炎癥反應(yīng)對于冠狀動脈斑塊易損性的影響

趙晨 賈海波 李麗麗

冠狀動脈粥樣硬化通常被認(rèn)為是一種慢性炎癥性疾病，可導(dǎo)致不同程度的血流通過障礙。病變部位有特異性形成的纖維帽覆蓋于富含脂質(zhì)成分的斑塊核心區(qū)域。病變早期通常有完整的內(nèi)皮覆蓋，而在病變晚期，內(nèi)皮連續(xù)性遭到破壞，這導(dǎo)致了病變進(jìn)展及嚴(yán)重并發(fā)癥的形成。通過對動脈粥樣硬化機制進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，包括巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞等多種細(xì)胞可表現(xiàn)出持續(xù)的炎癥反應(yīng)性，產(chǎn)生多種炎性介質(zhì)，如：促炎細(xì)胞因子、免疫激活的共刺激因子等［1-2］。此外，許多巨噬細(xì)胞可通過清道夫受體內(nèi)化膽固醇，甚至部分可產(chǎn)生抗炎因子，而部分T細(xì)胞也可表現(xiàn)出抗炎和免疫抑制的特性。這些促炎和抗炎機制共同導(dǎo)致了冠狀動脈粥樣硬化病變進(jìn)展緩慢、難以治愈以及慢性炎癥浸潤［3］。同時，這也反映了粥樣硬化斑塊進(jìn)展為易損斑塊伴隨著復(fù)雜的炎癥反應(yīng)過程。

1 冠狀動脈粥樣硬化罪犯病變分類

冠狀動脈粥樣硬化病變可在數(shù)月或數(shù)年中隱匿進(jìn)展，甚至終其一生都不會有臨床癥狀發(fā)生［4］。而如果斑塊表面內(nèi)皮連續(xù)性遭到破壞，導(dǎo)致血栓形成并阻塞管腔，則會出現(xiàn)典型的臨床癥狀。斑塊表面連續(xù)性受損即斑塊破裂，可發(fā)生在60%～80%的急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）患者中；而斑塊侵蝕可發(fā)生在20%～40%患者中，尤其好發(fā)于女性與年輕患者［5］。近期研究顯示急性心肌梗死患者中斑塊破裂與斑塊侵蝕的發(fā)生率發(fā)生改變，斑塊侵蝕的發(fā)生率逐漸升高，而顯著的斑塊破裂發(fā)生率逐漸降低［5］。

2 何謂易損斑塊

易損斑塊是指具有血栓形成傾向、極有可能快速進(jìn)展成罪犯斑塊的冠狀動脈粥樣硬化斑塊。其病理學(xué)特征表現(xiàn)為薄纖維帽，大的壞死脂質(zhì)核心同時伴有豐富的炎癥細(xì)胞及少量平滑肌細(xì)胞等［6］。流行病學(xué)研究顯示，約66.67%的ACS發(fā)生于冠狀動脈臨界病變，其中易損斑塊是斑塊破裂及血栓形成的獨立預(yù)測因子［7］。盡管目前對于冠狀動脈血栓形成機制的研究已經(jīng)取得了突破性的進(jìn)展，但導(dǎo)致斑塊破裂及侵蝕的發(fā)生機制并未完全明確。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生破裂的斑塊通常具有更薄的纖維帽及較大的脂質(zhì)壞死核心，同時，血管壁的結(jié)構(gòu)異常也是導(dǎo)致冠狀動脈血栓形成的重要原因［8］。而導(dǎo)致血管壁結(jié)構(gòu)異常的主要原因是成熟交聯(lián)膠原蛋白量減少與膠原蛋白水解酶水平增加所致。

病理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致嚴(yán)重心肌梗死的罪犯病變通常表現(xiàn)為斑塊破裂伴血栓形成，同時在病變部位可發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞、活化T細(xì)胞、樹突細(xì)胞等炎癥細(xì)胞以及變薄的纖維帽和增生的新生血管［9］。亦可在斑塊破裂部位發(fā)現(xiàn)基質(zhì)金屬蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶以及活化巨噬細(xì)胞產(chǎn)物。這些酶可破壞纖維膠原蛋白，降低斑塊的機械穩(wěn)定性，導(dǎo)致斑塊易損性增加［10］。

此外，中性粒細(xì)胞可被外界因素刺激活化，產(chǎn)生蛋白水解酶：如過氧化物酶，釋放大量氧自由基和趨化因子，加劇內(nèi)皮細(xì)胞損傷和炎癥反應(yīng)，增加斑塊負(fù)荷［11］。淋巴細(xì)胞可與中性粒細(xì)胞協(xié)同參與氧化應(yīng)激反應(yīng)及炎癥過程。有研究表明，中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞的比值與冠狀動脈臨界病變斑塊易損性有關(guān)，甚至有望成為預(yù)測易損斑塊的簡易有效指標(biāo)［12］。

隨著腔內(nèi)影像學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，包括冠狀動脈血管造影、磁共振成像等，尤其是腔內(nèi)影像學(xué)，如光學(xué)相干斷層成像（optical coherence tomography，OCT）在心血管介入領(lǐng)域的深入應(yīng)用，針對斑塊的形態(tài)與成分識別有了突破性的進(jìn)展［13-14］。在OCT圖像分析中，將脂質(zhì)角度超過兩個象限，最小纖維帽厚度小于65 μm的脂質(zhì)斑塊定義為薄纖維帽斑塊［15］。

3 炎癥反應(yīng)對于斑塊侵蝕的影響

發(fā)生纖維帽斷裂的斑塊通常具有較大的脂質(zhì)核心，并可在脂質(zhì)核心中發(fā)現(xiàn)豐富的促凝血組織因子［3，16］。而作為另一導(dǎo)致冠狀動脈血栓形成的主要原因——斑塊侵蝕，通常沒有大的脂質(zhì)核心，并且炎癥細(xì)胞浸潤程度較輕。相較于斑塊破裂，斑塊侵蝕發(fā)生發(fā)展機制可能有顯著的差異［17］。斑塊侵蝕通常沒有較多的炎性浸潤，但是含有大量增殖的平滑肌細(xì)胞，豐富的蛋白多糖、透明質(zhì)酸，以及大量的新生血管。引起內(nèi)皮發(fā)生侵蝕的機制目前尚不清楚，然而近期多項研究指出固有免疫在其中發(fā)揮一定的作用。覆蓋在動脈粥樣硬化病變表面的內(nèi)皮細(xì)胞大量表達(dá)模式識別受體Toll樣受體-2（toll-like receptor-2，TLR-2）。這種受體可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。在發(fā)生嚴(yán)重斑塊侵蝕的部位，中性粒細(xì)胞可加速這一過程［18-19］。

據(jù)此，發(fā)生斑塊破裂和斑塊侵蝕的患者，其治療策略可能會有一定的差異。發(fā)表于歐洲心臟病學(xué)雜志的Erosion研究及其1年隨訪研究前瞻性地探討了不同發(fā)病機制導(dǎo)致的ACS通過強化雙聯(lián)抗血小板治療可替代支架置入治療，這也為ACS的精準(zhǔn)診療提出了新的方向［20-21］。

4 炎癥反應(yīng)導(dǎo)致斑塊易損性增加的機制

既往關(guān)于斑塊破裂機制的研究大多來源于尸檢發(fā)現(xiàn)。病理學(xué)研究表明，發(fā)生破裂的斑塊一般覆蓋有薄的纖維帽（＜50 μm），同時伴有持續(xù)激活的炎癥反應(yīng)以及分泌量增加的蛋白水解酶［22］。炎癥反應(yīng)可使巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞等激活，并分泌抑制纖維帽形成的細(xì)胞因子以及可導(dǎo)致纖維帽中纖維成分破壞的蛋白酶。截至目前，研究人員將更多的焦點投入到基質(zhì)蛋白水解酶及半胱氨酸蛋白酶在斑塊中的膠原水解作用。這些酶存在于人體動脈粥樣硬化斑塊中，并且在罪犯病變中顯示出蛋白水解活性［23］。這些發(fā)現(xiàn)為通過調(diào)控靶向蛋白酶來維持斑塊穩(wěn)定提供了新的方向。目前，多種可能對斑塊纖維帽穩(wěn)定性產(chǎn)生影響的細(xì)胞因子已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。干擾素-Γ是由輔助性T細(xì)胞（helper T cell，Th）-1和自然殺傷細(xì)胞產(chǎn)生的促炎因子，通過抑制膠原纖維形成，降低斑塊中膠原蛋白含量使斑塊穩(wěn)定性降低［24］。Th-1細(xì)胞功能可被調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory cells，Tregs）分泌的轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor，TGF）-β所抑制［25］，這種細(xì)胞因子對于平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞具有明顯的促纖維化作用，并且可抑制Th-1細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞的活性，削弱斑塊中的炎癥反應(yīng)。Tregs還可通過促進(jìn)極低密度脂蛋白的分解代謝，降低血漿中的脂質(zhì)水平。另一種T細(xì)胞——Th-17可參與損傷的愈合，并具有較強的纖維活性［26］。由于Th-17細(xì)胞分泌的特異性細(xì)胞因子，白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-17A，能夠促進(jìn)前膠原蛋白的表達(dá)，所以，在動脈粥樣硬化進(jìn)程中Th-17細(xì)胞可促進(jìn)膠原纖維的形成，使斑塊承受由血流施加于其表面沖擊的能力增強，增加斑塊穩(wěn)定性［27］。

除了降低組織對于機械應(yīng)力的負(fù)荷能力之外，這些免疫因子還可通過增加血小板積聚和凝集趨勢來促進(jìn)動脈粥樣硬化過程中血栓的形成。腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）受體超家族中，CD40配體（CD40L、CD154）以及CD40在其中發(fā)揮了重要作用。在激活的T細(xì)胞上特異表達(dá)的CD40L，可以與巨噬細(xì)胞譜系的CD40結(jié)合，這種特異性結(jié)合可促使組織因子以及基質(zhì)金屬蛋白酶的分泌［28］。此外，活化的血小板亦可表達(dá)CD40L，內(nèi)皮細(xì)胞可表達(dá)其受體CD40，諸如此類多種相互作用可促進(jìn)動脈粥樣硬化血栓的形成［29］。

在致動脈粥樣硬化血栓形成過程中，脂質(zhì)介質(zhì)發(fā)揮了不低于細(xì)胞因子的作用。研究表明，血小板釋放的血栓素A2可產(chǎn)生促血栓形成作用，內(nèi)皮產(chǎn)生的前列腺素I2（prostaglandin I2，PGI2）具有抗血栓作用，這種相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡對于血管內(nèi)的穩(wěn)態(tài)具有重要作用，這也是心血管疾病的防治中阿司匹林發(fā)揮作用的靶點［30］。不同分型的前列腺素在動脈粥樣硬化過程中發(fā)揮不同的作用。前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）可促進(jìn)血管舒張并活化巨噬細(xì)胞，但同時也增加抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)［31］。脂質(zhì)介質(zhì)介導(dǎo)的白三烯途徑在動脈粥樣硬化進(jìn)程中也發(fā)揮了重要作用，白三烯B4是斑塊中表達(dá)的一種促炎因子，可以促進(jìn)斑塊的進(jìn)展及炎癥反應(yīng)，同時亦可增加血管內(nèi)皮損傷后再狹窄的發(fā)生率［32］。5-脂氧合酶激活蛋白（5 lipoxygenaseactivating protein，F(xiàn)LAP）是一種可以將花生四烯酸轉(zhuǎn)化為白三烯途徑工具酶的輔助因子，其在斑塊中表達(dá)上調(diào)并可促進(jìn)白三烯B4的產(chǎn)生［33］。FLAP編碼基因ALOX5AP中的遺傳多態(tài)性在幾項遺傳研究中與心血管疾病相關(guān)。盡管它并未成為全基因組關(guān)聯(lián)研究中的主要遺傳風(fēng)險因素，然而這并不排除白三烯在心血管疾病中的潛在影響。白三烯受體阻滯劑常應(yīng)用于哮喘患者的治療，通過對這些患者的長期隨訪可以探究白三烯是否可使患者獲得額外的心血管獲益［34］。一項針對700萬例患者的瑞典人群研究顯示，接受白三烯受體阻滯劑孟魯司特治療的患者，其卒中復(fù)發(fā)和心肌梗死風(fēng)險降低35%［34］。在12/15-脂氧合酶途徑中產(chǎn)生的脂氧素和消散素可以拮抗白三烯的促炎作用，并可抑制動脈粥樣硬化及其臨床并發(fā)癥，通過遺傳調(diào)控靶向清除脂氧素受體FPR2/ALX，可導(dǎo)致斑塊穩(wěn)定性降低［35］。目前，尚需要進(jìn)一步的研究來闡明原抗炎脂氧合酶產(chǎn)物在動脈粥樣硬化中的作用。

單核-巨噬細(xì)胞包括骨髓中的前單核細(xì)胞及外周血中的單核細(xì)胞。單核細(xì)胞滲出血管進(jìn)入組織和器官后，可進(jìn)一步分化發(fā)育成巨噬細(xì)胞。研究表明，單核-巨噬細(xì)胞中腺苷三磷酸敏感的鉀離子通道功能上調(diào)可增加炎癥反應(yīng)進(jìn)而促進(jìn)冠狀動脈斑塊進(jìn)展［36］。巨噬細(xì)胞根據(jù)其細(xì)胞表型、分泌的細(xì)胞因子及其功能的不同可分為兩種亞類：M1型巨噬細(xì)胞、M2型巨噬細(xì)胞［37］。M1型巨噬細(xì)胞由Th-1細(xì)胞因子活化，分泌IL-23、IL-1、IL-6、TNF-α等細(xì)胞因子，發(fā)揮防御免疫功能，介導(dǎo)促炎作用。M2型巨噬細(xì)胞由Th2細(xì)胞因子活化，分泌IL-10、TGF-β等細(xì)胞因子，在炎癥反應(yīng)后期發(fā)揮抗炎作用。二者在冠狀動脈粥樣硬化病變炎性進(jìn)展過程中作用相反，冠狀動脈粥樣硬化晚期，M1型巨噬細(xì)胞的促炎作用占據(jù)優(yōu)勢，這可能促進(jìn)晚期斑塊進(jìn)展［38］。然而近期在體研究與體外研究得出的結(jié)論并不完全相符，需要進(jìn)一步明確巨噬細(xì)胞異質(zhì)性對于動脈粥樣硬化斑塊進(jìn)展及易損性的影響［39］。

5 炎癥細(xì)胞死亡與斑塊易損性

細(xì)胞死亡也可使斑塊易損性增加。平滑肌細(xì)胞參與合成大部分動脈細(xì)胞外基質(zhì)，而在發(fā)生嚴(yán)重的斑塊破裂部位，發(fā)現(xiàn)平滑肌細(xì)胞以及構(gòu)成斑塊纖維帽的膠原蛋白趨于耗盡。因此，動脈粥樣硬化中平滑肌細(xì)胞的凋亡可導(dǎo)致斑塊易損性增加，進(jìn)而引起斑塊破裂?？焖偻淌勺饔猛ǔ？梢郧宄呀?jīng)凋亡的細(xì)胞，這一過程被稱為胞葬作用［40］。如果此過程受到影響，可發(fā)生繼發(fā)性壞死，而這可促進(jìn)斑塊脂質(zhì)核心（也被稱為“壞死核心”）的形成。脂質(zhì)核心的積聚可導(dǎo)致斑塊的機械穩(wěn)定性下降。

斑塊壞死核心的形成主要是由于病變細(xì)胞（主要是巨噬細(xì)胞）的死亡導(dǎo)致的。細(xì)胞死亡導(dǎo)致壞死核心的形成可通過多種機制引起，目前有兩種機制被廣泛認(rèn)可：一種是細(xì)胞凋亡后凋亡細(xì)胞的吞噬清除功能障礙，即胞葬作用障礙；另一種可能的機制是被稱作“原發(fā)性壞死”［3］。巨噬細(xì)胞凋亡可發(fā)生在病變的各個階段中，多種因素可導(dǎo)致?lián)p傷性巨噬細(xì)胞凋亡，如：過度炎癥反應(yīng)、氧化脂質(zhì)與膽固醇等，通常是多重因素的同時作用導(dǎo)致巨噬細(xì)胞的凋亡?；趯θ祟悇用}粥樣硬化與小鼠晚期動脈粥樣硬化模型的研究發(fā)現(xiàn)，慢性內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激是其中的重要機制。其中，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激因子（C/EBP homologous protein，CHOP）與人冠狀動脈中細(xì)胞死亡以及斑塊壞死具有密切關(guān)系。小鼠CHOP的遺傳缺失可預(yù)防晚期病變中巨噬細(xì)胞凋亡和斑塊壞死的發(fā)生［41］。

動脈粥樣硬化早期，凋亡細(xì)胞可被臨近的吞噬細(xì)胞及時清除，從而防止凋亡后壞死，并可觸發(fā)與胞葬作用相關(guān)的進(jìn)程。然而在晚期階段，胞葬作用觸發(fā)過程出現(xiàn)缺陷，這種缺陷在使細(xì)胞發(fā)生壞死、促炎性損傷相關(guān)分子大量釋放的同時，可導(dǎo)致誘發(fā)胞葬作用的信號因子缺乏［42］。總體而言，這些進(jìn)程促進(jìn)了炎性、壞死性病變的進(jìn)展，而這也是易損斑塊的典型特征。目前，晚期動脈粥樣硬化病變中胞葬作用缺陷的產(chǎn)生機制尚不清楚，這可能是多種因素導(dǎo)致的。

6 總結(jié)

冠狀動脈粥樣硬化斑塊是導(dǎo)致心血管事件發(fā)生的基礎(chǔ)病變，大多數(shù)斑塊在整個生命過程中保持沉默，然而某些可從穩(wěn)定斑塊變?yōu)橐讚p斑塊，進(jìn)而引起血栓形成并導(dǎo)致心肌梗死等危及生命的并發(fā)癥發(fā)生。在此過程中，多種炎癥反應(yīng)的相互影響在其中起著重要作用。因此，未來需進(jìn)一步探究炎癥反應(yīng)對于斑塊易損性的影響。這對增加斑塊穩(wěn)定性并最終減少急性心血管事件具有重要意義。