趙士嬌 韓雪 高燕軍

頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊是一種纖維炎性脂質(zhì)斑塊，是導(dǎo)致缺血性腦卒中的主要危險(xiǎn)因素之一[1]，據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,在我國(guó)有45%～86.7%的腦梗死和頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊有關(guān),在歐美則有35%～76%[2]。斑塊破裂脫落阻塞遠(yuǎn)端的顱內(nèi)動(dòng)脈進(jìn)而引起缺血性腦血管事件的發(fā)生。Dirksen等[3]從尸檢資料中發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞在頸動(dòng)脈斑塊內(nèi)的分布存在明顯差異，而斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞數(shù)量是決定斑塊穩(wěn)定性的重要因素，斑塊的穩(wěn)定性隨巨噬細(xì)胞數(shù)量的增多而降低。在斑塊內(nèi)部炎癥反應(yīng)可通過(guò)誘發(fā)新血管生成及斑塊內(nèi)出血而增加斑塊易損性。因此，包括骨橋蛋白(osteopontin,OPN)在內(nèi)的炎癥因子在頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的研究越來(lái)越受到各界重視，現(xiàn)將骨橋蛋白及炎癥反應(yīng)在頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成至轉(zhuǎn)變?yōu)橐讚p斑塊中的作用作一綜述。

1 頸動(dòng)脈粥樣硬化(carotid atherosclerosis，CAS)與易損斑塊

Chaturvedi等[4]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，70歲以上的人群中有6.9%的女性和12.5%的男性有無(wú)癥狀的中度頸動(dòng)脈粥樣硬化(狹窄率50%～70%)，在70歲以下的人群中有2.2%的女性和4.8%的男性有無(wú)癥狀的中度頸動(dòng)脈粥樣硬化(狹窄率50%～70%)。上述事實(shí)證明無(wú)法單純用頸動(dòng)脈狹窄程度來(lái)解釋缺血性腦卒中的發(fā)生。近年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為腦卒中發(fā)生機(jī)制與斑塊的組織學(xué)特性即是否為易損斑塊密切相關(guān)[3]。在2003年Naghavi等[5]提出了關(guān)于易損斑塊的組織學(xué)特征：(1)薄纖維帽及大的脂質(zhì)核心；(2)發(fā)生活動(dòng)性炎性反應(yīng)；(3)斑塊表面纖維帽破裂及隨后血栓形成；(4)內(nèi)皮脫失后導(dǎo)致血小板聚集或纖維蛋白沉積；(5)斑塊內(nèi)新生血管及斑塊內(nèi)出血；在腦梗死致病機(jī)制中頸動(dòng)脈斑塊的穩(wěn)定性的作用逐漸被認(rèn)識(shí)，斑塊破裂后可直接栓塞下游血管，裸露的含高凝物質(zhì)的核心能迅速形成血栓，引起缺血性腦血管事件的發(fā)生[6]。

2 炎癥反應(yīng)在頸動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生各個(gè)階段的作用

有多種學(xué)說(shuō)從不同的角度來(lái)闡述動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)的發(fā)病機(jī)制，如脂質(zhì)浸潤(rùn)學(xué)說(shuō)、內(nèi)皮損傷學(xué)說(shuō)、血栓形成學(xué)說(shuō)、受體學(xué)說(shuō)、慢性炎癥學(xué)說(shuō)、平滑肌細(xì)胞增殖學(xué)說(shuō)等。隨著對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)制研究的深入，AS的慢性炎癥性特征已被廣泛認(rèn)可，1999年Ross[7]提出“AS是一種炎癥性疾病”。炎性進(jìn)程貫穿于動(dòng)脈粥樣硬化形成發(fā)生、發(fā)展的各個(gè)階段，即從早期血管內(nèi)皮功能紊亂到最終斑塊破裂，動(dòng)脈粥樣硬化具有經(jīng)典炎癥變性、滲出及增生的特點(diǎn)，動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病初期主要表現(xiàn)為急性滲出性炎癥,即單核巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)等，而在進(jìn)展期主要表現(xiàn)出血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells，VSMC)大量增殖及細(xì)胞外基質(zhì)過(guò)度合成等慢性增生性炎癥的特點(diǎn)[8]。

Wu等[9]證明T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞在伴有頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的患者體內(nèi)活性顯著增強(qiáng)，同時(shí)其他的一些炎癥標(biāo)志物表達(dá)也增多。頸動(dòng)脈斑塊易損性與血清中的炎癥標(biāo)志物高度相關(guān)，主要的相關(guān)炎癥標(biāo)志物有CRP、hs-CRP、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、IL-6、IL-8、SAA、纖維蛋白原、TNF-α、S100A蛋白、MMP家族、新喋呤及FABP4等。血管周邊的肥大細(xì)胞通過(guò)IL-8受體CXC趨化因子受體蛋白2(CXCR2)使斑塊內(nèi)小血管的通透性增加，促進(jìn)斑塊內(nèi)出血及白細(xì)胞浸潤(rùn)，多效性的細(xì)胞因子與CXCR2作用使巨噬細(xì)胞遷移抑制因子(MIF)表達(dá)上調(diào)，并誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶-9的表達(dá)[10]。相關(guān)研究表明，心腦血管不良事件的風(fēng)險(xiǎn)與頸動(dòng)脈硬化斑塊中MIF的表達(dá)增加高度相關(guān)；一方面，斑塊中的炎性反應(yīng)刺激斑塊內(nèi)微小血管的生成，另一方面，炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致斑塊組織局部缺氧，更加促進(jìn)斑塊中新生血管的形成。斑塊中的微血管由于結(jié)構(gòu)及功能不成熟，極易增加斑塊內(nèi)出血和斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)[11]。由此可見(jiàn)，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的自然傾向從一個(gè)穩(wěn)定的斑塊轉(zhuǎn)變?yōu)橐讚p斑塊主要取決于炎癥的程度。

3 骨橋蛋白(osteopontin，OPN)

3.1 OPN的結(jié)構(gòu)、生物學(xué)功能及活性調(diào)節(jié)

骨橋蛋白(OPN)是一種特異性骨涎蛋白，首次是從大鼠肉瘤細(xì)胞克隆而成并因此得名而被知曉[12]。它是編碼在人類(lèi)基因組中的4號(hào)染色體。它有幾個(gè)名字包括早期T淋巴細(xì)胞激活(ETA1)蛋白1，分泌磷酸化蛋白1(SPPl)和骨涎蛋白1(BSP1)。多個(gè)名稱(chēng)表示OPN的多功能性，并且可以被多種類(lèi)型的細(xì)胞表達(dá)。骨橋蛋白一種帶負(fù)電的磷酸化糖蛋白，廣泛存在人體多種組織如肺、肝、骨、腦等，作為一種多功能蛋白在多種細(xì)胞中表達(dá)，尤其是病理情況下(腫瘤、炎癥、免疫反應(yīng)等)表達(dá)明顯增強(qiáng)[13]。骨橋蛋白的功能多樣性歸因于兩個(gè)主要特點(diǎn)：第一，有3個(gè)已知的剪接變異體(亞型OPN-a、b、c)，具有不同的結(jié)構(gòu)域和功能；另一個(gè)原因是翻譯后修飾包括磷酸化、糖基化、硫酸化，酶裂解與蛋白質(zhì)交聯(lián)。選擇性剪接和翻譯后修飾的聯(lián)合結(jié)果是產(chǎn)生多種不同的OPN形式，具有不同的生物活性以及與七種整合素和CD44受體結(jié)合的能力[14]。

OPN mRNA剪接主要是在人體組織中，主要在腫瘤細(xì)胞。這種剪接形成了3個(gè)剪接變體：OPN-a、opn-b和OPN-c[15]。OPN-a和OPN-b促進(jìn)肺癌血管生成，增加血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的表達(dá)，而OPN-c實(shí)際上可能抑制血管生成[16]。最近的研究表明，OPN剪接變異體的作用不僅在惡性腫瘤，而且在退行性疾病如主動(dòng)脈瓣鈣化中也起作用，其中OPN-a在疾病的早期階段時(shí)達(dá)到高峰，OPN-b和OPN-c水平隨主動(dòng)脈鈣化的進(jìn)展而增加[17]。

除了明顯調(diào)節(jié)的mRNA剪接外，OPN還可以通過(guò)大量的翻譯后修飾如絲氨酸/蘇氨酸磷酸化、糖基化和酪氨酸硫酸化，導(dǎo)致單體分子量范圍在41～75 kDa之間[18]，從而產(chǎn)生不同的作用。重組非磷酸化OPN增加血管平滑肌細(xì)胞的礦化，而酶促磷酸化OPN是一種強(qiáng)效的血管鈣化抑制劑。Christensen等研究證明了高度磷酸化的OPN與較少磷酸化形式相比，在C-末端區(qū)域通過(guò)α(V)β(3)-整合素對(duì)細(xì)胞粘附有較高的抑制作用；另一個(gè)重要的影響OPN活性的翻譯后修飾是酶裂解。OPN形成幾種蛋白酶切割位點(diǎn)與細(xì)胞相互作用的結(jié)構(gòu)域，切割位點(diǎn)包括凝血酶和幾種基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)裂解位點(diǎn)[19]。細(xì)胞相互作用域包含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)細(xì)胞結(jié)合序列和絲氨酸-纈氨酸-纈氨酸-酪氨酸-谷氨酸-亮氨酸精氨酸(SVVYGLR)功能域。SVVYGLR功能域是隱藏的，只在凝血酶介導(dǎo)的裂解過(guò)程中顯示出來(lái)。RGD和SVVYGLR域通過(guò)與細(xì)胞表面的整合素相互作用激活細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。OPN通過(guò)RGD、SVVYGLR序列能夠與細(xì)胞表面的多種整合素受體如整合素αvβ1、αvβ3、αvβ5、α4β1(多在炎性細(xì)胞中表達(dá)如淋巴細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞)等相互作用而調(diào)節(jié)細(xì)胞黏附、遷移、增殖等多種生物學(xué)行為。OPN通過(guò)這2個(gè)黏附序列來(lái)介導(dǎo)細(xì)胞-細(xì)胞、細(xì)胞-基質(zhì)間的黏附和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，并促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞由中膜向內(nèi)膜的遷移及以巨噬細(xì)胞為主的炎性細(xì)胞向損傷部位的聚集，加速動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程。體外研究表明，含RGD序列的多肽可以阻止OPN與αvβ3相互作用，從而可以抑制血管平滑肌細(xì)胞遷移、減緩血管內(nèi)皮損傷后的再狹窄[20]。

3.2 OPN與炎癥

如上所述，多種整合素通過(guò)OPN的RGD、SLAYGLR結(jié)構(gòu)域與OPN相互作用，這兩種結(jié)構(gòu)域通過(guò)調(diào)節(jié)遷移、存活和組織積聚而在巨噬細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。OPN也與各種促炎細(xì)胞因子相互作用，包括TNF-α和IL-1β，它們可以增加OPN的表達(dá)[21]，并且OPN還可以與動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程更為相關(guān)的其他的炎癥介質(zhì)相互作用如血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)和氧化低密度脂蛋白。AngⅡ是動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程的中介，在動(dòng)脈壁主要誘導(dǎo)OPN的表達(dá)[22]。氧化低密度脂蛋白增加OPN在各種血管細(xì)胞包括血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中的表達(dá)。OPN是巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞的強(qiáng)趨化因子[23]，能夠增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和輔助性T細(xì)胞的活動(dòng)，如增加T細(xì)胞表達(dá)CD3和活性氧的生成。OPN誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激可能是加速動(dòng)脈粥樣硬化形成、促進(jìn)活性不穩(wěn)定斑塊的形成的機(jī)制之一。

OPN既可作為促炎細(xì)胞因子又可作為抗炎細(xì)胞因子，是炎癥環(huán)境中的關(guān)鍵因子[24]。OPN的高促炎活性在凝血酶裂解后更為明顯，酶裂解產(chǎn)生超高效N末端片段的產(chǎn)生，該片段帶有2個(gè)整合素激活結(jié)構(gòu)域：RGD和SVVYGLR序列。OPN-N末端片段可能是OPN蛋白家族中的主要促炎癥介質(zhì)。然而，OPN片段或剪接變異體中哪些片段主要發(fā)揮抗炎特性尚未明確。一些研究者認(rèn)為OPN的C-末端片段可以減輕炎癥：Takahashi等[25]人通過(guò)細(xì)胞粘附試驗(yàn)表明，OPN的C-末端片段的加入抑制了由OPN和OPN-N末端片段誘導(dǎo)的細(xì)胞粘附。Christensen等[26]證實(shí)了OPN的C-末端片段對(duì)細(xì)胞粘附的抑制作用取決于它的磷酸化。OPN-C末端的抗炎作用還可以歸因于它能夠抑制巨噬細(xì)胞向炎性病灶的遷移。因此，OPN不是單一的細(xì)胞因子；相反它是1個(gè)多肽，包括剪接變異體和多種活性蛋白裂解產(chǎn)物，具有免疫調(diào)節(jié)等功能。

3.3 OPN與頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊

血管內(nèi)皮細(xì)胞受損為動(dòng)脈粥樣硬化形成的始動(dòng)因素，當(dāng)血管內(nèi)膜受損時(shí)在細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的刺激下位于血管中膜的血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)可由收縮表型轉(zhuǎn)化為合成表型，從而向內(nèi)膜下遷移、增殖及合成和分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)。血管平滑肌細(xì)胞的遷移主要是由細(xì)胞外基質(zhì)蛋白和細(xì)胞表面整合素受體的相互作用所介導(dǎo)的。研究表明，OPN是各種細(xì)胞外基質(zhì)蛋白中與細(xì)胞遷移和黏附的關(guān)系最為密切的。如前所述，0PN通過(guò)RGD、SVVYGLR這2個(gè)黏附序列促進(jìn)VSMC由中膜向內(nèi)膜的遷移及炎性細(xì)胞向損傷部位的聚集，從而介導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞的趨化、黏附和遷移[27]，而黏附、增殖與遷移是動(dòng)脈粥樣硬化等血管重塑性疾病的細(xì)胞病理學(xué)基礎(chǔ)[28]。另外，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中微血管形成(血管生成)有助于易損斑塊的形成，OPN可通過(guò)αvβ3/PI3-K/Akt/eNOS/NO信號(hào)通路，直接刺激血管生成[29]，進(jìn)而增加斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，OPN通過(guò)細(xì)胞介導(dǎo)炎癥反應(yīng)致頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破損、纖維帽薄化，進(jìn)而引起腦血管臨床事件發(fā)生[30]。OPN通過(guò)不同途徑參與頸動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展，有實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明頸動(dòng)脈粥樣硬化、頸動(dòng)脈血管再狹窄部位的內(nèi)皮細(xì)胞骨橋蛋白mRNA呈高表達(dá)狀態(tài)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱芯拷Y(jié)果示內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞內(nèi)骨橋蛋白mRNA的表達(dá)在頸動(dòng)脈血管內(nèi)皮損傷后明顯上調(diào)，8 h可達(dá)到高峰，持續(xù)14 d后逐漸下降，說(shuō)明血清OPN參與形成了動(dòng)脈粥樣硬化，導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定性增高，可能導(dǎo)致較高的腦梗死發(fā)生率。Carbone等[31]對(duì)急性缺血性腦卒中患者研究發(fā)現(xiàn)，與事件剛發(fā)生時(shí)相比，7 d后血清OPN水平達(dá)到高峰，這時(shí)血清的OPN水平與腦缺血面積及第7 d、第10 d的NIHSS評(píng)分成正比。

OPN參與動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程的所有步驟：它是斑塊形成以及斑塊特性的代表，在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，它在炎癥和鈣化中有重要的調(diào)控作用。最后這2個(gè)因素對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化病變的性質(zhì)有重要的影響，即是否形成穩(wěn)定的、無(wú)并發(fā)癥的斑塊或者形成與增加癥狀性疾病的脆弱斑塊有關(guān)。近年來(lái)普遍認(rèn)為，鈣化可以增強(qiáng)斑塊的穩(wěn)定性，降低心腦血管事件的發(fā)生率，而OPN是一種強(qiáng)效的軟組織礦化抑制劑，從而可防止血管鈣化。OPN不僅在原發(fā)性頸動(dòng)脈粥樣硬化過(guò)程中起作用，而且在血管重建術(shù)后頸動(dòng)脈再狹窄中起作用。骨橋蛋白在血管損傷后重塑中的作用在另一項(xiàng)研究中證實(shí)，在頸動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫前用抗OPN抗體治療可降低內(nèi)膜增生[30]。

大多數(shù)現(xiàn)有的研究都認(rèn)為OPN是1個(gè)單一的肽，其結(jié)論主要是歸因于全長(zhǎng)蛋白。然而，目前的證據(jù)表明這種觀點(diǎn)可能是不完整的，忽略了OPN蛋白家族全部的生物學(xué)效應(yīng)。凝血酶裂解OPN導(dǎo)致OPN-N端片段的形成，該片段比全長(zhǎng)蛋白或OPN-C端片段具有更高的促炎癥的潛力。事實(shí)上，OPN-N末端片段而不是全長(zhǎng)OPN和OPN-C末端片段與頸動(dòng)脈斑塊的炎癥有關(guān)，因此并非OPN家族中的所有成員均具有促炎作用。血漿凝血酶切割的OPN與癥狀性腦血管病有更高的相關(guān)性[32]。

4 小結(jié)和展望

OPN不僅是頸動(dòng)脈粥樣硬化的標(biāo)志，而且可能是調(diào)節(jié)其斑塊穩(wěn)定性的介質(zhì)。當(dāng)評(píng)價(jià)OPN作為治療靶點(diǎn)時(shí)特別是在針對(duì)促炎作用同時(shí)保留其抗炎作用，因此目標(biāo)不應(yīng)該瞄準(zhǔn)完整的OPN，而應(yīng)該針對(duì)OPN系統(tǒng)中的1個(gè)或多個(gè)成員：其不同剪接變異體和/或其裂解片段。具體、準(zhǔn)確地操縱OPN系統(tǒng)將有助于斑塊穩(wěn)定性，積極調(diào)整動(dòng)脈粥樣硬化的自然病程，最終將改善患者結(jié)局。