中性粒細胞在動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展中作用的研究進展

茂建梅，萬招飛，文霄敏，劉衛(wèi)生

(延安大學附屬醫(yī)院，陜西延安 716000)

動脈粥樣硬化(AS)是發(fā)生在血管壁的慢性炎癥過程，是心腦血管疾病的共同病理生理基礎。據《中國心血管病報告2016》表明，由AS所致的心腦血管事件是我國居民死亡的首要原因，且其發(fā)病率及病死率仍處于上升階段。血管壁內皮細胞損傷、炎癥細胞介導斑塊形成、斑塊不穩(wěn)定破裂、血栓形成最終至心腦血管事件的發(fā)生，被認為是AS發(fā)生發(fā)展的動態(tài)演變過程。而中性粒細胞(PMN)作為先天免疫反應的一部分,過去被認為是急性炎癥的主角。近年來，其在慢性炎癥尤其是AS演變過程中被認為是主要參與者。Drechsler等[1]發(fā)現，外周血中PMN計數與AS病變大小存在正相關，并且PMN還可釋放胞外陷阱網促進晚期AS的發(fā)生發(fā)展。現就PMN在AS發(fā)生發(fā)展中作用的研究進展進行綜述。

1　PMN在AS病變中的募集

內皮細胞功能障礙(ED)被認為是AS發(fā)生發(fā)展的始動環(huán)節(jié)，趨化因子和黏附分子的表達異常是ED的重要表現。黏附分子的表達異常導致炎癥細胞尤其是PMN的異常募集,其中PMN與內皮細胞的黏附是慢性炎癥發(fā)生的關鍵步驟。PMN的募集是在趨化因子和細胞間黏附分子(ICAMs)調控下完成的多級級聯反應，主要涉及三類黏附分子，即選擇素、整合素、免疫球蛋白。主要步驟包括：PMN表達的L選擇素與內皮細胞E、P選擇素相互作用，使其減速并在內皮細胞表面滾動；血管內皮的趨化因子激活PMN,使其表達β2整合素并與內皮細胞表面的免疫球蛋白超家族細胞內黏附分子結合，使PMN黏附、聚集[2]。阻斷P-選擇蛋白可以減少PMN的黏附[1]。Van等[3]對病變血管內皮層染色觀察，發(fā)現E-選擇蛋白與PMN存在一致性。而在E-選擇素缺乏的小鼠中可觀察到AS病變減少[4]。缺乏ICAM-1的小鼠AS病變大幅度減少,可能與缺乏ICAM-1而使其介導的PMN黏附減少有關[5,6]。此外，PMN的募集特別依賴于CCL3和CCL5趨化因子，它們通過與其受體結合從而介導PMN向血管炎癥部位遷移,加速AS血管壁炎癥反應的發(fā)生[7,8]。有研究[9]發(fā)現，缺血性卒中患者血清中CCL5水平升高,表明趨化因子在斑塊不穩(wěn)定發(fā)生中發(fā)揮重要作用。CCL3基因敲除小鼠主動脈竇病變減少,而斑塊中的巨噬細胞、膠原纖維和平滑肌細胞含量不變，僅斑塊中的PMN減少[10]?？梢?，PMN與AS早期慢性炎癥發(fā)生的始動環(huán)節(jié)密切相關。

2　 PMN誘導單核細胞進入AS病變

在慢性炎癥反應中，血液中單核細胞黏附到活化的內皮細胞，在趨化因子的作用下穿透血管內膜進入到內膜下分化為巨噬細胞，吞噬沉積在內膜下的脂質成為泡沫細胞并堆積形成脂質條紋。研究[11]表明，由PMN觸發(fā)的單核細胞募集在AS的早期發(fā)展階段是至關重要的，而PMN對AS發(fā)展中巨噬細胞募集及激活的影響與晚期AS病變中斑塊的不穩(wěn)定性有一定關系。PMN釋放的活性物質與AS進展的關系可能是通過早期介導單核細胞黏附和聚集到AS病變處起作用的[1]。PMN與內皮細胞黏附后會釋放可溶性成分——蛋白酶3(PR3)、阿糖胞苷和天竺葵素等。天竺葵素是陽離子，有利于內皮上沉積，其與滾動的單核細胞結合，促使單核細胞牢固黏附[12]。PR3可以通過刺激內皮細胞表達單核細胞趨化蛋白1,擴增單核細胞募集[13]。此外，PMN釋放的組織蛋白酶G和抗菌肽(人類：IL-37；小鼠：CRAMP)對單核細胞的黏附有直接吸引作用[14]。PMN釋放的CRAMP與內皮細胞結合激活單核細胞上的甲酰肽受體2(FPR2),導致單核細胞β1和β2整合蛋白構象變化,進而促進其黏附[15]。研究[16]發(fā)現，缺乏CRAMP的小鼠AS病變中單核細胞較少，從而使AS病變面積減少。此外，研究[1]還發(fā)現，PMN減少會顯著降低動脈斑塊中單核細胞和巨噬細胞的數量。因此，PMN被認為是早期單核細胞募集的重要介質。

3　 PMN激活巨噬細胞并促進泡沫細胞形成

進入內皮下的巨噬細胞通過其表面的清道夫受體(SR)識別并攝取氧化低密度脂蛋白(OX-LDL)，當巨噬細胞內吞噬的脂質超過巨噬細胞的清除能力后，細胞內聚集的脂質形成脂肪滴而使巨噬細胞轉化為泡沫細胞，而泡沫細胞被認為是AS形成的早期事件。根據刺激巨噬細胞活化的條件的不同，將巨噬細胞分為經典活化M1型和選擇性活化M2型[17,18]。M1型巨噬細胞較M2型更有利于泡沫細胞的形成,且M1型巨噬細胞可以促進AS的發(fā)展,而M2型巨噬細胞在AS的發(fā)病過程中起保護作用[19]。研究[20]表明，PMN的分泌產物與M1型巨噬細胞的分化有關。天青素和α防御素是PMN初級顆粒中儲存的活性分子，天青素可直接激活M1型巨噬細胞，從而促進AS的發(fā)展；而α防御素可通過促使巨噬細胞產生硝基氨基酸從而直接促進低密度脂蛋白(LDL)的氧化和增強OX-LDL受體CD36、CD68的表達,進而促使泡沫細胞的形成[21,22]。此外，PMN產生的活性氧(ROS)可直接氧化LDL從而促進泡沫細胞形成；并且，存儲在PMN嗜天青顆粒中的髓過氧化物酶(MPO)還可與巨噬細胞甘露糖受體相互作用導致ROS與促炎細胞因子的釋放，從而進一步促進AS病變內炎癥的發(fā)展[23]。因此，PMN與AS早期病變泡沫細胞的形成密切相關。

4　 PMN促進斑塊的不穩(wěn)定

AS的發(fā)生發(fā)展被認為是慢性炎癥過程，眾多炎癥細胞參與其中[24]。最新研究表明，PMN在AS中起重要作用。在AS病變發(fā)展過程中,PMN通常釋放各種活性成分，如細胞外蛋白酶、氧化還原酶和抗菌肽等，它們儲存在PMN的三級顆粒中,在PMN的活化、遷移或組織浸潤的過程中逐漸釋放。這些活性成分在初始AS階段,主要介導各種炎癥細胞黏附、聚集到內皮細胞致ED。而在晚期階段中，主要與斑塊的不穩(wěn)定有關。研究[25]發(fā)現，急性冠狀動脈綜合征患者外周血中PMN計數增加、活性增強和凋亡減少。此外，存儲在PMN中的MPO被認為是在AS病變中斑塊由穩(wěn)定向不穩(wěn)定階段發(fā)展的重要介質。Montecucco等[9]研究發(fā)現，不穩(wěn)定斑塊易破裂和易發(fā)生血栓栓塞等并發(fā)癥。不穩(wěn)定斑塊由于細胞外基質降解增多，表現為纖維帽變薄、大量的細胞碎片、薄弱的新生微血管和擴大的壞死核心。基質金屬蛋白酶(MMPs)可以降解細胞外基質，從而致使斑塊破裂、血栓形成等并發(fā)癥的發(fā)生[26]。PMN是MMPs的重要來源，且斑塊的破裂與PMN的數量呈正相關[27]。抑制MMP8或MMP13的活性可使AS的病灶面積減小、巨噬細胞數量下降，而斑塊的穩(wěn)定性增加[28,29]。最新研究[30]表明，PMN胞外誘捕網(NETs)是PMN活化時釋放的胞外網狀物質,具有促炎和促凝的作用,與AS發(fā)展過程中的血栓形成關系密切。在AS晚期階段，不穩(wěn)定斑塊破裂后引起血小板活化、聚集，活化的血小板釋放趨化因子異聚體刺激PMN釋放NETs[31]，NETs又可進一步促進血小板得聚集[32]。血小板聚集后造成血管管腔狹窄，使得局部聚集的凝血酶達到有效濃度，進一步使纖維蛋白原轉變?yōu)槔w維蛋白，促進血栓形成。肽基精氨酸脫氨酶4(PAD4)在NETs的形成中起關鍵作用,而使用PAD4抑制劑可以延緩AS的血栓形成,具有AS保護作用[33]。因此，PMN在AS不穩(wěn)定斑塊破裂、血栓形成的過程中發(fā)揮重要作用。

PMN是抵抗病原體的一線防御者,在生理條件下,PMN釋放體內的活性分子發(fā)揮其生物效應。然而，在慢性病理狀況如AS情況下,PMN在各種刺激因子作用下過度活化會導致血管損害、斑塊破裂和血栓形成等。因此,抑制PMN的過度活化可能為臨床治療AS提供新途徑。目前的研究發(fā)現，有關活化的PMN所致的全身炎癥反應與冠脈病變嚴重程度明顯相關，并且外周血中PMN計數增多可作為發(fā)生心血管事件得預測指標。但由于PMN壽命短、缺乏特異的檢測方法，因此通過監(jiān)測其特異性生物標志物對心血管疾病的病情及預后分析的價值還需要我們進一步研究。