單核細(xì)胞亞群與冠心病的相關(guān)性研究進(jìn)展

鐘 玲 蘇 偉，2

1 南京中醫(yī)藥大學(xué)，江蘇省南京市 210023； 2 無錫市中醫(yī)醫(yī)院

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(Coronary Heart Disease,CHD)簡稱冠心病，冠心病主要包括穩(wěn)定型心絞痛(Stable Angina Pectoris,SAP)與急性冠脈綜合征(Acute coronary syndrome，ACS)兩大類。隨著人們生活方式的改變，冠心病的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年增長以及逐漸年輕化的趨勢，嚴(yán)重危害人類的健康。冠心病的發(fā)生往往與多種因素有關(guān)，動脈粥樣斑塊形成通常被認(rèn)為是冠心病的主要病理因素。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展過程較為復(fù)雜，主要涉及炎癥、氧化應(yīng)激和血栓形成等方面。其中炎癥標(biāo)志物與動脈粥樣硬化密切相關(guān)，炎癥細(xì)胞浸潤是動脈粥樣硬化進(jìn)展的標(biāo)志[1]。炎性細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生會加速冠狀動脈狹窄和斑塊破裂，從而導(dǎo)致心絞痛、心肌梗死等冠心病的發(fā)生。

單核細(xì)胞被證實(shí)在炎癥反應(yīng)中起到重要的作用，不同單核細(xì)胞可以具有促炎與抗炎的不同作用，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，單核細(xì)胞亞群逐漸成為近年來的一個研究方向，單核細(xì)胞亞群可能在冠心病的發(fā)生發(fā)展過程中參與了炎癥反應(yīng)，且在促炎與抗炎方面的作用各不相同，本文擬對單核細(xì)胞亞群與冠心病發(fā)生的相關(guān)性進(jìn)行系統(tǒng)闡述。

1 單核細(xì)胞亞群

單核細(xì)胞是一種吞噬細(xì)胞，其主要來源是骨髓髓樣祖細(xì)胞，在正常形態(tài)下，單核細(xì)胞的數(shù)量占白細(xì)胞總數(shù)的3%～8%。單核細(xì)胞在人體的血液循環(huán)系統(tǒng)中起作用，是人體免疫系統(tǒng)的重要組成部分。在人體發(fā)生炎癥反應(yīng)時，單核細(xì)胞的數(shù)量往往會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。從而保護(hù)人體免受外界侵蝕，并調(diào)控人體炎癥反應(yīng) 。

單核細(xì)胞存在著異質(zhì)性，單核細(xì)胞表面存在著多種分子標(biāo)記物，如黏附分子、補(bǔ)體受體、細(xì)胞因子等，此類分子共同參與細(xì)胞的遷移、吞噬等生理病理過程。單核細(xì)胞通過活化后可以產(chǎn)生如CD14 (LPS受體)和CD16(FcγRⅢA受體)等分子標(biāo)記物，通過CD14與CD16的表達(dá)量可以部分反映出單核細(xì)胞的功能[2]。

根據(jù)單核細(xì)胞不同的表型與功能，其可以分為不同的單核細(xì)胞亞群，單核細(xì)胞亞群的變化與多種疾病包括細(xì)菌和病毒感染、自身免疫和慢性炎癥有關(guān)。其中細(xì)菌性敗血癥、登革熱、克羅恩氏病、心血管疾病和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中單核細(xì)胞更為豐富[3]。目前最為常用的是2010年國際免疫學(xué)聯(lián)合會發(fā)表的分類類別，主要將單核細(xì)胞分為3類：經(jīng)典型亞群(Classical Monocytes，CMs;CD14++CD16-)、中間型亞群(Intermediate Monocytes，IMs;CD4++CD16+)、非典型亞群(Nonclassical Monocytes，NCMs;CD14+CD16++)。

1.1 經(jīng)典型亞群(CD14++CD16-) 經(jīng)典型亞群(CMs，CD14++CD16-)為單核細(xì)胞亞群中最常見的一種，約占所有單核細(xì)胞總數(shù)的80%～95%，巨噬細(xì)胞很少，大部分是樹突狀細(xì)胞，具有較強(qiáng)的吞噬作用，高抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性、增加皮膚歸巢潛能、傷口愈合、凝血、組織修復(fù)、促炎癥(S-100蛋白)、抗凋亡、增殖、對各種刺激的反應(yīng)、抗菌、可塑性更強(qiáng)。Sager, H.B 等發(fā)現(xiàn)CMs可以高表達(dá)高水平的單核細(xì)胞趨化蛋白-1的趨化因子受體CCR2[chemokine(C-C motif) receptor 2, CCR2]，并且可以產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子，如白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-10、IL-12和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等。CMs的特征是高表達(dá)編碼抗菌蛋白的基因，這表明它們在針對微生物病原體的先天免疫防御機(jī)制中有著至關(guān)重要的作用。另外，此類單核細(xì)胞亞群與血管生成，傷口愈合和凝血關(guān)系密切，可以達(dá)到組織修復(fù)的目的。

1.2 中間型亞群(CD4++CD16+) 中間型亞群(IMs，CD4++CD16+)占所有單核細(xì)胞總數(shù)的2%～11%，IMs具有T細(xì)胞增殖和刺激、高級活性氧產(chǎn)生、血管生成、細(xì)胞分化等功能。另外，Dang TM等人認(rèn)為 IMs可產(chǎn)生較多的炎癥介質(zhì)，一旦體內(nèi)某些區(qū)域出現(xiàn)炎癥損傷時，IMs可進(jìn)行快速募集，參與炎癥反應(yīng)[4]。

1.3 非典型亞群(CD14+CD16++) 非典型亞群(NCMs，CD14+CD16++)占所有單核細(xì)胞總數(shù)的2%～8%[5]，NCMs主要以巨噬細(xì)胞為主，為“巡邏細(xì)胞”，主要存在于血管壁中。NCMs中缺少CCR2，但表達(dá)高水平的CX3C趨化因子受體蛋白1(CX3C chemokine receptor 1，CX3CR1)。NCMs可以清除少量血管垃圾，并同時產(chǎn)生抗炎因子。另外，NCMs在T細(xì)胞增殖和刺激、促凋亡、抗增殖、轉(zhuǎn)錄負(fù)調(diào)控、抗病毒反應(yīng)、促血管生成行為等方面均具有一定作用。見表1。

表1 人單核細(xì)胞亞群的分類

1.4 單核細(xì)胞亞群之間的聯(lián)系 CMs、IMs與NCMs具有不同的形態(tài)與功能，但其本質(zhì)來源相同，故三者之間存在著一定的聯(lián)系。有研究發(fā)現(xiàn)，CMs單核細(xì)胞可以逐漸向IMs與NCMs單核細(xì)胞進(jìn)行分化，另外，研究發(fā)現(xiàn)，在特定的感染狀態(tài)下，IMs單核細(xì)胞會率先增加，隨后NCMs單核細(xì)胞也會隨之而增加，表明IMs向NCMs單核細(xì)胞分化。

2 單核細(xì)胞亞群與冠心病的聯(lián)系

前期研究表明，單核細(xì)胞在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用，其中尤以動脈粥樣硬化(Atherosclerosis，AS)以及急性心肌梗死(Acute myocardial infarction，AMI)最為常見。在動脈粥樣硬化中，單核細(xì)胞表現(xiàn)出強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，再向炎性血管的輸送中，主要依賴于趨化因子CCL2和CCL5、外滲、內(nèi)皮下積聚以及巨噬細(xì)胞的分化程度。最終，這些細(xì)胞會產(chǎn)生致病性的脂質(zhì)泡沫細(xì)胞。脂質(zhì)泡沫細(xì)胞是形成冠狀動脈易損斑塊的主要因素，在人體受到某些心血管危險因素影響時，脂質(zhì)泡沫細(xì)胞的堆積會形成易損斑塊破裂，最終導(dǎo)致AMI的發(fā)生。隨著對單核細(xì)胞異質(zhì)性認(rèn)識的深入，人們逐漸認(rèn)識到AS與AMI發(fā)生時體內(nèi)單核細(xì)胞具有動態(tài)變化特征，同時不同的單核細(xì)胞亞型在病變過程中發(fā)揮不同的作用。

2.1 動物實(shí)驗(yàn)中單核細(xì)胞亞群與冠心病的聯(lián)系 在前期的小鼠實(shí)驗(yàn)中，Carlin LM等人將小鼠的單核細(xì)胞分為LY6Chi與LY6Clow兩種亞群，前者為促炎作用，病原體防御，吞噬作用，后者主要為巡邏作用，促進(jìn)組織修復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，動脈粥樣硬化的特征是在易發(fā)病變區(qū)域的內(nèi)皮黏附分子[如E和P選擇素和血管細(xì)胞黏附分子1(Vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)]上調(diào)。P-和E-選擇素以及細(xì)胞間黏附分子1(Intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)的缺乏被證明可顯著減少小鼠的動脈粥樣硬化病變大小。而選擇素可以與P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)上顯示的O-糖基化糖配體產(chǎn)生相互作用，并在所有單核細(xì)胞上表達(dá)。這種相互作用使單核細(xì)胞在內(nèi)皮上表達(dá)量增高，并通過脈管系統(tǒng)中的血流施加高剪切應(yīng)力。PSGL-1在炎性LY6Chi單核細(xì)胞中的表達(dá)水平顯著高于在位LY6Clow單核細(xì)胞，這可能有助于其黏附于動脈粥樣硬化病變。

然而，小鼠和人類單核細(xì)胞亞群之間的確切對應(yīng)關(guān)系尚有爭議。有證據(jù)表明[6]，基于基因表達(dá)譜，LY6Clow單核細(xì)胞可能等同于非典型亞群(NCMs，CD14+CD16++)。同樣，LY6Chi單核細(xì)胞似乎對應(yīng)于人經(jīng)典型亞群(CMs，CD14++CD16-)。

2.2 人體中不同單核細(xì)胞亞群對冠心病的作用 研究發(fā)現(xiàn)，不同單核細(xì)胞亞型所占比例的變化以及其相應(yīng)功能的失調(diào)是心血管疾病發(fā)生、發(fā)展的一個重要病理因素。

2.2.1 經(jīng)典型亞群(CMs，CD14++CD16-)與冠心病的聯(lián)系： Ley K等[7]發(fā)現(xiàn)CMs是“炎癥”M1巨噬細(xì)胞的前體。此外，研究表明，CMs分化成“抗炎”M2巨噬細(xì)胞，可以阻止在粥樣硬化斑塊的炎癥過程。

Berg KE等通過測量頸動脈內(nèi)膜中層厚度評估了動脈粥樣硬化背景下的人類單核細(xì)胞亞群。作者發(fā)現(xiàn)在發(fā)生心血管事件的組別中，CMs水平較高，表明這些細(xì)胞可能預(yù)示了心血管事件的發(fā)生。經(jīng)典單核細(xì)胞亞群可以獨(dú)立于普通人群中的其他傳統(tǒng)危險因素來預(yù)測未來的心血管風(fēng)險[8]。該研究發(fā)現(xiàn)，CMs單核細(xì)胞可能引起炎癥，削弱血管中纖維帽覆蓋的斑塊，從而增加臨床心血管事件的風(fēng)險，而表達(dá)CD16的單核細(xì)胞可能在確定斑塊大小方面起更大作用，甚至可能具有保護(hù)性或修復(fù)性。另有研究表明，髓過氧化物酶(Myeloperoxidase，MPO)被證實(shí)有助于動脈粥樣硬化的進(jìn)展，而富含MPO的巨噬細(xì)胞可能會導(dǎo)致急性冠脈綜合征的不穩(wěn)定和斑塊破裂。

Moritz Wildgruber等[9]發(fā)現(xiàn)， CMs與IMs具有較高的MPO表達(dá)，在動脈粥樣硬化引起血管閉塞性疾病的后期階段均能進(jìn)一步增加MPO的表達(dá)。最終加快疾病的進(jìn)程，促使疾病的進(jìn)一步惡化。

2.2.2 中間型亞群(IMs，CD4++CD16+)與冠心病的聯(lián)系: IMs與動脈粥樣硬化形成的關(guān)系可能與其促進(jìn)炎癥因子的表達(dá)有關(guān)[10]。然而，IMs如何導(dǎo)致動脈粥樣硬化的發(fā)生以及如何影響心血管疾病的預(yù)后的機(jī)制尚未形成統(tǒng)一定論。目前認(rèn)為的可能原因主要為[11]：(1)IMs表面高表達(dá)C-C亞族趨化因子受體5 (Cysteine-cysteine chemokine receptor-5，CCR5)，CCR5參與了IMs促炎癥反應(yīng)的過程。(2)IMs介導(dǎo)促炎性細(xì)胞因子如IL-6、TNF-α等的表達(dá)明顯高于CMs以及NCMs，此類炎癥因子在介導(dǎo)超敏C反應(yīng)蛋白(hs-CRP)在動脈粥樣硬化中的炎癥反應(yīng)中起重要作用。(3)與CMs以及NCMs相比，IMs吸附能力更強(qiáng)，吸引T淋巴細(xì)胞活化能力更優(yōu)。

另外，前期研究證實(shí)發(fā)現(xiàn)TLR-4(Toll-like receptor 4,TLR-4)作為免疫介質(zhì)參與了炎性反應(yīng)、自身免疫、心血管疾病的發(fā)生發(fā)展[12]。Ozaki Yuichi等人[13]通過研究發(fā)現(xiàn)IMs單核細(xì)胞比CMs和NCMs單核細(xì)胞更頻繁地表達(dá)TLR-4，IMs可能通過上調(diào)TLR-4的表達(dá)水平，導(dǎo)致SAP患者斑塊易損性明顯增高，從而提升冠心病的發(fā)病率。研究通過量化ST段抬高型心肌梗死后12d患者的單核細(xì)胞亞群，發(fā)現(xiàn)循環(huán)的非經(jīng)典單核細(xì)胞與支架內(nèi)再狹窄之間存在正相關(guān)，表明該亞型作為STEMI患者晚期支架內(nèi)再狹窄的標(biāo)志物具有臨床意義。

2.2.3 非典型亞群(NCMs，CD14+CD16++)與冠心病的聯(lián)系：在冠心病的發(fā)病過程中，動脈粥樣硬化的嚴(yán)重程度及心梗面積的大小均與炎癥的反應(yīng)程度呈正相關(guān)，炎癥反應(yīng)會隨著前兩者的增加而逐漸加重，血管中的單核細(xì)胞亦會逐漸分化為較高水平的CMs以及低水平NCMs，CMs分泌出較多的促炎細(xì)胞因子，而NCMs分泌的抗炎細(xì)胞因子減少，最終加重心肌細(xì)胞的損傷，嚴(yán)重影響冠心病的預(yù)后。

研究發(fā)現(xiàn)[14]，當(dāng)ACS發(fā)生時，若采取相應(yīng)介入手術(shù)治療能夠明顯恢復(fù)心肌細(xì)胞的血氧供應(yīng)，改善心肌細(xì)胞的損傷程度，損傷的心肌細(xì)胞通過自身應(yīng)激反應(yīng)減少炎癥因子的釋放;故循環(huán)中炎性細(xì)胞CMs比例下降，NCMs的比例隨之增高。NCMs可以分泌出抗炎癥因子IL-10和TGF-α，促進(jìn)血管新生以及瘢痕組織的形成。有利于ACS發(fā)生后心肌細(xì)胞的進(jìn)一步修復(fù)。Karol Urbanski等人[15]認(rèn)為，內(nèi)皮功能障礙和炎癥是血管疾病的重要機(jī)制，通過研究發(fā)現(xiàn)，NCMs和CMs的患者均出現(xiàn)內(nèi)皮功能受損。NCMs與血管超氧物生成增加有關(guān)。當(dāng)考慮動脈粥樣硬化的主要危險因素時，非經(jīng)典單核細(xì)胞和經(jīng)典單核細(xì)胞頻率仍然是內(nèi)皮功能障礙的獨(dú)立預(yù)測因子。最終表明NCMs單核細(xì)胞與動脈粥樣硬化患者內(nèi)皮功能損害和血管超氧化物生成的嚴(yán)重程度相關(guān)。NCMs可以修復(fù)動脈粥樣硬化性疾病的血管系統(tǒng)或清除血液中的脂質(zhì)，減少血管中的脂質(zhì)泡沫細(xì)胞，抑制動脈斑塊的形成，最終減少動脈斑塊的形成，防止AS疾病的發(fā)生。

綜上所述，單核細(xì)胞亞群之間存在異質(zhì)性，三種不同類型的亞群來源相同，在特定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，三者可能在冠心病的發(fā)生發(fā)展過程中參與了炎癥反應(yīng)，且在促炎與抗炎方面的作用各不相同。CMs經(jīng)典單核細(xì)胞被認(rèn)為是心肌梗死后心臟損害的原因。IMs分泌炎癥因子IL-1、TNF-α等，IMs在動脈粥樣硬化的形成、冠心病的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用，IMs表達(dá)量愈高，預(yù)示著疾病的預(yù)后愈差；NCMs分泌出抗炎癥因子IL-10和TGF-α，修復(fù)動脈粥樣硬化性疾病的血管系統(tǒng)，清除脂質(zhì)，減少動脈板塊的形成。 然而，不同單核細(xì)胞亞群對冠心病作用的具體機(jī)制仍有待更深層次的挖掘，最終通過干預(yù)單核細(xì)胞亞群的功能，降低冠心病的發(fā)病率及針對不同特性對冠心病進(jìn)行干預(yù)治療有待于進(jìn)一步研究。