(長江大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,湖北 荊州 434000)
川崎病(Kawasaki disease, KD)是一種急性發(fā)熱性全身性血管炎,常常發(fā)生在5歲以下兒童,冠狀動脈瘤是KD最嚴(yán)重的并發(fā)癥,也是兒童最常見的冠狀動脈病變。盡管使用靜脈注射丙種球蛋白(intravenous immunogarmaglubin, IVIG)可以明顯降低冠狀動脈瘤的發(fā)生率,但流行病學(xué)調(diào)查顯示冠狀動脈損傷仍較高[1~3]。盡管有關(guān)KD的報道已經(jīng)有半個多世紀(jì),但其病因?qū)W及發(fā)病機(jī)制仍不完全清楚,不同領(lǐng)域的研究者提出了不同的理論。經(jīng)典理論認(rèn)為,感染或環(huán)境因素作用于有基團(tuán)易感傾向的個體,激發(fā)機(jī)體固有免疫,活化炎性細(xì)胞,產(chǎn)生各種炎性細(xì)胞因子,導(dǎo)致嚴(yán)重的炎癥反應(yīng),如自身免疫性血管炎等[4,5]。目前,有關(guān)自身免疫導(dǎo)致的炎癥以及隨后發(fā)生的凝血,這一連鎖反應(yīng)在KD發(fā)病中的作用研究成為了新的熱點(diǎn),現(xiàn)綜述如下。
KD的病理生理基礎(chǔ)是全身性中小血管炎,累及身體各個器官和組織如腎、肺、冠狀動脈,伴有高促炎細(xì)胞因子血癥。KD血管炎是一種混合型的血管炎,常發(fā)生在KD早期,在大多數(shù)KD病例,血管炎與全身炎癥的高峰期同時出現(xiàn)[5,6]。血管最早的病理學(xué)改變發(fā)生在疾病的第6~8天,由血管中膜的水腫開始,逐漸發(fā)展為中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞浸潤血管內(nèi)膜和外膜層,然后炎癥擴(kuò)散,大約第10天擴(kuò)展為全身血管炎[6]。臨床研究發(fā)現(xiàn),不僅KD患兒中性粒細(xì)胞活化較正常兒童高,而且伴有冠狀動脈損傷的患兒中性粒細(xì)胞活化程度更高[7],說明炎性細(xì)胞的活化程度與冠狀動脈損傷有密切關(guān)系。但疾病開始時的血管炎癥表現(xiàn)仍不清楚,以往認(rèn)為開始發(fā)生在毛細(xì)血管和微血管,然后才到中小動脈和靜脈,現(xiàn)大多數(shù)研究認(rèn)為中小動脈是同時發(fā)生的。
最近研究中,將白色念珠菌水溶性片段注射給小鼠,建立KD樣血管炎小鼠模型,發(fā)現(xiàn)炎癥起源于外層,血管滋養(yǎng)管成為血管炎的起始點(diǎn),這一發(fā)現(xiàn)支持血管炎癥從外到內(nèi)理論[8~11]。提示KD血管炎開始發(fā)生在血管滋養(yǎng)管,然后影響到外層,迅速擴(kuò)展到全層血管。
B細(xì)胞參與自身免疫性疾病的發(fā)生,可以是抗原提呈,分泌細(xì)胞因子,產(chǎn)生抗體,也可以是對自身免疫性疾病有抑制作用,主要表現(xiàn)在其產(chǎn)生的抗體有抑制自身免疫性疾病的作用,如抗CD20抗體。B細(xì)胞活化因子屬于TNF超家族成員,在B細(xì)胞的分化和增殖中起到重要作用。B細(xì)胞活化因子水平在許多免疫性疾病中顯著增加,在KD急性期也明顯增高,IVIG治療后顯著下降,最近的研究也發(fā)現(xiàn)KD急性期IL-17增高[11,12]。IL-17誘導(dǎo)Th17細(xì)胞依賴的炎癥反應(yīng),包括抗體的產(chǎn)生。另外,IL-17與B細(xì)胞活化因子直接增強(qiáng)B細(xì)胞分化為抗體分泌細(xì)胞,這些發(fā)現(xiàn)說明B細(xì)胞參與KD的發(fā)病。
B細(xì)胞活化因子的表達(dá)與感染誘導(dǎo)有關(guān),如在KD發(fā)病之前感染呼吸道合胞病,可誘導(dǎo)B細(xì)胞活化因子表達(dá),在這一過程中,B細(xì)胞活化因子與細(xì)胞表面受體結(jié)合形成B活化因子受體復(fù)合物,增強(qiáng)B細(xì)胞的活性,抗體產(chǎn)生增加[12,13]。
內(nèi)皮細(xì)胞的主要作用是通過控制血凝、免疫應(yīng)答和炎癥來維持血液的流動性。因此,內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂將導(dǎo)致血栓形成。KD病人的血清能溶解用促炎細(xì)胞因子處理過的內(nèi)皮細(xì)胞,KD病人血中存在AECAs。雖然KD病人的抗原靶向還不清楚,可能是內(nèi)皮細(xì)胞成分,包括原肌凝蛋白、T-plastin、心肌抗氧化蛋白過氧化物酶2和4-三甲基氨基異丁醛脫氫酶13]。
血管性假血友病因子(von Willebrand factor,VWF)是內(nèi)皮損傷最重要的指標(biāo)[14]。促炎因子白細(xì)胞介素(interlukin,IL)-6、IL-8和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α可以誘導(dǎo)內(nèi)皮損傷,進(jìn)一步引起VWF超大多聚體(ULVWF),ULVWF與血小板相互作用,在損傷的內(nèi)皮細(xì)胞處形成血栓。臨床上發(fā)現(xiàn),VWF抗原水平在各種血管性疾病以及膿毒癥中均增高,在膿毒癥VWF清除蛋白酶活性不全,使得VWF抗原水平增高,在炎癥狀況下,翻譯水平表達(dá)下調(diào),蛋白溶解酶的降解,底物的耗竭,VWF裂解蛋白酶ADAMTS-13和VWF之間酶底物的不平衡,導(dǎo)致ADAMTS-13活性下降,VWF在KD高細(xì)胞因子狀態(tài)下,聚集形成血栓,ADAMTS-13活性下降與大量VWF耗竭有關(guān)[15]。
病原入侵引起固有免疫應(yīng)答,骨髓分化的吞噬細(xì)胞,如中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞,通過識別受體來識別相關(guān)的病原分子,包括Toll樣受體、炎癥轉(zhuǎn)錄因子,通過細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)激活,導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子釋放,這些細(xì)胞因子通過轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶TAK-1介導(dǎo)的信號通路,進(jìn)一步產(chǎn)生更多的促炎細(xì)胞因子,加速急性炎癥反應(yīng)。通過病原相關(guān)分子的積累,單核細(xì)胞表達(dá)組織因子,由中性粒細(xì)胞黏附,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞活化,內(nèi)皮細(xì)胞活化進(jìn)一步增強(qiáng)組織因子的表達(dá),各種表達(dá)組織因子的白細(xì)胞結(jié)合在損傷的內(nèi)皮細(xì)胞上,激活外源性凝血系統(tǒng),由此產(chǎn)生一個小血栓,在這種情況下,豐富的組織因子克服組織因子途徑抑制劑的抑制作用,使組織因子途徑抑制劑功能受損,外源性凝血系統(tǒng)激活,激活血小板,形成血栓[16,17]。另外,內(nèi)皮細(xì)胞活化還可以分泌內(nèi)皮細(xì)胞微顆粒(由內(nèi)皮細(xì)胞膜蛋白和細(xì)胞漿成分組成),這種微顆粒有促炎和促凝作用,在KD患兒血管損傷中也起到了重要的作用[18]。
在KD的急性期,循環(huán)中多形核中性粒細(xì)胞顯著增高,隨著細(xì)胞功能的激活,中性粒細(xì)胞增多伴核左移,高活性的中性粒細(xì)胞導(dǎo)致中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶和反應(yīng)氧族增高,導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)[19]。
病原微生物入侵,通過受體激發(fā)固有免疫,這些微生物因免疫血栓固定在局部,2~3周后抵抗微生物的特異性抗體產(chǎn)生,感染被清除。一些多克隆抗體可能與內(nèi)皮抗原有交叉反應(yīng),在KD發(fā)生前有一個亞臨床期,促進(jìn)AECAs產(chǎn)生,進(jìn)一步加強(qiáng)了B細(xì)胞活化因子和IL-17水平,當(dāng)AECAs刺激足夠高時,AECAs結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生更多的促炎因子,促炎因子釋放后,免疫血栓形成被激活,形成血栓[20]。雖然這些因子對內(nèi)皮細(xì)胞活化和/或損傷起的作用是不同的,但在KD中,AECAs可以特異性地刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞,導(dǎo)致局部組織因子表達(dá),內(nèi)皮細(xì)胞組織因子表達(dá)進(jìn)一步加速血管內(nèi)、外源性凝血系統(tǒng)的激活。血清中粒細(xì)胞克隆刺激因子(G-CSF)在KD急性期增高,單個核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞持續(xù)表達(dá)G-CSF,在感染的情況下,TNF-α、IL-6等促炎細(xì)胞因子又加強(qiáng)G-CSF的表達(dá)。G-CSF立即使中性粒細(xì)胞產(chǎn)生增加并活化,在AECAs結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞的周圍地區(qū),中性粒細(xì)胞向這些地區(qū)移動并活化,促炎細(xì)胞因子水平增高[21]。
活化的中性粒細(xì)胞數(shù)量增加,誘導(dǎo)了更多的組織因子表達(dá),然后激活外源性凝血系統(tǒng),與中性粒細(xì)胞活化相關(guān)的氧化反應(yīng)激酶,如髓過氧化物酶、蛋白酶、中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶,進(jìn)一步引起細(xì)胞和組織損傷,由于中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶和組織蛋白酶G片段化,使組織因子P2下降??刂仆庠葱阅到y(tǒng)在KD的急性期是困難的[6],另外,AECAs結(jié)合損害了內(nèi)源性凝血系統(tǒng)的活化以及纖溶系統(tǒng),導(dǎo)致內(nèi)皮損傷,由內(nèi)皮細(xì)胞釋放的促炎細(xì)胞因子抑制內(nèi)皮細(xì)胞上的凝血抑制蛋白(如血栓調(diào)節(jié)蛋白、內(nèi)皮蛋白C受體)的產(chǎn)生,促進(jìn)抗纖溶劑的產(chǎn)生[22]。高遷移率族蛋白B1(high-mobility group box 1,HMGB1)蛋白是一種炎癥介質(zhì),是炎癥擴(kuò)散的關(guān)鍵,通過Tol2、Toll4受體,促進(jìn)炎癥反應(yīng)和細(xì)胞移動在KD病人內(nèi)皮細(xì)胞損傷中起到了重要作用[23]。HMGB1在內(nèi)皮細(xì)胞膜上與血栓調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合,被血栓調(diào)節(jié)蛋白栓塞復(fù)合物滅活,在KD急性期,尿血栓調(diào)節(jié)蛋白水平顯著增高,并在康復(fù)期逐漸恢復(fù)正常,因此,在KD發(fā)生血栓調(diào)節(jié)蛋白功能失調(diào),隨著血栓調(diào)節(jié)蛋白增高,引起高凝狀態(tài),這些均與AECAs誘導(dǎo)內(nèi)皮損傷有關(guān)。
內(nèi)皮細(xì)胞損傷也可導(dǎo)致VWF釋放,ULVWF分子位于損傷的內(nèi)皮細(xì)胞的表面,通過與血小板糖蛋白結(jié)合,介導(dǎo)血小板黏附,血小板被VWF活化進(jìn)一步增強(qiáng)凝血,起到了一個激活內(nèi)源性凝血系統(tǒng)的腳手架作用。VWF也可與ULVWF和纖維蛋白共同形成血栓。ULVWF展現(xiàn)出高血栓活性,由于VWF與膠原有高度結(jié)合力。因此,在動脈系統(tǒng)高剪切狀態(tài)下容易引起血小板聚集,活化的血小板釋放P選擇素,P選擇素促進(jìn)中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps, NET)釋放,NET由濃縮的染色質(zhì)和組蛋白組成,組蛋白可以引起血小板聚集,血小板填塞物形成。
總之,當(dāng)AECAs依賴的血栓形成(自身免疫血栓形成),由AECAs結(jié)合引起的內(nèi)皮損傷啟動一個連續(xù)反應(yīng),AECAs結(jié)合的內(nèi)皮細(xì)胞首先釋放促炎因子,高促炎因子血癥損傷內(nèi)皮細(xì)胞,激活白細(xì)胞(包括中性粒細(xì)胞/單個核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞)從而導(dǎo)致凝血相關(guān)蛋白產(chǎn)生增加并活化,抗凝血蛋白被抑制,隨之血小板活化,最后血栓形成。事實(shí)上,在KD的急性期,栓塞傾向已被認(rèn)識,有些與彌漫性血管內(nèi)凝血有關(guān)[24]。
對KD的治療方法主要是IVIG,IVIG對各種病原體有效,理想的時機(jī)是在發(fā)熱開始后的10d內(nèi)。這種治療方法有著廣泛而復(fù)雜的機(jī)制,這些機(jī)制包括封閉網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)和免疫球蛋白Fc受體,尤其是FcrRA。通過抑制促炎細(xì)胞因子而起到抗炎效應(yīng);中和自身抗體,下調(diào)B、T細(xì)胞功能[25]。IVIG的抗炎效應(yīng),抑制自身抗體產(chǎn)生,中和、清除自身抗體,從而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞,預(yù)防嚴(yán)重的冠狀動脈損傷。IVIG在治療KD的作用機(jī)制主要是抑制內(nèi)皮活化和促炎因子的表達(dá)[25,26],IVIG還可能通過中和AECAs特異性抗體和/或AECAs的產(chǎn)生[27,28],減少內(nèi)皮的損傷,因此IVIG治療AECAs相關(guān)的KD性血管炎是合理的。雖然也有研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)IVIG治療后,內(nèi)皮損傷仍然存在,但高凝狀態(tài)明顯改善,炎性因子水平明顯下降[29]。
阿斯匹林的使用是因?yàn)樗目寡准翱寡“遄饔?。因?yàn)镵D血小板聚集增強(qiáng),因此推薦6~8周的低劑量[2]。鑒于血小板活化是內(nèi)源性凝血系統(tǒng)的基礎(chǔ),血小板與VWF結(jié)合是血小板黏附和聚集的關(guān)鍵[30]。阿斯匹林抑制血小板活化,從而減輕KD血管炎,在病理生理上是合理的。的確大多數(shù)KD在應(yīng)用阿斯匹林和IVIG后24~48h發(fā)熱消失,然而約15%~25% KD用阿斯匹林和IVIG無效者易發(fā)冠狀動脈損傷,進(jìn)一步的治療包括再次使用IVIG、皮質(zhì)激素、中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑、血漿置換,還有環(huán)孢素A和英夫利昔單抗等[2]。治療KD的這些方法除了阿斯匹林外,都是抑制自身抗體產(chǎn)生的上游通路,直接針對封閉血栓形成的下游機(jī)制的方法也是可能的,血栓調(diào)節(jié)蛋白可能是有潛力的治療靶點(diǎn)。因?yàn)檠ㄕ{(diào)節(jié)蛋白有更好的抗凝作用,重組人血栓調(diào)節(jié)蛋白已廣泛應(yīng)用于與膿毒癥相關(guān)的DIC,且臨床效果穩(wěn)定[31],因此,用重組人血栓調(diào)節(jié)蛋白治療KD可能將是一種新的選擇。
KD的發(fā)病機(jī)制迄今不明,AECAs在前期感染的發(fā)生中起到了重要作用。中性粒細(xì)胞增多,高凝狀態(tài),冠狀動脈損傷可能都與AECAs結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞活化有關(guān)。因此,自身免疫紊亂導(dǎo)致的炎癥反應(yīng),由此而出現(xiàn)的免疫血栓形成在KD的發(fā)病中起到了重要的作用。從KD患兒臨床表現(xiàn)的差異,以及患兒對治療的反應(yīng)的差異,推測KD血管炎可能存在多種不同的發(fā)病機(jī)制[32,33],尚需要進(jìn)一步研究。KD不同發(fā)病機(jī)制的闡明,將有助于其早期診斷和個體化治療。