地比喻為“bad guys”。在動脈粥樣硬化的大鼠模型中，中性粒細胞的數(shù)量與粥樣硬化斑塊的炎癥反應(yīng)有關(guān)。中性粒細胞減少可減輕疾病造成的負作用[1]。研究也表明，在小鼠體內(nèi)，中性粒細胞的浸潤及多種蛋白酶的產(chǎn)生和釋放與心肌損傷的嚴重程度相關(guān)[2-4]。

Carbone等[5]發(fā)現(xiàn)，心肌梗死后大量的中性粒細胞率先進入到梗死區(qū)域，并且在24 h之內(nèi)中性粒細胞的數(shù)量即可達到相當高的水平。在臨床研究中發(fā)現(xiàn)，增多的外周血循環(huán)中中性粒細胞、顯著升高的粒細胞/淋巴細胞比值及大量的髓過氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)等顆粒蛋白不僅與冠脈疾病的嚴重程度相關(guān)，還有可能成為預(yù)測急性冠脈綜合征的重要指標。

另外，Shinagawa等[6]認為，急性心肌梗死時中性粒細胞集聚的減少可明顯減輕心肌的缺血再灌注損傷，但這一效果卻會隨著梗死時間的延長而逐漸減弱。在一些動物實驗和臨床試驗中發(fā)現(xiàn)，通過減弱中性粒細胞的入侵信號可減輕中性粒細胞向心肌組織的浸潤。在應(yīng)用L-選擇蛋白和P-選擇蛋白的單克隆抗體后，在再灌注后的幾小時內(nèi)有效地減輕了中性粒細胞向心肌的浸潤及心肌組織的壞死程度。但Briaud 等[7]發(fā)現(xiàn)，在P-選擇蛋白缺失的小鼠體內(nèi)，雖然白細胞的集聚明顯減少，但小鼠心肌損傷程度卻并沒有因此而降低。

由此可見，中性粒細胞在心肌梗死中，其促進炎癥反應(yīng)的作用對心肌損傷具有重要作用，但心肌梗死后單純減少中性粒細胞的集聚浸潤似乎并不是有效的臨床治療方法。

2 中性粒細胞招募作用

中性粒細胞在清理壞死心肌細胞產(chǎn)生的細胞碎片等物質(zhì)時，所釋放的炎性介質(zhì)不但會引起組織損傷，同時也會進一步對更多白細胞起到明顯的招募作用。因為急性心肌梗死的發(fā)生，可強有力地刺激機體免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致多種細胞因子和趨化因子的產(chǎn)生和釋放[8]，繼而誘導(dǎo)大量包括中性粒細胞和單核細胞在內(nèi)的白細胞進入梗死區(qū)域[9-10]。這些中性粒細胞、單核細胞及分化而來的巨噬細胞，又可通過釋放多種細胞因子、蛋白酶、活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)等物質(zhì)來延長炎癥反應(yīng)的過程。同時，其吞噬作用可幫助清除梗死區(qū)域死亡的心肌細胞、中性粒細胞及細胞碎片，而這種吞噬過程或許又可影響巨噬細胞的表型[11]。

中性粒細胞在促進單核細胞的招募及激活方面，可能也會起到一定作用[12]。單核細胞在心肌梗死發(fā)生初期發(fā)揮重要作用。野生型小鼠結(jié)扎冠脈后，利用淋巴細胞抗原6G(lymphocyte antigen 6G，Ly-6G)單克隆抗體減少體內(nèi)的中性粒細胞可使脾儲Ly-6 G high單核細胞的釋放數(shù)量減少，而梗死區(qū)域內(nèi)減少的Ly-6 G high單核細胞又可促進區(qū)域內(nèi)巨噬細胞的增殖并且使其表型發(fā)生改變[13]。中性粒細胞上攜帶的人中性粒細胞多肽1(human neutrophil peptide 1，HNP1)可和血小板衍生的CC類趨化因子配體5[chemokine(C-C motif)ligand 5，CCL5]結(jié)合形成二聚體，二聚體通過CCL5配體(CCL5 receptor，CCR5)來調(diào)節(jié)單核細胞的粘附能力。與此同時，在大鼠心肌梗死模型中，針對其結(jié)構(gòu)特點設(shè)計出的HNP1-CCL5二聚體的干擾性多肽減弱了中性粒細胞對單核細胞及巨噬細胞的招募作用[14]。

中性粒細胞可通過多種途徑對單核/巨噬細胞發(fā)揮作用。在心肌梗死中，中性粒細胞的集聚可產(chǎn)生多種炎癥信號，使梗死心肌組織損傷并且誘導(dǎo)更多的白細胞進入組織發(fā)揮作用，最終通過中性粒細胞或者由中性粒細胞調(diào)控巨噬細胞的作用幫助清除壞死細胞。

3 中性粒細胞分泌的生化因子

在心肌梗死中，中性粒細胞主要通過3種介質(zhì)發(fā)揮其對心肌組織的損傷功能：整合蛋白家族(integrins)，選擇蛋白家族(selectins)及部分免疫球蛋白家族，例如細胞間粘附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管細胞粘附分子-1、血小板內(nèi)皮細胞粘附分子-1等。

選擇蛋白家族中，在心肌損傷的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用的主要有3種，分別是L選擇蛋白、E-選擇蛋白及 P-選擇蛋白，其中L-選擇蛋白在中性粒細胞被激活后釋放，對中性粒細胞的招募及向目的地前進速度均具有重要的調(diào)控作用[15]。

但單一的依靠選擇蛋白無法使細胞與靶標部位產(chǎn)生穩(wěn)定的粘附作用和遷移作用，還需要整合蛋白家族的配合。整合蛋白家族是細胞表面受體的主要蛋白質(zhì)家族。18 α-整合蛋白的異源二聚體和8β-整合蛋白的子單元可在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中形成24個不同的整合蛋白受體[16]。心肌梗死時，β2整合蛋白對中性粒細胞的招募發(fā)揮著重要作用[17]。中性粒細胞需要β2整合蛋白(CD18)將其β鏈與CD11a的α鏈牢固結(jié)合，這不但使CD11/CD18與內(nèi)皮細胞表面配體ICAM-1結(jié)合還可使中性粒細胞改變?yōu)榭蛇\動形態(tài)[18]。當中性粒細胞被激活后，細胞膜發(fā)生改變并向細胞外快速釋放大量的ROS及MPO等分子，這一過程已被證實與脈管炎的發(fā)病機制相關(guān)[19]。研究發(fā)現(xiàn)，MPO大量存在于中性粒細胞的嗜天青顆粒中，在中性粒細胞凈重中的比重可達到5%以上[20]。雖然在單核/巨噬細胞中也檢測到MPO的表達，但機體95%的MPO仍由中性粒細胞產(chǎn)生[21]。MPO在血管壁中可氧化低密度脂蛋白及胞外基質(zhì)，造成內(nèi)皮細胞的損傷[22]，誘導(dǎo)中性粒細胞表面粘附分子CD11b的表達，激活中性粒細胞與內(nèi)皮細胞的粘附作用。報道稱，從心肌梗死患者外周血中提取的中性粒細胞與正常的樣本相比，中性粒細胞與內(nèi)皮細胞的粘附率明顯升高，MPO抑制劑ABAH可抑制AMI患者體內(nèi)中性粒細胞MPO的活性，并且其對內(nèi)皮細胞的粘附能力也與ABAH劑量相關(guān)[23]。

臨床實驗中發(fā)現(xiàn)，在肌鈣蛋白陰性的急性心肌梗死發(fā)病最初階段，MPO的增高早于其它心肌細胞壞死標志物，發(fā)病2 h之內(nèi)便可檢測到MPO的升高。而在冠脈疾病中被證實可提高MPO表達水平的肝素，在急性心肌梗死患者中卻沒有明顯的變化[24]。這種現(xiàn)象說明，在急性心肌梗死發(fā)生的早期，中性粒細胞就已被激活，甚至有可能早于急性心肌梗死臨床癥狀的出現(xiàn)。

有研究者注意到，體內(nèi)氧自由基(ROS)等致?lián)p化學(xué)因子幾乎只能由粘附之后的中性粒細胞釋放。當中性粒細胞與血管內(nèi)皮形成穩(wěn)定的粘附效果之后，內(nèi)皮細胞也可表達多種粘附分子，使其與內(nèi)皮細胞間的連接作用減弱，細胞間縫隙增寬，允許中性粒細胞通過從而進入梗死組織發(fā)揮作用。進入梗死區(qū)域后，中性粒細胞可分泌ROS、MPO及多種蛋白酶對心肌細胞發(fā)揮作用[25]。其中，ROS可對心肌細胞的細胞膜產(chǎn)生直接的損傷作用，最終導(dǎo)致細胞死亡。

4 中性粒細胞炎癥損傷作用的調(diào)控靶點

研究顯示，許多基因均可作為調(diào)控中性粒細胞作用的靶點，改變中性粒細胞的作用方式或者強度。髓系細胞觸發(fā)受體-1(triggering receptor expressed on myeloid cells-1，TREM-1)在中性粒細胞和成熟的巨噬細胞表達，被視為先天免疫放大器。Boufenzer等[26]發(fā)現(xiàn)，無論在小鼠還是人類體內(nèi)，TREM-1在缺血心肌中的表達均上調(diào)。在小鼠體內(nèi)，長時間的左心室缺血可誘導(dǎo)TREM-1在缺血心肌區(qū)域的表達，且主要在浸潤到心肌組織中的中性粒細胞上表達。利用LR12抑制TREM-1基因表達，可減弱對中性粒細胞的招募作用及心肌的炎癥反應(yīng)，同時還可降低單核細胞趨化蛋白-1(monocyte Chemoattractant Protein-1，mcp-1)的產(chǎn)生，從而減弱單核細胞向梗死心臟的趨化行為，最終提高左心室的功能及小鼠的生存率。

核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand，RANKL)可激活中性粒細胞等免疫細胞并且在梗死后的損傷和恢復(fù)過程中發(fā)揮作用。無論是在血漿還是心臟組織中，RANKL表達量在再灌注早期即可升高。Carbone等[27]在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，向鼠體內(nèi)注射RANKL中和抗體之后，抵消了RANKL誘導(dǎo)的中性粒細胞的遷移和脫顆粒作用，隨著中性粒細胞向心肌組織浸潤的減弱及ROS、基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9，MMP-9)釋放的減少，心肌梗死面積及心臟功能均得到了改善。這些證據(jù)表明，RANKL在中性粒細胞介導(dǎo)的心肌損傷中發(fā)揮重要作用。

另外，經(jīng)LPS活化的中性粒細胞在抑制轉(zhuǎn)化生長因子激酶1(TGF-β-activated kinase-1，TAK1)基因后，與對照組相比，IKK、p38、JNK的磷酸化水平，IL-1β、 IL-6、TNF-a、ROS等分子表達量也均有所提高[28]。

5 中性粒細胞在梗死后呈現(xiàn)的保護作用

中性粒細胞在心肌梗死發(fā)展過程中的炎癥損傷作用雖已得到大多數(shù)研究者的一致認可，但也有部分實驗數(shù)據(jù)表明，中性粒細胞或許在梗死后心肌的恢復(fù)過程中也可能起到一定作用。

在心肌梗死后，中性粒細胞自身的凋亡及巨噬細胞對其的吞噬過程中釋放的TGF-β可使得炎癥反應(yīng)逐漸減弱并且使心肌發(fā)生纖維化[25]。Bournazou等[29]發(fā)現(xiàn)，在中性粒細胞自身凋亡的同時，可分泌膜聯(lián)蛋白AⅠ及乳鐵蛋白減弱對中性粒細胞的招募作用。這兩種蛋白同時還對巨噬細胞具有一定的趨化作用[30]，誘導(dǎo)巨噬細胞清除細胞碎片。Horckmans等[13]認為，在心肌梗死后，中性粒細胞可參與協(xié)調(diào)單核/巨噬細胞的表型及數(shù)量，且有益于梗死心肌組織的修復(fù)及心臟功能的恢復(fù)。中性粒細胞在清除抗原物質(zhì)之前首先需使機體恢復(fù)到平衡狀態(tài)，此種雙重作用類似于一種失效保護機制。

這樣看來，中性粒細胞在心肌梗死后的作用更像是一把雙刃劍，對心肌細胞同時發(fā)揮著損傷和一定的保護作用。

6 結(jié)語

中性粒細胞是組成人類循環(huán)白細胞中數(shù)量最多的有形成分，在循環(huán)白細胞中比例可達40%～75%。在機體發(fā)生感染或者出現(xiàn)損傷時，中性粒細胞率先抵達目標部位，并且通過分泌多種酶類(蛋白酶、水解酶)、細胞因子等物質(zhì)激發(fā)炎癥反應(yīng)，從而保護機體免受各種病原體的損害。但過于強烈的炎癥反應(yīng)在急性心肌梗死時卻會大大加重心肌的損傷程度。

隨著研究的深入，中性粒細胞在心肌梗死中的病理生理機制、作用及調(diào)節(jié)機制和途徑正逐漸被人們所了解。中性粒細胞不僅可清除壞死組織，分泌促炎因子及通過招募單核巨噬細胞發(fā)揮作用，或許還可對梗死后的心肌起到一定的保護作用。在當前研究中發(fā)現(xiàn)的多個中性粒細胞功能的調(diào)節(jié)靶點基因，或許可為將來心肌梗死的預(yù)測、治療及預(yù)后提供新的思路。

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R446;R542.2+2

A

2017-02-12)

(本文編輯王海燕)

10.13602/j.cnki.jcls.2017.09.11

翟泰宇,1990年生，男，碩士研究生，主要從事臨床檢驗診斷學(xué)研究。

孫軼華，教授，E-mail:syh200415@163.com。