姜昊瑋，吳照球

（中國藥科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床藥學(xué)學(xué)院，江蘇南京 211198）

心血管疾?。–ardiovascular Diseases，CVDs）包括心臟和脈管系統(tǒng)的多種疾病，是導(dǎo)致全球人類死亡率最高的疾病。血管的動脈粥樣硬化血栓閉塞引起的心肌和腦梗塞等急性心血管事件是導(dǎo)致心血管疾病患者死亡的主要原因[1]。臨床數(shù)據(jù)表明，降低血脂可有效預(yù)防動脈粥樣硬化，低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）每降低1 mmol/L，未來5年不良心血管事件發(fā)生概率就會減少22%[2]。但是，目前動脈粥樣硬化的臨床治療方案幾乎只聚焦于降脂類藥物、抗血小板類藥物的使用以及血運(yùn)重建手術(shù)，不足以降低所有患者未來發(fā)生心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)[3]。隨著炎癥對動脈粥樣硬化的影響機(jī)制逐漸被揭示，血管慢性炎癥作為一個(gè)獨(dú)立的風(fēng)險(xiǎn)因素，不再被視為動脈粥樣硬化進(jìn)展過程中的伴生結(jié)果，其與動脈粥樣硬化的因果關(guān)系被重新審視，為動脈粥樣硬化的治療提供了新的方向[4]。

1 NLRP3炎性小體通路

Nod樣受體家族pyrin結(jié)構(gòu)域3（NLRP3）炎性小體是一種多蛋白復(fù)合物，在免疫/炎性細(xì)胞（如單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞）以及心血管系統(tǒng)細(xì)胞，包括內(nèi)皮細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞/成纖維細(xì)胞和心肌細(xì)胞中均發(fā)揮作用，其正常的生理激活有助于保持免疫耐受和心血管穩(wěn)態(tài)[5-7]。而在CVDs中，由于受到組織炎癥相關(guān)的各種晶體，以及成孔毒素或細(xì)胞外ATP等內(nèi)源性危險(xiǎn)信號刺激，NLRP3被誘導(dǎo)過度激活，破壞了免疫和心血管平衡，對宿主產(chǎn)生不利影響[8]。

NLRP3通路激活的過程通常需要啟動和激活兩個(gè)步驟。（1）細(xì)胞表面的模式識別受體（如Toll樣受體）或細(xì)胞因子受體，通過NF-κB信號傳導(dǎo)（即NF-κB的核轉(zhuǎn)位），誘導(dǎo)NLRP3和IL-1β前體的轉(zhuǎn)錄和翻譯[9]。（2）NLRP3炎性小體組裝并通過凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（ASC）招募半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶-1(caspase-1)，后者切割I(lǐng)L-1β和IL-18的前體成為成熟形式[10]。被NLRP3炎性小體激活的caspase-1還將全長gasdermin D蛋白（GSDMD）切割成N端GSDMD和C端GSDMD，N端GSDMD會在細(xì)胞膜上形成細(xì)胞膜孔，引發(fā)細(xì)胞焦亡，并導(dǎo)致IL-1和IL-18等促炎細(xì)胞因子的釋放[11]。

2 NLRP3炎性小體在動脈粥樣硬化進(jìn)程中的影響

2.1 內(nèi)皮損傷

血管內(nèi)膜完整性喪失和內(nèi)皮損傷是動脈粥樣硬化的第一步。氧化低密度脂蛋白（oxLDL）和膽固醇等脂質(zhì)異常攝取會引起內(nèi)皮的損傷，進(jìn)而激活NLRP3炎性小體。共定位分析表明，膽固醇結(jié)晶（ChCs）或7-酮膽固醇顯著增加了小鼠頸動脈內(nèi)皮細(xì)胞中NLRP3炎性小體的生成和激活，ChCs可以在小鼠的冠狀動脈中誘導(dǎo)嚴(yán)重的內(nèi)皮功能障礙，而在Nlrp3-/-小鼠中，該誘導(dǎo)作用則顯著減輕，表明NLRP3炎性小體對于動脈粥樣硬化的形成具有關(guān)鍵作用[12]。同樣的，oxLDL劑量依賴地抑制血管內(nèi)皮的tet甲基胞嘧啶雙加氧酶2(TET2)，影響線粒體功能并激活NF-κB通路，上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞中NLRP3、caspase-1和IL-1β的蛋白質(zhì)水平[13]，并通過NLRP3通路誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡，導(dǎo)致IL-1β、IL-18和高遷移率族蛋白B1（HMGB1）等炎癥介質(zhì)的釋放[14]。內(nèi)皮細(xì)胞是上述炎癥介質(zhì)的靶細(xì)胞之一，它們可以通過分別與其細(xì)胞表面受體結(jié)合，激活NF-κB通路，進(jìn)而增強(qiáng)趨化因子和黏附分子的轉(zhuǎn)錄和分泌。同時(shí)，IL-1β的激活可觸發(fā)二級炎癥介質(zhì)的激活，如IL-6和C反應(yīng)蛋白，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的級聯(lián)增強(qiáng)[14]。被黏附并活化的白細(xì)胞可以分泌介導(dǎo)持續(xù)性炎癥反應(yīng)的細(xì)胞因子，如IL-1或腫瘤壞死因子（Tumor Necrosis Factor，TNF），最終改變內(nèi)皮細(xì)胞收縮性，破壞細(xì)胞間連接，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，造成內(nèi)皮損傷[15-16]。

2.2 單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞并吞噬脂蛋白

在內(nèi)皮功能障礙后，單核細(xì)胞黏附到病變部位，分化成巨噬細(xì)胞，并吞噬脂蛋白，包括oxLDL和ChCs，并最終轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。NLRP3炎性小體激活參與了單核細(xì)胞黏附和泡沫細(xì)胞形成。巨噬細(xì)胞吞噬脂蛋白后，膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1（SREBP-1）的表達(dá)下降，進(jìn)而介導(dǎo)細(xì)胞表面LDL受體的表達(dá)減少，負(fù)反饋調(diào)節(jié)吞噬功能，避免自身過度吞噬脂蛋白。而oxLDL則會誘導(dǎo)NLRP3炎性小體激活，激活產(chǎn)物IL-1β增加了SREBP-1在單核細(xì)胞和單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)表達(dá)。從而促進(jìn)脂質(zhì)積累和泡沫細(xì)胞形成[17]。此外，oxLDL通過與巨噬細(xì)胞表面的CD36-TLR4-TLR6信號復(fù)合物結(jié)合來啟動NLRP3，在運(yùn)輸?shù)饺苊阁w時(shí)，oxLDL通過誘導(dǎo)膽固醇結(jié)晶和隨后巨噬細(xì)胞中的溶酶體損傷激活NLRP3炎性小體[18-20]。與之類似的，ChCs在動脈內(nèi)膜的沉積不僅會誘發(fā)巨噬細(xì)胞的溶酶體損傷，并激活巨噬細(xì)胞的NLRP3炎性小體，還會引發(fā)動脈炎癥和動脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定，促進(jìn)斑塊中中性粒細(xì)胞的募集和中性粒細(xì)胞胞外陷阱的形成[21-22]。

2.3 血管平滑肌焦亡

血管平滑肌細(xì)胞（VSMCs）是動脈壁的主要細(xì)胞成分，動脈粥樣硬化斑塊的纖維帽主要由平滑肌細(xì)胞及其產(chǎn)生的細(xì)胞外基質(zhì)（如膠原蛋白和彈性蛋白）構(gòu)成。因此，VSMCs與動脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性密切相關(guān)。炎癥小體激活在VSMCs的表型轉(zhuǎn)化和增殖中發(fā)揮作用[23]。斑塊內(nèi)的單核細(xì)胞可以觸發(fā)VSMCs內(nèi)NLRP3炎性小體激活，促進(jìn)VSMCs表型向巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞轉(zhuǎn)換，并誘導(dǎo)VSMCs發(fā)生細(xì)胞焦亡，凋亡性VSMCs的繼發(fā)性壞死促進(jìn)IL-1α和 IL-1β的釋放，從而誘導(dǎo)周圍有活力的VSMCs產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，引起與動脈粥樣硬化相關(guān)的慢性炎癥[24-26]。VSMCs發(fā)生焦亡，增加了斑塊的不穩(wěn)定性，同時(shí)大量促炎因子的釋放引發(fā)持續(xù)的炎癥，破壞血管壁的結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)壞死核心擴(kuò)大，進(jìn)而導(dǎo)致斑塊破裂。

3 靶向炎癥通路的臨床試驗(yàn)

康納單抗（Canakinumab）抗炎血栓形成結(jié)果研究（CANTOS）試驗(yàn)是一項(xiàng)大規(guī)模隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照的臨床試驗(yàn)，旨在檢驗(yàn)人類動脈粥樣硬化的炎癥假說，并評估抗炎療法對心血管疾病的保護(hù)潛力。Canakinumab是一種與IL-1β結(jié)合的人單克隆抗體，其通過阻斷IL-1β與IL-1受體的相互作用，防止隨后的促炎信號傳導(dǎo)事件。一項(xiàng)針對糖尿病患者的臨床試驗(yàn)表明，給予Canakinumab在不影響LDL-C或HDL-C水平的背景下，可有效降低血漿中的炎癥標(biāo)志物，如C-反應(yīng)蛋白 （C-reaction protein，CRP）和IL-6，持續(xù)長達(dá)3個(gè)月[27]。在CANTOS試驗(yàn)之前，沒有證據(jù)證明在不伴有脂質(zhì)降低的情況下，僅減少血管炎癥可以降低心血管事件的發(fā)生概率。

2017年，CANTOS結(jié)果顯示，在已經(jīng)接受他汀類藥物治療的10 061名具有穩(wěn)定動脈粥樣硬化和殘余炎癥風(fēng)險(xiǎn)的患者中，與安慰劑組相比，Canakinumab治療劑量依賴性地降低了IL-6和CRP的基線水平，而LDL-C和HDL-C水平不受影響，高劑量組（150 mg/90 d）患者出現(xiàn)主要不良心血管事件的概率減少了15%，主要不良心血管事件和緊急血運(yùn)重建概率減少了17%[28]。

從CANTOS試驗(yàn)中可以得出兩個(gè)重要結(jié)論。（1）CANTOS試驗(yàn)清楚地表明，在不影響血液膽固醇水平的情況下，減少心血管疾病患者的低度全身炎癥可以降低發(fā)生心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)。這是第一個(gè)為動脈粥樣硬化的炎癥假說提供原理驗(yàn)證的大規(guī)模隨機(jī)、雙盲和安慰劑對照臨床試驗(yàn)。（2）CANTOS試驗(yàn)證實(shí)了IL-1β的促動脈粥樣硬化特征的臨床重要性，確定了將IL-1到IL-6到CRP的炎癥途徑作為動脈粥樣硬化保護(hù)的中心目標(biāo)，并通過IL-6和CRP的治療水平來評估炎癥抑制程度，從而對個(gè)體患者的臨床受益程度進(jìn)行跟蹤[7]。CANTOS試驗(yàn)提供的證據(jù)表明，對IL-1β產(chǎn)生或功能的治療性干擾可以改善心血管疾病的臨床結(jié)果。

秋水仙堿心血管結(jié)局試驗(yàn)（COLCOT）是一項(xiàng)隨機(jī)雙盲的臨床試驗(yàn)，在CANTOS試驗(yàn)后獨(dú)立地肯定了動脈粥樣硬化的炎癥假說[29]。秋水仙堿是一種抑制微管蛋白聚合和微管生成的抗有絲分裂劑，其部分抗炎作用可能源于其抑制NLRP3炎性小體組裝的能力，從而間接降低IL-1β的活化，導(dǎo)致下游的IL-6和CRP降低[30]。目前，秋水仙堿被用于治療和預(yù)防經(jīng)典的炎性小體/IL-1β活化疾病，如痛風(fēng)、家族性地中海熱和心包炎，因此被提出用于動脈粥樣硬化炎癥假說的試驗(yàn)驗(yàn)證[31]。

2019年，COLCOT結(jié)果顯示，在2年內(nèi)，在4 745名心肌梗塞后患者中，與安慰劑組相比，秋水仙堿組患者（0.5 mg/d）主要試驗(yàn)終點(diǎn)事件（包括心肌梗死、中風(fēng)、心臟驟停復(fù)蘇、心絞痛緊急住院導(dǎo)致血運(yùn)重建和心血管死亡）的發(fā)生概率相對減少了23%[32]。

在CANTOS和COLCOT的基礎(chǔ)上，可以預(yù)期幾種新的抗炎和抗細(xì)胞因子藥物，包括但不限于NLRP3炎性小體的直接上游抑制劑、IL-6的直接抑制劑，將通過靶向NLRP3、IL-1、IL-6到CRP通路用于動脈粥樣硬化[33]。

4 結(jié)語

隨著對動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展機(jī)制的研究不斷深入，NLRP3炎性小體通路在動脈粥樣硬化進(jìn)展中的作用和重要性逐漸被認(rèn)識。上述臨床試驗(yàn)為動脈粥樣硬化發(fā)生的炎癥假說提供了臨床實(shí)踐證明，證明聚焦于細(xì)胞因子抑制而非廣譜抗炎治療有助于解決殘余炎癥風(fēng)險(xiǎn)。針對炎癥小體激活途徑的其他組分抑制劑可能成為新的開發(fā)方向。