巨噬細(xì)胞游走抑制因子在冠心病診斷及治療中的價(jià)值

楊林承 祖凌云 高 煒

作者單位：100191北京大學(xué)第三醫(yī)院心內(nèi)科，衛(wèi)生部心血管分子生物學(xué)與調(diào)節(jié)肽衛(wèi)生部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，分子心血管學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

巨噬細(xì)胞游走抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）是1966年發(fā)現(xiàn)的一種高度保守的與炎癥性疾病密切相關(guān)的因子。炎癥在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，研究發(fā)現(xiàn)MIF通過其促炎及促基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）表達(dá)的作用，參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生及發(fā)展過程，且可降低動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性，在急性冠狀動(dòng)脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）的發(fā)病中發(fā)揮著重要的作用。本文將簡述MIF在冠心病診斷與治療中的潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 MIF概述

人類Mif基因定位于22q11.2，長度約為800個(gè)核苷酸，包含3個(gè)外顯子及2個(gè)內(nèi)含子，編碼大小為12.5 kD的蛋白質(zhì)。Mif基因的DNA序列及外顯子結(jié)構(gòu)高度保守[1]，但其啟動(dòng)子區(qū)域基因存在多樣性。在現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的啟動(dòng)子區(qū)域基因多樣性中，有兩個(gè)多態(tài)位點(diǎn)，Mif-173G/C+C/C及Mif-794CATT5-6，與調(diào)節(jié)Mif基因的表達(dá)相關(guān)，根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，兩種結(jié)構(gòu)存在時(shí)，Mif基因的表達(dá)水平增加；此外，臨床資料同樣顯示這兩種多樣性結(jié)構(gòu)可增加患者循環(huán)系統(tǒng)中MIF的水平，同時(shí)伴有炎癥相關(guān)疾病的發(fā)生率增加[2]。

MIF蛋白為α/β結(jié)構(gòu)，與其他細(xì)胞因子不同，以同源三聚體的形式存在[3-4]。每個(gè)單體由2個(gè)反向平行α螺旋包繞1個(gè)四鏈的β片段組成，單體間通過氫鍵的穩(wěn)固作用組成三聚體[3]。

2 MIF與冠心病

2.1 MIF與冠心病風(fēng)險(xiǎn)

炎癥參與了冠心病的發(fā)病機(jī)制，而MIF作為一種重要的炎性因子，能否通過檢測血循環(huán)中MIF水平預(yù)測其患冠心病風(fēng)險(xiǎn)一直是研究的熱點(diǎn)。Herder等[5-6]對MONICA/KORA Augsburg研究的樣本進(jìn)行了MIF檢測，得出以下結(jié)論：健康人循環(huán)中MIF水平與其冠心病患病風(fēng)險(xiǎn)間無明顯關(guān)系，MIF僅能反映血管局部炎癥的嚴(yán)重程度，但不能作為一種有效預(yù)測健康人患冠心病風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)志物；在女性群體中，C-G-C-T單體型（本單體型包含兩種可提高冠心病患病風(fēng)險(xiǎn)的微等位基因rs755622C及rs2070766G）患冠心病的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加[6]。在該研究中，研究者著重研究健康人循環(huán)中MIF水平是否能預(yù)測其患冠心病風(fēng)險(xiǎn)，對于冠狀動(dòng)脈內(nèi)血液中MIF水平能否預(yù)測健康人患冠心病風(fēng)險(xiǎn)并未涉及。

2.2 MIF與ACS

2.2.1 MIF與粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定 2002年，Burger-Kentischer[7]首先報(bào)道了人類外周動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的內(nèi)皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞可表達(dá)并分泌MIF，斑塊內(nèi)局部MIF水平與斑塊的大小及病變的嚴(yán)重程度相關(guān)。此前，在動(dòng)物模型中已經(jīng)觀察到MIF的表達(dá)水平與動(dòng)脈粥樣硬化的嚴(yán)重程度相關(guān)，兩者結(jié)果相符。這些結(jié)果提示MIF可能與人類外周動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成相關(guān)[8]。而ACS的基本病理改變?yōu)楣跔顒?dòng)脈的粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定性增加，最終破裂繼發(fā)血栓形成。因此，MIF可能在ACS發(fā)病過程中起重要作用。一項(xiàng)基于接受冠狀動(dòng)脈造影的ACS患者的臨床研究表明，ACS患者血漿中MIF水平高于健康對照組；在這些ACS患者中，發(fā)生急性斑塊破裂者血漿中MIF水平更高（該研究中將急性斑塊破裂定義為冠脈造影未發(fā)現(xiàn)明顯狹窄而突發(fā)的罪犯血管阻塞）[9]。研究發(fā)現(xiàn) MIF可以上調(diào) MMPs的表達(dá)，而MMP-2及MMP-9已被證明可導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定性增加[10]。

2.2.2 MIF與心肌梗死 研究證實(shí)MIF在心肌梗死發(fā)生后，其在循環(huán)中的水平即刻開始升高，6 h后可測出，1 d后達(dá)峰值，21 d后回落至正常水平；且梗死后循環(huán)中MIF含量與心肌梗死的面積密切相關(guān)，因此MIF有望成為心肌梗死的潛在生物標(biāo)志物。2001年及2002年有文獻(xiàn)報(bào)道，STEMI患者出現(xiàn)臨床癥狀6 h后可檢測到血漿中MIF水平升高[11-12]。而在不穩(wěn)定性心絞痛患者和進(jìn)行選擇性血管成形術(shù)的患者中，這一指標(biāo)并未升高。對心肌梗死患者的血漿中及外周血單個(gè)核細(xì)胞中MIF的水平進(jìn)行連續(xù)測定，患者血漿中MIF水平于心肌梗死1 d后達(dá)峰值，21 d回落至基線水平；外周血單個(gè)核細(xì)胞中MIF水平于心肌梗死后7 d達(dá)峰值，14 d時(shí)仍然維持在高水平[13]。Chan等[14]分別檢測了STEMI患者及穩(wěn)定性心絞痛對照者循環(huán)中MIF的水平，并以心臟核磁（cardiac magnetic resonance，CMR）測量 STEMI患者梗死心肌的面積，發(fā)現(xiàn)心肌梗死后循環(huán)中MIF的含量與心肌梗死面積密切相關(guān)。而現(xiàn)用的TnT及TnI兩種標(biāo)志物均為心肌的結(jié)構(gòu)蛋白，其入血需要心肌損傷達(dá)到一定程度后通過破損的心肌細(xì)胞膜溢出[14]。因此，從理論上講，MIF可以更早地被測出，且其水平的高低直接反映了心肌梗死面積的大小。心肌梗死的近期預(yù)后與有無發(fā)生心律失常及泵功能衰竭相關(guān)，長期預(yù)后與心左室損害程度及心室重構(gòu)程度相關(guān)，而這些事件的發(fā)生概率或程度均與患者心肌梗死面積有關(guān)[15]。故可通過心肌梗死患者血漿中MIF水平高低推測其心肌梗死面積大小，進(jìn)而直接用于對患者預(yù)后的預(yù)測。基于MIF這些優(yōu)勢，如將其作為心肌梗死的生物標(biāo)志物，可以早期發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的心肌梗死患者，為及時(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)和支持治療提供了可能。

心肌梗死后，不同來源的MIF對心肌梗死的預(yù)后有不同的影響。White[16]證明了心肌梗死后，不同來源的MIF可能發(fā)揮著不同的生理作用。研究人員使用體細(xì)胞/心原性MIF缺陷小鼠及骨髓細(xì)胞/白細(xì)胞MIF缺陷小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)后者的心肌梗死后心臟破裂發(fā)生率較低；而前者不僅心臟破裂發(fā)生率高，且心臟未破裂小鼠心室擴(kuò)張及功能紊亂的發(fā)生率也明顯增加。由此推測，梗死心肌區(qū)域MIF的主要來源為浸潤的炎癥細(xì)胞，移除這些炎癥細(xì)胞分泌的MIF有利于心功能的保護(hù)，改善心肌梗死預(yù)后。Liehn等[17]的研究還發(fā)現(xiàn)，在心肌梗死發(fā)生后4周內(nèi)，心原性MIF可以通過改變心肌成纖維細(xì)胞的基質(zhì)蛋白生成的方式而改善心肌梗死的預(yù)后。Koga等[18]的結(jié)果表明，心原性MIF可以對抗由壓力負(fù)荷導(dǎo)致的心肌肥厚及間質(zhì)纖維化，而改善心肌梗死的預(yù)后。

2.3 MIF 與缺血-再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）損傷

對缺血心肌進(jìn)行及時(shí)再灌注治療是一項(xiàng)用于挽救瀕死心肌組織的重要策略，但血流的恢復(fù)可能誘發(fā)I/R損傷。有證據(jù)表明MIF在I/R損傷中可以發(fā)揮重要作用。急性的缺血發(fā)生后，受損的心肌細(xì)胞迅速釋放出MIF，隨后激活的免疫細(xì)胞持續(xù)產(chǎn)生和釋放MIF，使得循環(huán)中MIF水平持續(xù)升高。心肌缺血的超急性期，MIF通過增加能量代謝、抑制凋亡、抗氧化應(yīng)激等機(jī)制發(fā)揮心肌保護(hù)作用。隨著缺血進(jìn)展，MIF介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)又對心肌的功能及重構(gòu)有著不利的影響。MIF因細(xì)胞來源不同、缺血的嚴(yán)重程度及病變后的時(shí)間的不同而發(fā)揮著不同的，甚至是相反的作用。因此如何調(diào)節(jié)MIF功能而發(fā)揮其心臟保護(hù)作用是一個(gè)重要的研究方向。

短期I/R時(shí)，MIF對心肌有保護(hù)作用。Chan[14]通過動(dòng)物模型研究，證明了受損心肌分泌MIF是心肌梗死早期循環(huán)中MIF的重要來源。MIF以其前體大量存在于心肌細(xì)胞內(nèi)，在缺血或缺氧時(shí)，缺氧誘導(dǎo)因子 1α抗體（hypoxiainducible factor-1α，HIF-1α）誘導(dǎo)MIF釋放，使得其在短時(shí)間內(nèi)大量釋放成為可能。一項(xiàng)基于I/R動(dòng)物模型的研究提示了在心肌短期缺血缺氧后，MIF在I/R后有短暫保護(hù)心肌的作用。該研究使用Mif基因敲除的小鼠與野生型小鼠，經(jīng)歷15 min的缺血后進(jìn)行再灌注，Mif基因被敲除的小鼠心肌梗死面積明顯大于野生型小鼠[19]。在短期缺血缺氧時(shí)，病變處仍有較多心肌細(xì)胞存活，心肌內(nèi)原性MIF釋放，通過激活A(yù)MPK通路，增強(qiáng)葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)及攝取、糖酵解及脂肪酸氧化，滿足存活心肌對能量的需求，同時(shí)抑制有促進(jìn)凋亡活性的JNK信號通路，以及抑制氧化應(yīng)激，達(dá)到抑制心肌細(xì)胞凋亡、促進(jìn)能量代謝的作用[20]。而隨著缺血缺氧時(shí)間的延長，程度的加重，MIF心肌保護(hù)作用逐漸減弱，其促炎作用占據(jù)主導(dǎo)地位，由其引起的炎癥反應(yīng)最終加劇心肌損傷。

長期I/R時(shí)，MIF發(fā)揮促炎作用，心肌保護(hù)作用消失。心肌梗死后導(dǎo)致的區(qū)域性及系統(tǒng)性的固有免疫反應(yīng)有利于梗死區(qū)域的恢復(fù)，但過度的局部炎癥反應(yīng)則擴(kuò)大組織損傷并導(dǎo)致心肌細(xì)胞死亡[21]。早期研究表明梗死區(qū)域浸潤的巨噬細(xì)胞MIF的表達(dá)明顯增加，提示MIF可能與梗死區(qū)域內(nèi)過度的炎癥反應(yīng)相關(guān)[22]。心肌梗死后6 h，巨噬細(xì)胞及MIF即都可在梗死區(qū)域內(nèi)檢出，且二者在心肌梗死發(fā)生后1～7 d內(nèi)達(dá)峰值，這進(jìn)一步提示MIF在缺血梗死心肌區(qū)域內(nèi)發(fā)揮了長期的促炎性作用[21]。一項(xiàng)基于動(dòng)物模型的研究表明，當(dāng)缺血時(shí)間超過30 min時(shí)，MIF的心肌保護(hù)作用消失，Mif基因敲除小鼠的心肌梗死面積反而小于野生型小鼠[23]，且Mif基因敲除小鼠凋亡的心肌細(xì)胞數(shù)量較少[24]。此外，Liehn[17]在缺血時(shí)間為60 min的野生型小鼠模型的I/R期使用了MIF抗體，使用抗體的實(shí)驗(yàn)組小鼠心肌梗死面積明顯小于對照組。以上研究說明長期缺血條件下，MIF會(huì)激活炎癥反應(yīng)，加重缺血損傷。

3 總結(jié)與展望

目前尚無肯定研究結(jié)果表明健康人循環(huán)中MIF水平與其冠心病患病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。MIF可導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定性增加，參與ACS發(fā)生過程。而心肌梗死發(fā)生后，循環(huán)中MIF水平呈動(dòng)態(tài)變化，且其含量高低取決于心肌梗死的大小，均提示MIF可能為一種心肌梗死面積的標(biāo)志物；心肌來源的MIF與炎癥細(xì)胞來源的MIF對心肌梗死的預(yù)后有不同影響。此外，MIF還與I/R損傷有關(guān)，短期I/R時(shí)，MIF對心肌有保護(hù)作用；長期I/R時(shí)，MIF有促炎作用，心肌保護(hù)作用消失。基于以上研究結(jié)果，MIF有望成為冠心病診斷的標(biāo)志物，或可能的治療靶點(diǎn)[25]。

關(guān)于MIF與冠心病間關(guān)系的研究中，仍有一些問題需要解決[20]。首先，大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明MIF可以作為一種新的心肌梗死標(biāo)志物，但其臨床應(yīng)用仍待進(jìn)一步證實(shí)，其在心肌梗死患者預(yù)后的意義仍有待進(jìn)一步探討。其次，在動(dòng)物模型中得到的關(guān)于短期及長期I/R中MIF的作用尚需在臨床實(shí)踐驗(yàn)證。再次，Mif基因啟動(dòng)子區(qū)域的多態(tài)性是否會(huì)影響心肌缺血或心肌梗死的結(jié)局，以及中國人Mif基因啟動(dòng)子區(qū)域的多態(tài)性特點(diǎn)仍待研究。