預(yù)測(cè)支架內(nèi)再狹窄的血清生物標(biāo)志物研究進(jìn)展

趙孟琪

摘要：經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療是目前治療冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的主要治療手段，從金屬裸支架到藥物洗脫支架，很大程度上改善了介入治療的療效和預(yù)后，但介入術(shù)后再狹窄的發(fā)生仍然是限制遠(yuǎn)期療效的主要臨床問(wèn)題，血清生物標(biāo)志物的檢驗(yàn)對(duì)再狹窄進(jìn)行早期診斷、指導(dǎo)治療、改善預(yù)后至關(guān)重要，因此本文就再狹窄的發(fā)生機(jī)制及對(duì)再狹窄有預(yù)測(cè)作用的血清生物標(biāo)志物進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：支架內(nèi)再狹窄;金屬基質(zhì)蛋白酶;中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞;小分子RNA

【中圖分類號(hào)】R331.1+44 ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】2107-2306（2021）07-100-02

介入術(shù)后支架內(nèi)再狹窄（in-stent restenosis，ISR）是限制經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入術(shù)（Percutaneous coronary intervention，PCI）遠(yuǎn)期療效的主要臨床問(wèn)題。發(fā)生率為15%-30%。藥物洗脫支架（Drug-eluting stent，DES）雖然提高了介入治療的成功率，但I(xiàn)SR問(wèn)題尚未解決。當(dāng)前常規(guī)篩查和診斷ISR的金標(biāo)準(zhǔn)是冠狀動(dòng)脈造影，但這是侵入性檢查，花費(fèi)大，且要注射造影劑，會(huì)造成患者不適及引起造影相關(guān)并發(fā)癥，尋求簡(jiǎn)便、快捷、有效的血清生物標(biāo)志物來(lái)預(yù)測(cè)ISR的發(fā)生至關(guān)重要，因此本文就對(duì)ISR具有預(yù)測(cè)作用的血清生物標(biāo)志物進(jìn)行綜述。

1、ISR的定義及發(fā)生機(jī)制

1.1、ISR的定義：ISR是指冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果顯示冠狀動(dòng)脈支架內(nèi)或支架近端、遠(yuǎn)端5mm范圍內(nèi)冠狀動(dòng)脈管腔狹窄直徑≥50%[1]。

1.2、ISR的發(fā)生機(jī)制：（1）早期血管彈性回縮，（2）新內(nèi)膜增生（損傷處血管修復(fù)的結(jié)果， 各種凝血因子及炎癥因子刺激平滑肌細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)形成），（3）血管重塑。ISR主要是金屬支架作為異物而引起的血管壁損傷及非特異性炎癥反應(yīng)的結(jié)果。支架植入后引起血管內(nèi)皮損傷，伴隨連續(xù)的內(nèi)皮剝脫、重新內(nèi)皮化及新內(nèi)皮的產(chǎn)生。內(nèi)皮脫落的同時(shí)會(huì)引起一系列炎癥反應(yīng)促進(jìn)細(xì)胞因子（如成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子-2（FGF-2）、血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDGF）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF-β）、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、胰島素樣生長(zhǎng)因子-1（IGF-1））的釋放，細(xì)胞因子調(diào)節(jié)血管平滑肌細(xì)胞（Vascular Smooth Muscle Cell，VSMC）由收縮表型轉(zhuǎn)化為合成型，并誘導(dǎo)其增殖及釋放細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix，ECM）從而形成新生內(nèi)膜，合成型的VSMC還能遷入內(nèi)膜黏附的脂質(zhì)斑塊中吞噬脂質(zhì)，形成泡沫細(xì)胞并合成和分泌纖維蛋白，最終引起管腔狹窄[2]-[3]。

2、預(yù)測(cè)再狹窄相關(guān)血清生物標(biāo)志物

2.1、金屬基質(zhì)蛋白酶-9（Matrix metalloproteinase-9，MMP-9）

MMP-9是金屬基質(zhì)蛋白酶（Matrix metalloproteinase，MMPs）家族中最重要的一種酶，又稱為明膠酶B（gelatinase B）。MMPs是一種中性蛋白酶家族的含鋅酶，可降解幾乎所有的ECM，其活性受“金屬基質(zhì)蛋白酶組織抑制劑 （tissue inhibitor of metalloprotenase，TIMPs）”的調(diào)節(jié)。中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及VSMC等炎性免疫細(xì)胞均能夠產(chǎn)生MMP-9，MMP-9可以降解IV型膠原蛋白，參與新血管形成、血管炎癥和動(dòng)脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）的發(fā)生發(fā)展。在AS發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，血管壓力增加，內(nèi)皮細(xì)胞（Endothelial cells，ECs）的MMP-9表達(dá)和活性增強(qiáng)，促進(jìn)ECM降解，從而增強(qiáng)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。組織病理學(xué)研究表明，MMP-9可以分解AS粥樣斑塊和纖維帽中內(nèi)皮基底膜的Ⅳ型膠原，導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定，進(jìn)而引發(fā)斑塊的破裂。MMP-9還可以促進(jìn)VSMC的遷移，VSMC進(jìn)一步分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（Vascular endothelial growth factor，VEGF），促進(jìn)新生血管的形成[2]。為了明確MMP-9、MMP-2和膠原蛋白的空間分布及動(dòng)態(tài)變化與ISR的相關(guān)性，Shen等人模擬Z型支架植入小型豬總動(dòng)脈后新內(nèi)膜從生成到消退的過(guò)程，其結(jié)果表明：當(dāng)發(fā)生ISR時(shí)，MMP-9、MMP-2的表達(dá)水平下降，膠原蛋白的含量達(dá)到最大值，這可能與ISR有關(guān)。Zhang等人的研究也表明ISR組血清骨保護(hù)素（Osteoprotegerin，OPG）及MMP-9水平升高，回歸分析進(jìn)一步表明血清OPG及MMP-9水平的升高與ISR的發(fā)生成正相關(guān)，提示其與PCI術(shù)后ISR發(fā)生有明顯的相關(guān)性[4]。

上述研究只說(shuō)明了MMPs對(duì)ISR的單獨(dú)預(yù)測(cè)價(jià)值，實(shí)際上，TIMPs是MMPs的有效內(nèi)源性抑制劑，心臟成纖維細(xì)胞通過(guò)MMPs及其抑制劑TIMPs的合成和產(chǎn)生活性膠原蛋白來(lái)調(diào)節(jié)ECM穩(wěn)態(tài)，其中TIMPs-MMPs的平衡決定了膠原蛋白的周轉(zhuǎn)化率。TIMPs-MMPs失衡會(huì)影響MMPs活性、ECM轉(zhuǎn)換和組織重塑，并可能導(dǎo)致代謝和免疫疾病、心血管疾病甚至癌癥[5]。Song等人通過(guò)研究48只巴西小型豬植入TIMPs洗脫支架后ECM的變化，明確對(duì)ISR的影響，其結(jié)果表明TIMPs洗脫支架顯著抑制了血管介質(zhì)和新內(nèi)膜（尤其是支桿周圍）中MMP-2和MMP-9的表達(dá)，使用TIMPs洗脫支架可持久有效地抑制內(nèi)膜增生，增加內(nèi)腔面積。由此可見(jiàn)MMP-9可參與ISR的發(fā)生，作為預(yù)測(cè)ISR的生物標(biāo)志物有很大潛力，同時(shí)MMPs-TIMPs之間動(dòng)態(tài)平衡的研究有望成為心血管疾病的潛在治療靶點(diǎn)，為臨床心血管疾病預(yù)防、診斷、治療、預(yù)后提供新思路。

2.2、中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞（neutrophil/lymphacyteration，NLR）

NLR代表了中性粒細(xì)胞絕對(duì)數(shù)與淋巴細(xì)胞絕對(duì)數(shù)的比值，它涉及了兩種白細(xì)胞亞型，反映了體內(nèi)炎癥成分中性粒細(xì)胞的活性與調(diào)節(jié)成分淋巴細(xì)胞的平衡狀態(tài)。越來(lái)越多的證據(jù)表明，使用冠狀動(dòng)脈支架會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)烈和持續(xù)的炎癥狀態(tài)，在ISR的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮了重要的促進(jìn)作用，NLR近期在心血管系統(tǒng)研究較多。

NLR與ISR有緊密關(guān)系的機(jī)制可能是：支架植入后，引起血管內(nèi)膜機(jī)械性損傷，血小板和纖維蛋白在損傷部位沉積并募集大量白細(xì)胞，白細(xì)胞可能通過(guò)釋放氧自由基和大量與內(nèi)皮損傷、凝血激活、VSMC增殖有關(guān)的炎癥介質(zhì)來(lái)促進(jìn)炎癥過(guò)程，進(jìn)而促進(jìn)新生內(nèi)膜形成。而淋巴細(xì)胞則代表免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)通路，內(nèi)膜損傷后，血管中層循環(huán)炎癥細(xì)胞，如T淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞，遷移并粘附到損傷部位，參與冠狀動(dòng)脈炎癥。中性粒細(xì)胞加劇炎癥反應(yīng)，而某些淋巴細(xì)胞亞群顯示出抑制炎癥反應(yīng)，因此NLR升高可能代表炎癥狀態(tài)的增加，從而促進(jìn)ISR的發(fā)展。這兩種計(jì)數(shù)的結(jié)合要比單獨(dú)的中性粒細(xì)胞或淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)更可靠。

Balli等人通過(guò)研究NLR是否能夠預(yù)測(cè)PCI術(shù)后ISR，其結(jié)果表明NLR水平大于0.58時(shí)，預(yù)測(cè)ISR的敏感性為81.8%，特異性為93.5%。Gabbasove 等納入126例接受DES置入術(shù)的穩(wěn)定型心絞痛患者，評(píng)估 NLR 對(duì)于ISR的預(yù)測(cè)能力，結(jié)果顯示 NLR 可以有效地預(yù)測(cè)穩(wěn)定型心絞痛合并 2 型糖尿病患者DES植入術(shù)后ISR的發(fā)生。NLR被認(rèn)為是ISR風(fēng)險(xiǎn)和AS斑塊穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)指標(biāo)。NLR與許多其他炎癥性標(biāo)志物不同，其價(jià)格便宜且易于獲得，兩種細(xì)胞在血液循環(huán)中穩(wěn)定存在，不會(huì)受到不同生理狀態(tài)對(duì)血細(xì)胞絕對(duì)值的影響，對(duì)于預(yù)測(cè)ISR有很大的研究?jī)r(jià)值。

2.3、微小RNA（Microribonucleic acid，miRNA）

miRNA 是一類僅有18 -25個(gè)核苷酸的單鏈小分子RNA，主要通過(guò)表觀修飾其靶基因的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能[6]。miRNA在細(xì)胞激活，壓力或損傷后釋放，被認(rèn)為是心臟?。ㄈ鏘SR）有價(jià)值且穩(wěn)定的生物標(biāo)志物。miRNA-23b在VSMC中高度表達(dá)，其過(guò)表達(dá)可抑制VSMC的增殖和遷移，可能是ISR的保護(hù)因素，Saavedra 等研究表明ISR患者血漿中miRNA-23b和miRNA-143的水平低于對(duì)照組。Iaconetti 也證明了在體內(nèi)血管損傷后miRNA-23b被下調(diào)。Yuan等研究表明，低血漿水平的miRNA143和miRNA145預(yù)示著ISR的風(fēng)險(xiǎn)較高且預(yù)后較差，這可能是miRNA143和miRNA145通過(guò)調(diào)節(jié)VSMC表型轉(zhuǎn)變并控制VSMC增殖和遷移來(lái)參與AS和ISR過(guò)程。有研究指出miRNA17參與炎癥和氧化應(yīng)激，它可以誘導(dǎo)VSMC的保護(hù)性自噬和反凋亡，并促進(jìn) VSMC 增殖，提示其可能通過(guò)次途徑參與ISR。Zhu等人研究表明，miR-140-3p在周圍動(dòng)脈疾?。≒eripheral artery disease，PAD）的ISR過(guò)程中通過(guò)直接靶向作用于C-Myb和BCL-2來(lái)增加miRNA140-3p水平可明顯減弱ASMC增殖并增加ASMC凋亡。動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中遞送miRNA140-3p可以顯著減少球囊損傷，減少ISR，這有理由認(rèn)為miRNA140-3p很有可能在CAD的PCI術(shù)后出現(xiàn)ISR的患者中也出現(xiàn)表達(dá)下調(diào)，且有望成為ISR的新的治療靶點(diǎn)。以往研究認(rèn)為miRNA-93-5p能夠區(qū)分穩(wěn)定冠心病和無(wú)冠心病患者，但近期O’Sulliva等為了明確其是否可以預(yù)測(cè)ISR，通過(guò)測(cè)量78例（ISR39，非ISR39）患者血漿miRNA-93-5p水平，納入了心臟危險(xiǎn)因素和支架長(zhǎng)度及直徑（ISR的已知預(yù)測(cè)因子），并進(jìn)行了逐步Logistic回歸分析，在逐步添加所有心臟危險(xiǎn)因素后，只有miRNA-93-5p仍是ISR的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子（OR 6.30，p=0.008），進(jìn)一步調(diào)整支架的長(zhǎng)度和直徑后，miRNA-93-5p仍是ISR的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子（OR 4.80，p=0.02），為了確定miRNA-93-5p是否可用于區(qū)分ISR和非ISR，進(jìn)行了ROC分析（AUC 0.77），說(shuō)明miRNA-93-5p有潛力成為預(yù)測(cè)ISR的生物標(biāo)志物，并暗示了與miRNA-93-5p相關(guān)的CAS和冠狀動(dòng)脈ISR形成有共同的機(jī)制，但該研究的一個(gè)重要缺點(diǎn)在于缺乏獨(dú)立隊(duì)列缺乏額外的驗(yàn)證，從而限制了結(jié)果的范圍，因此還有待進(jìn)一步研究證實(shí)。最近有研究表明循環(huán)中miRNA-30b-5p可以可靠地預(yù)測(cè)DES植入患者的ISR，其主要是通過(guò)靶向作用血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子及其受體（VEGF-VEGFR2）、促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇3-激酶-AKT（PI3K-AKT）、上皮生長(zhǎng)因子及其受體（EGR-EGFR）和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（TGF-β）來(lái)參與ISR，Gutierrez等回顧性研究了55例DES植入的患者，ISR組中miRNA-30b-5p的表達(dá)與非ISR組顯著下調(diào)，其倍數(shù)變化進(jìn)行線性回歸分析并計(jì)算ROC曲線下面積（AUC=0.8），分析表明：miRNA-30b-5p血清水平對(duì)數(shù)倍降低的患者可發(fā)生在狹窄，其敏感性和特異性分別為64.6%和100%。Pan等通過(guò)復(fù)雜的ISR病理過(guò)程的表觀遺傳學(xué)人類臨床試驗(yàn)建立動(dòng)態(tài)分子機(jī)制分析表明miRNA-142-5p在預(yù)測(cè)高ISR風(fēng)險(xiǎn)人群中具有巨大的潛力，顯示出高的ISR預(yù)測(cè)值（ROC曲線下面積為0.734），表明其具有良好的診斷準(zhǔn)確性，并為靶向治療ISR提供了潛在的生物標(biāo)志物和可能的分子機(jī)制。

雖然上述多種miRNA被報(bào)道在ISR治療中起作用，其在ISR中作為治療劑的潛力仍有待觀察，但是miRNA-21基因敲除小鼠的ISR確實(shí)降低了，因此miRNA-21可能是ISR的有希望的治療靶點(diǎn)。多種miRNA通過(guò)不同的機(jī)制來(lái)參與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展，miRNA的顯著特征是其細(xì)胞外穩(wěn)定性，有望成為PCI術(shù)后ISR有預(yù)測(cè)價(jià)值的指標(biāo)、兩種或兩種以上的miRNA聯(lián)合檢測(cè)以提高預(yù)測(cè)ISR的靈敏度和特異度非常有必要、可作為ISR治療劑的miRNA有潛力成為ISR新的治療靶點(diǎn)。

展望

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病在人群中發(fā)病率較高，病情復(fù)雜，嚴(yán)重影響人群的生活質(zhì)量，冠狀動(dòng)脈造影作為診斷金標(biāo)準(zhǔn)然而是一種有創(chuàng)的影像學(xué)方法，且具有費(fèi)用高、操作難度大、放射性傷害高等缺點(diǎn)，而且造影劑的使用會(huì)引起患者不適及造影相關(guān)并發(fā)癥。血清學(xué)標(biāo)志物具有無(wú)創(chuàng)、廉價(jià)、出結(jié)果快、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，因此尋求對(duì)ISR預(yù)測(cè)特異性較高的血清標(biāo)志物及通過(guò)聯(lián)合檢測(cè)兩種或兩種以上的標(biāo)志物來(lái)提高預(yù)測(cè)的靈敏度和特異度至關(guān)重要。ISR的可預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物可幫助精確區(qū)分易感人群，并為不同患者選擇最合適的干預(yù)措施（裸金屬支架或藥物洗脫支架植入），進(jìn)而減少花費(fèi)，達(dá)到個(gè)性化醫(yī)學(xué)的目的。本文通過(guò)對(duì)ISR發(fā)生機(jī)制及對(duì)ISR有預(yù)測(cè)作用的生物標(biāo)志物進(jìn)行系統(tǒng)描述，以求對(duì)ISR進(jìn)行早期診斷、尋找新的治療靶點(diǎn)，對(duì)ISR進(jìn)行早期治療、以及指導(dǎo)藥物洗脫支架的藥物選擇，來(lái)總體上改善冠脈介入術(shù)后患者的預(yù)后及生活質(zhì)量。

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