微粒體在缺血性卒中的作用

周蕾，吳冬雨，姚小梅，時(shí)彥瑩，朱憲策，黃晶，王春雪，張寧

卒中是世界范圍內(nèi)引起殘疾的第三大原因，其中缺血性卒中約占所有卒中的87%[1-2]。缺血性卒中病因可分為大動(dòng)脈粥樣硬化型、心源性栓塞型、小動(dòng)脈閉塞型、其他明確病因型和不明原因型5種類型。微粒體是由活化細(xì)胞所釋放的一種囊泡，目前多項(xiàng)研究認(rèn)為微粒體可以作為缺血性卒中有前景的生物標(biāo)志物之一。

1 微粒體來(lái)源

微粒體是不同類型的細(xì)胞活化、損傷或凋亡時(shí)從其表面脫落下來(lái)直徑為100～1000 nm之間的富含脂質(zhì)的囊泡顆粒[3]。微粒體含有母體細(xì)胞來(lái)源的各種蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、信使RNA（messenger RNA，mRNA）和微小核糖核酸（micro RNA，miRNA）等生物活性物質(zhì)，在細(xì)胞間信號(hào)傳導(dǎo)及相互作用過(guò)程中起著媒介作用，并參與了內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、炎癥、細(xì)胞的存活與凋亡、血栓與止血、血管重構(gòu)與再生等病理生理過(guò)程[4-6]。

血液中的血小板、血管內(nèi)皮細(xì)胞、白細(xì)胞、紅細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞等在受到不同刺激因子作用后，相關(guān)跨膜受體被激活，細(xì)胞膜極性丟失、細(xì)胞骨架重排，細(xì)胞膜向外伸展變形，細(xì)胞膜部分以出芽方式形成小囊泡或偽足脫落進(jìn)入微循環(huán)而形成細(xì)小微粒體[7-8]。

2 微粒體的分類與功能

依據(jù)細(xì)胞來(lái)源不同，將微粒體分為血小板微粒體、內(nèi)皮微粒體、白細(xì)胞微粒體等，而白細(xì)胞微粒體又分為許多亞群。在健康人群循環(huán)血液中，微粒體以來(lái)自血小板的微粒體為主，內(nèi)皮細(xì)胞微粒體、白細(xì)胞微粒體及其亞群數(shù)量較少[9]。在循環(huán)血液中，來(lái)源不同的微粒體可表達(dá)與其母細(xì)胞一致的表面抗原，來(lái)源于內(nèi)皮細(xì)胞的微粒體可表達(dá)CD144、CD62E、CD31等抗原，血小板來(lái)源的微粒體可表達(dá)CD41a、CD42b、CD62P等抗原，白細(xì)胞來(lái)源的微粒體表達(dá)CD45、CD4、CD8、CD14等抗原，而紅細(xì)胞來(lái)源的微粒體則表達(dá)CD235a抗原，可以通過(guò)其表達(dá)的抗原來(lái)區(qū)分不同的微粒體[10]。

微粒體的功能主要取決于微粒體的組成成分和來(lái)源。研究發(fā)現(xiàn)微粒體在結(jié)構(gòu)上同樣具有細(xì)胞膜的雙層磷脂結(jié)構(gòu)，具有凝血活性的磷脂酰絲氨酸排列在膜表面，并表達(dá)各種膜受體，微粒體內(nèi)部攜帶各自母細(xì)胞來(lái)源的脂類、生長(zhǎng)因子、miRNA和線粒體等信息，母細(xì)胞通過(guò)向循環(huán)中釋放微粒體的形式將其信息轉(zhuǎn)移到不同的靶細(xì)胞，但是這種通過(guò)微粒體而進(jìn)行的信息傳遞并不依賴于微粒體的數(shù)量多少，而是取決于微粒體的組成成分和來(lái)源[11]。研究發(fā)現(xiàn)在許多血管性疾病中均可檢測(cè)到微粒體升高，且其升高程度與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)。血小板微粒主要在凝血過(guò)程、炎癥過(guò)程、血栓形成和腫瘤進(jìn)展中起作用[12]；內(nèi)皮細(xì)胞微粒與內(nèi)皮功能障礙、血管生成、腫瘤生長(zhǎng)和氧化應(yīng)激增加有關(guān)[13-14]；白細(xì)胞微粒與內(nèi)皮功能障礙、膿毒血癥和血管炎癥相關(guān)[15]。

3 微粒體與缺血性卒中

在急性缺血性卒中、嚴(yán)重高血壓和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病高風(fēng)險(xiǎn)的患者中，觀察到了高水平的內(nèi)皮微粒體和血小板微粒體[16-17]。微粒體與心腦血管疾病的發(fā)生密切相關(guān)。

3.1 內(nèi)皮微粒體與缺血性卒中 急性缺血性卒中發(fā)生的機(jī)制主要與血管內(nèi)皮損傷、血管閉塞、炎性因子產(chǎn)生有關(guān)[18]。研究表明促炎因子、促凋亡因子、促凝血因子及氧化脂質(zhì)和毒素均能在體外誘導(dǎo)內(nèi)皮微粒體的形成和釋放[19]。吸入二手煙后血管內(nèi)皮祖細(xì)胞及NO合酶被抑制，內(nèi)皮微粒體數(shù)量升高[20]。

內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的微粒體參與炎癥、促凝血、血管生成等多種病理生理過(guò)程，因此被認(rèn)為是血管內(nèi)皮細(xì)胞活化和損傷的生物標(biāo)志物[4，21]。當(dāng)血管腔內(nèi)的血流切應(yīng)力及湍流損傷內(nèi)皮細(xì)胞時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生活化，細(xì)胞膜溶解，釋放內(nèi)皮微粒體[8]。研究表明，內(nèi)皮微粒通過(guò)減少NO信號(hào)通路和前列環(huán)素途徑來(lái)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)與內(nèi)皮功能障礙，其中攜帶的mRNA和miRNA能促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)部新生血管形成和增加促凝作用從而加快動(dòng)脈粥樣硬化損傷的進(jìn)程[22-24]。

血管內(nèi)皮細(xì)胞受到不同類型刺激能釋放出不同表型的血管內(nèi)皮細(xì)胞微粒體。內(nèi)皮細(xì)胞活化時(shí)能釋放CD62E+、CD54+細(xì)胞間黏附分子、CD106+血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子，而內(nèi)皮細(xì)胞凋亡時(shí)則釋放CD31+、CD105+、CD146+黑色素瘤細(xì)胞黏附分子、CD144+血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子[4]。研究表明，與健康對(duì)照組相比，缺血性卒中患者CD62E+內(nèi)皮細(xì)胞微粒體增加，且在缺血性卒中發(fā)生7 d和90 d時(shí)仍保持在較高水平[25]。Aurélie S.Leroyer等[24]證明，CD40+內(nèi)皮微粒能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)新生血管的形成，并促進(jìn)斑塊內(nèi)出血。CD40+與表達(dá)CD40受體的內(nèi)皮細(xì)胞結(jié)合后對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和1-磷脂酰肌醇3-激酶-絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（phosphatidylinositol-3-kinase/serine threonine kinase，PI3K/AKT）的激活和細(xì)胞增殖有調(diào)節(jié)作用。

3.2 白細(xì)胞微粒體與缺血性卒中 單核細(xì)胞、粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等成熟白細(xì)胞在活化或凋亡過(guò)程中能釋放白細(xì)胞微粒體，白細(xì)胞微粒體經(jīng)常存在于血液中，在2型糖尿病、血栓形成、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者血液中均發(fā)現(xiàn)異常升高的白細(xì)胞微粒體。白細(xì)胞微粒體在缺血性卒中中主要引起血管內(nèi)皮功能障礙和血管炎癥，從而參與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展[26]。

在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成過(guò)程中，白細(xì)胞穿過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞，滲透到血管壁引起炎癥反應(yīng)，并釋放大量白細(xì)胞微粒體，白細(xì)胞微粒體自身也是一種炎癥因子，不僅可促使單核細(xì)胞或巨噬細(xì)胞聚集，而且還可進(jìn)一步活化血管內(nèi)皮細(xì)胞，促使血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放內(nèi)皮微粒體，進(jìn)一步加重血管內(nèi)皮損傷[27]。因此，在炎癥的過(guò)程中生成的白細(xì)胞微粒體可能增強(qiáng)和放大了炎癥細(xì)胞的效應(yīng)，從而形成了惡性的循環(huán)造成炎癥慢性化[26]。一項(xiàng)納入了26例行頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除術(shù)患者的研究顯示，從頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中可分離出大量微粒體，而健康血管中則沒(méi)有微粒體，動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中微粒體主要來(lái)源于白細(xì)胞。斑塊中微粒體水平至少是血漿中微粒體的200倍。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和血漿中白細(xì)胞微粒體表面均暴露出組織因子，誘導(dǎo)產(chǎn)生凝血酶，但這種活性在從動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中分離出的微粒體是血漿中微粒體的2倍多。該研究結(jié)果表明，在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中的微粒體比血漿中微粒體更加豐富、誘導(dǎo)血栓形成的活性更強(qiáng)。

一項(xiàng)研究比較了76例缺血性卒中患者和70例健康對(duì)照組血液中白細(xì)胞微粒體水平差異，并分析特異性白細(xì)胞微粒體作為炎癥介質(zhì)在促進(jìn)血管炎癥方面的作用。結(jié)果顯示，在缺血性卒中患者血液中，來(lái)自于白細(xì)胞（CD45+）、單核細(xì)胞（CD14+）、淋巴細(xì)胞（CD4+）、粒細(xì)胞（CD15+）的微粒體數(shù)量顯著高于正常對(duì)照組，CD14+微粒體與缺血性卒中嚴(yán)重程度、腦血管狹窄程度、卒中亞型相關(guān)，其他表型白細(xì)胞微粒體則無(wú)明顯相關(guān)性。該研究結(jié)果提示，白細(xì)胞微粒體作為一種促炎介質(zhì)，可能參與了急性缺血性卒中的血管炎癥，CD14+微粒體可能會(huì)是臨床中一項(xiàng)較有前景的反映缺血性卒中嚴(yán)重程度及預(yù)后的生物標(biāo)志物[28]。

3.3 血小板微粒體與缺血性卒中 血小板活化和聚集增加參與了急性缺血性卒中的發(fā)病過(guò)程，并與高血壓和高膽固醇血癥等卒中危險(xiǎn)因素相關(guān)[29]。血小板微粒體是血小板受刺激活化后產(chǎn)生的，體內(nèi)血小板微粒的形成、釋放及水平反映體內(nèi)血小板活化程度[30]。有研究發(fā)現(xiàn)患有血小板減少性紫癜伴有進(jìn)行性認(rèn)知障礙的患者血液中血小板微粒體數(shù)量明顯增高。研究者回顧分析這些患者的資料發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有出血癥狀的患者比有出血癥狀患者的血小板微粒體水平增高；伴有認(rèn)知功能障礙的患者通常沒(méi)有出血癥狀，其血小板微粒體增高更明顯，研究者認(rèn)為血小板微粒體在特發(fā)性血小板減少性紫癜患者中替代了正常血小板功能，在高水平是誘發(fā)腦微血管的血栓形成[31]。Young J Lee等[32]觀察了TIA、小血管閉塞型卒中、大血管閉塞型卒中、多發(fā)性硬化及AD患者，發(fā)現(xiàn)除了AD外，在其余幾種疾病的患者中都能夠觀察到血小板微粒體水平升高，而且小血管閉塞型卒中患者血小板微粒體水平比大血管閉塞型卒中患者升高更明顯，因此推測(cè)長(zhǎng)期及高水平的血小板微粒體或者某些亞型血小板微粒體可代替血小板形成血栓誘導(dǎo)腦缺血。這些研究均表明血小板微粒體可能更多地與微血管內(nèi)血栓形成相關(guān)，而與大血管內(nèi)血栓形成關(guān)系不大。

一項(xiàng)研究納入了112例急性缺血性卒中患者，其中包括大動(dòng)脈粥樣硬化型53例和小動(dòng)脈閉塞型59例，還包括35例對(duì)照組，分別采集入院時(shí)和給予抗血小板治療后的外周血，比較各組循環(huán)血小板微粒體和血小板參數(shù)（平均血小板體積、血小板計(jì)數(shù)、血小板壓積和血小板分布寬度）及腦梗死體積。該研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①急性缺血性卒中患者循環(huán)血小板微粒體和血小板體積水平較健康對(duì)照組顯著升高；②血液循環(huán)中的血小板微粒水平在抗血小板治療后下降，而血小板參數(shù)沒(méi)有變化；③循環(huán)中血小板微粒體水平與大動(dòng)脈粥樣硬化型卒中梗死體積正相關(guān)，血小板參數(shù)與任何一種卒中亞型梗死體積均無(wú)關(guān)聯(lián)；④回歸分析顯示，在調(diào)整其他影響因素（高血壓和糖尿?。┖?，循環(huán)血小板微粒體是急性缺血性卒中患者梗死體積的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[33]。這項(xiàng)研究提示循環(huán)血中血小板微粒體水平與急性缺血性卒中的梗死體積大小有關(guān)，為急性缺血性卒中患者提供了一種新的可能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

血小板微粒體的測(cè)定對(duì)缺血性卒中的病因診斷有潛在意義。研究表明，與對(duì)照組、心源性栓塞型、其他不明原因型卒中組比較，大動(dòng)脈粥樣硬化型卒中和小動(dòng)脈閉塞型卒中患者血漿中血小板微粒體水平更高。Gemma Chiva-Blanch等[34]的研究也顯示在大動(dòng)脈粥樣硬化型卒中中，CD62P+血小板微粒體在發(fā)病90 d時(shí)水平高于其他病因引起的缺血性卒中，而在缺血性卒中發(fā)病時(shí)則不存在此種現(xiàn)象。

有研究結(jié)果還顯示，血小板微粒體可能是急性缺血性卒中成功靜脈溶栓的標(biāo)志，血小板微粒體水平與接受rt-PA靜脈溶栓后血管再通及再灌注相關(guān)，可能是評(píng)估靜脈溶栓再通的潛在指標(biāo)[35]。

4 微粒體在缺血性卒中的臨床應(yīng)用

微粒體在缺血性卒中的病理生理過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，其臨床應(yīng)用也逐漸受到關(guān)注，目前用微粒體更多的是被用來(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)估缺血性卒中的治療效果[36]。例如，他汀類、阿司匹林和抗氧化劑已被證明可以降低患者血液中微粒體的水平，微粒體水平可用于評(píng)估上述藥物的治療效果[37]。

此外，微粒體作為一種細(xì)胞間的信息傳遞載體，它攜帶有諸如RNA、mRNA、miRNA等遺傳物質(zhì)，可作為潛在的基因治療的工具[34]。在臨床診斷和預(yù)后判斷中，微粒體也可以作為生物標(biāo)記物或診斷工具。A E Berezin等[38]的研究通過(guò)大樣本調(diào)查發(fā)現(xiàn)凋亡內(nèi)皮細(xì)胞與活化內(nèi)皮細(xì)胞釋放的微粒體之間的不平衡，這種不平衡被稱為“表型受損”，為心力衰竭和心血管風(fēng)險(xiǎn)提供了預(yù)測(cè)評(píng)分，這些評(píng)分與其他指標(biāo)結(jié)合在一起，對(duì)心力衰竭患者具有更好的評(píng)估作用。在缺血性卒中的診斷中也使用了類似的預(yù)測(cè)評(píng)分，有研究者通過(guò)使用CD62E/CD31比值，來(lái)區(qū)別內(nèi)皮細(xì)胞活化還是凋亡，并鑒別動(dòng)脈狹窄的部位[39-40]。

在缺血性卒中發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后過(guò)程中，微粒體都有不同水平的升高，較高水平的微粒體進(jìn)一步加重血管內(nèi)皮損傷、誘導(dǎo)血栓進(jìn)一步形成、使動(dòng)脈粥樣硬化斑塊更易破裂出血。對(duì)于微粒體能否作為一種生物標(biāo)記物來(lái)反映血管內(nèi)皮損傷程度及判斷預(yù)后，這方面仍需更多研究來(lái)證實(shí)。

【點(diǎn)睛】本文對(duì)內(nèi)皮、白細(xì)胞、血小板等不同來(lái)源的微粒體與缺血性卒中的關(guān)系及目前微粒體在臨床中的應(yīng)用及前景進(jìn)行了總結(jié)。