余 芳 馮 磊
(1玉溪市中醫(yī)醫(yī)院檢驗(yàn)科 云南 玉溪 653100)
(2玉溪市人民醫(yī)院檢驗(yàn)科 云南 玉溪 653100)
動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是多種心腦血管疾病的共同發(fā)病基礎(chǔ),嚴(yán)重危害人類健康[1,2]。在AS的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激單核細(xì)胞遷移到血管內(nèi)皮下轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞吞噬其成為泡沫細(xì)胞,泡沫細(xì)胞刺激單核/巨噬細(xì)胞產(chǎn)生并釋放炎癥細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、干擾素-γ(IFN-γ)等,從而影響斑塊的穩(wěn)定性,同時(shí)單核/巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞外基質(zhì)蛋白酶使纖維帽變薄,泡沫細(xì)胞的凋亡會(huì)使脂質(zhì)核心擴(kuò)張致斑塊破裂(即易損斑塊的產(chǎn)生)。既往的研究認(rèn)為,AS的發(fā)生時(shí)由于膽固醇的堆積,隨著研究的不斷深入,多種AS發(fā)病機(jī)制的學(xué)說(shuō)不斷出現(xiàn),如:內(nèi)皮損傷反應(yīng)學(xué)說(shuō)、氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō)、免疫功能異常學(xué)說(shuō)等,到目前,炎癥反應(yīng)學(xué)說(shuō)已經(jīng)逐漸受到普遍認(rèn)可。研究表明,持續(xù)的慢性炎癥對(duì)血管的刺激在AS的發(fā)生及發(fā)展中起著重要的作用[3,4]。下面就炎癥反應(yīng)機(jī)制致AS的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
細(xì)胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)是指從細(xì)胞膜上脫落或者由細(xì)胞膜分泌的雙層膜結(jié)構(gòu)的囊泡狀小體,直徑為30-2000nm之間不等,包括微囊泡(Microvesicles, MVs)和外泌體(Exosomes,Exs)。微囊泡是細(xì)胞凋亡、脫落的小囊泡,直徑約為100~1000nm,外泌體是細(xì)胞內(nèi)的多泡小體,與細(xì)胞膜融合后以外分泌的方式釋放至細(xì)胞外,直徑約為40~100nm。EVs廣泛存在于血液、淋巴液、精液、乳汁等各種體液中,攜帶與細(xì)胞來(lái)源相關(guān)的多種蛋白質(zhì)、脂類、DNA、mRNA、miRNA等,參與細(xì)胞間信息的傳遞、免疫調(diào)節(jié)等,與糖尿病、惡性腫瘤等多種疾病相關(guān)[5,6]。
近年研究發(fā)現(xiàn),外泌體與AS的發(fā)生及發(fā)展有著密切的關(guān)系。AS的病灶中累積了大量的不同細(xì)胞來(lái)源的外泌體,包括免疫細(xì)胞源性外泌體、單核/巨噬細(xì)胞源性外泌體、樹突狀細(xì)胞源性外泌體、平滑肌源性外泌體等,在AS的發(fā)展中介導(dǎo)炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激以及細(xì)胞凋亡等過(guò)程[7]。miRNAs是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種內(nèi)源性基因編碼的長(zhǎng)度為22個(gè)核苷酸的非編碼單鏈RNA分子,廣泛存在于多細(xì)胞真核生物中,參與轉(zhuǎn)錄后基因的表達(dá)與調(diào)控,與腫瘤的發(fā)生、免疫與炎癥反應(yīng)、細(xì)胞的增殖和凋亡等密切相關(guān)[8]。最近研究表明,在AS的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,多種miRNAs通過(guò)與靶因子之間復(fù)雜又精細(xì)的調(diào)控機(jī)制影響著相關(guān)細(xì)胞的基因表達(dá)進(jìn)程,如細(xì)胞的增殖、凋亡及炎癥因子的產(chǎn)生等,影響血管壁的結(jié)構(gòu)及斑塊的穩(wěn)定性。其中,miRNA-155是一個(gè)重要的炎癥反應(yīng)調(diào)控因子。miRNA-155正常情況下表達(dá)于T細(xì)胞、B細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等,TNF-α、ox-LDL等的刺激均可以促進(jìn)miRNA-155的表達(dá),通過(guò)抑制其標(biāo)靶分子細(xì)胞因子信號(hào)抑制因子-1(SOCS1)等進(jìn)而促進(jìn)STAT3和核因子-κB(NF-κB)信號(hào)通路,促進(jìn)炎癥細(xì)胞因子和趨化因子,如單核細(xì)胞趨化蛋白-1(CCL2)、巨噬細(xì)胞激動(dòng)蛋白1β(CCL4)等增多,并使單核/巨噬細(xì)胞遷移率增加[9],因此認(rèn)為,miRNA-155可促進(jìn)oxLDL刺激的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。還有研究顯示,表達(dá)KLF5或加入oxLDL的平滑肌源性外泌體可上調(diào)miRNA-155的表達(dá),此類外泌體進(jìn)入血管內(nèi)皮細(xì)胞后,損害內(nèi)皮細(xì)胞并誘導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的形成[10]。
MVs包裹的 miRNA-143、miRNA-150、miRNA-126、miRNA-223、miRNA-199等已經(jīng)證實(shí)與動(dòng)脈粥樣硬化疾病的炎癥反應(yīng)相關(guān),血漿中高濃度的MVs與動(dòng)脈粥樣斑塊的不穩(wěn)定性相關(guān),可以用來(lái)預(yù)測(cè)急性冠狀動(dòng)脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)的發(fā)生;其中MVs中miRNA-126 和miRNA-199的高水平的患者心血管不良事件的發(fā)生率較低水平者低[11,12]。
樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)是目前所知抗原提呈能力最強(qiáng)的抗原提成細(xì)胞,研究證實(shí),DC可吞噬脂質(zhì)(主要是氧化型低密度脂蛋白,ox-LDL)形成泡沫細(xì)胞促進(jìn)AS的發(fā)展。血凝素樣氧化型低密度脂蛋白受體1 ( lectinlikeoxidized low density lipoprotein receptor-1,LOX-1) 是 ox-LDL 的主要受體之一。ox-LDL 通過(guò)LOX-1 與血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用,引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷及內(nèi)皮功能障礙,促進(jìn)了AS的發(fā)生發(fā)展。
樹突狀細(xì)胞自然殺傷細(xì)胞凝集素群受體1(dendritic cell NK lectingroup receptor-1,DNGR1)主要由樹突狀細(xì) 胞 的 CD8α+子 集(CD8α+ subset of dendritic cells,CD8α+DCs)表達(dá)。Haddad Y[13]顯示,AS的斑塊形成過(guò)程中,凋亡壞死細(xì)胞刺激會(huì)刺激CD8α+DC產(chǎn)生DNGR1,可限制AS的發(fā)展;同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),對(duì)DNGR1缺乏的小鼠高脂飲食過(guò)程中,在第5周和第7周時(shí)炎癥因子IL-10含量會(huì)顯著增加,斑塊也在不斷增大,但是在第13周后,斑塊的大小不再呈現(xiàn)顯著的變化,然而炎癥因子IL-10的含量確沒(méi)有減少;關(guān)于DNGR1缺乏炎癥因子IL-10含量增加的具體機(jī)制還需進(jìn)一步研究。DCs進(jìn)入內(nèi)膜下后攝取oxLDL成為成熟DCs,向T細(xì)胞稱帝抗原肽以產(chǎn)生對(duì)oxLDL的適應(yīng)性應(yīng)答,從而降低對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的損害。因此,DC在AS斑塊的形成過(guò)程中作用顯著,DC對(duì)AS斑塊炎癥發(fā)生的微環(huán)境監(jiān)測(cè)可能提供新的檢測(cè)靶點(diǎn)。
在AS發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,斑塊的不穩(wěn)定是導(dǎo)致以AS為基礎(chǔ)的心血管不良事件發(fā)生的基礎(chǔ),而炎癥是影響斑塊的穩(wěn)定及導(dǎo)致斑塊破裂的重要原因。炎癥因子在炎癥反應(yīng)過(guò)程中起重要作用,通過(guò)對(duì)炎癥因子的檢測(cè)可以有效預(yù)測(cè)不良事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。在對(duì)炎癥標(biāo)志物的研究過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)是多種炎癥因子致斑塊不穩(wěn)定甚至破裂的共同基礎(chǔ)。
MMP可釋放大量的細(xì)胞外基質(zhì)成分(ECM)如纖維蛋白、彈性蛋白等,而ECM的降解與合成會(huì)影響纖維帽的厚薄程度。有研究發(fā)現(xiàn),中性粒細(xì)胞源的膠原酶可通過(guò)促進(jìn)ECM的降解是纖維帽變薄,促進(jìn)AS斑塊不穩(wěn)定性的發(fā)展。還有大量研究指出,血管緊張素Ⅱ(Ang Ⅱ)的致AS作用可以被血管緊張素Ⅱ 1型受體(ATI)拮抗劑所抑制,血管緊張素Ⅱ 1型受體自身抗體(ATIAA)也參與AS形成過(guò)程,且同時(shí)可促進(jìn)MMP的釋放,進(jìn)而可能造成斑塊破裂而失去穩(wěn)定性。PPAP-A是一種結(jié)合鋅離子的MMP,誘導(dǎo)促生長(zhǎng)因子(IGF-1)活化,促進(jìn)炎癥進(jìn)展并加速斑塊不穩(wěn)定。病例研究和臨床研究均發(fā)現(xiàn),PPAP-A的含量在心血管事件中顯著升高,但持續(xù)時(shí)間較短。血清淀粉樣蛋白A(SAA)是一種由肝臟合成的急性蛋白,并由血管平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及巨噬細(xì)胞分泌產(chǎn)生。SA除可通過(guò)加強(qiáng)LDL趨化作用直接介導(dǎo)AS的發(fā)生,還可誘導(dǎo)MMP的產(chǎn)生而導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),在炎癥過(guò)程中,CRP升高與否不影響SAA對(duì)心血管不良事件的預(yù)測(cè)作用。
炎癥標(biāo)記物的檢測(cè)將可以在臨床心血管病治療過(guò)程中監(jiān)測(cè)病情的進(jìn)展并可預(yù)測(cè)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。
一氧化氮(nitric oxide,NO)不僅是一種氣體信號(hào)分子,同時(shí)也是一種血管舒張因子,主要通過(guò)環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)途徑舒張血管;一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)是體內(nèi)NO產(chǎn)生的關(guān)鍵酶,其同工酶有三種亞型,誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible NOS,iNOS)、神經(jīng)元NOS和內(nèi)皮型NOS。
機(jī)體處于正常狀態(tài)時(shí),NO主要由內(nèi)皮細(xì)胞在內(nèi)皮型NOS關(guān)鍵酶的作用下產(chǎn)生;當(dāng)機(jī)體處于炎癥反應(yīng)狀態(tài)時(shí),平滑肌細(xì)胞和單核/巨噬細(xì)胞中的iNOS被激活產(chǎn)生NO,并同時(shí)抑制內(nèi)皮型NOS的表達(dá);兩者共同作用下,使體內(nèi)NO濃度、活性和生物利用度均降低,通過(guò)cGMP途徑使細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子增多,促進(jìn)血管收縮、增加血管內(nèi)皮的通透性,導(dǎo)致內(nèi)皮功能紊亂以及血管中膜的破壞,進(jìn)而加速AS的形成。因此,在AS過(guò)程中,炎癥反應(yīng)使iNOS的過(guò)表達(dá)致NO的分泌減少,抗AS作用減弱,而更利于AS的進(jìn)程。
神經(jīng)元NOS基因位于人體第12號(hào)染色體上,其活性受磷酸化、解偶聯(lián)等的影響。Sander等研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)神經(jīng)元NOS表達(dá)降低時(shí)血管收縮反應(yīng)會(huì)增加。
Cacanyiova等的研究提示神經(jīng)元NOS有降壓作用,但隨著血壓升高其作用不斷降低。且有研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)元NOS可通過(guò)產(chǎn)生NO增加血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)表達(dá),促進(jìn)新生血管形成,同時(shí)還能改善缺血部位的血供保護(hù)血管,從而抵抗冠心病的發(fā)展。Saraiva等的研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元NOS的減少可導(dǎo)致心肌功能的減弱而增加心肌梗死的病死率。
炎癥反應(yīng)機(jī)制一直是AS研究的熱點(diǎn),多年來(lái),各學(xué)者從炎癥反應(yīng)機(jī)制、分子通路、炎癥因子、基因多態(tài)性等方面對(duì)其進(jìn)行研究,但是炎癥反應(yīng)是AS發(fā)生的始動(dòng)因素還是繼發(fā)結(jié)果,是炎癥反應(yīng)機(jī)制本身促進(jìn)了AS的進(jìn)程還是多種反應(yīng)機(jī)制共同作用的結(jié)果,都還需要進(jìn)一步研究。隨著對(duì)AS炎癥反應(yīng)機(jī)制的研究越來(lái)越深入,加強(qiáng)抗炎已經(jīng)成為抗AS治療的一個(gè)新方向,可是抗炎類藥物在抗AS中使用的遠(yuǎn)期效果及負(fù)面反應(yīng),如:抗炎藥物的使用增加是否會(huì)增加感染的機(jī)會(huì)等尚不明確,促炎與抗炎的平衡不僅是炎癥反應(yīng)機(jī)制的促使原因,也將是未來(lái)研究的方向。本文旨在通過(guò)對(duì)炎癥反應(yīng)機(jī)制中相關(guān)環(huán)節(jié)的介紹,為臨床診療工作提供新的思路和方法。同時(shí),隨著對(duì)EVs研究的深入,EVs將成為預(yù)測(cè)心血管不良事件的新的危險(xiǎn)因素,也將成為心血管疾病治療的新靶點(diǎn),但對(duì)于其檢測(cè)方法及準(zhǔn)確性等尚無(wú)一致的說(shuō)法,還有待更進(jìn)一步的研究??傊?,炎癥機(jī)制的研究終將為AS的發(fā)生發(fā)展結(jié)果提供新的評(píng)估思路。