內(nèi)皮細(xì)胞微顆粒和心血管疾病的關(guān)系

王丹宇 綜述 王軍奎 審校

(1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西西安710032；2.陜西省人民醫(yī)院心血管內(nèi)一科，陜西西安710068)

心血管疾病目前是導(dǎo)致死亡的主要原因之一，對于有傳統(tǒng)心血管危險因素(年齡、性別、吸煙等)的患者進(jìn)行有效干預(yù)，仍有心血管事件發(fā)生的殘余風(fēng)險。因此，發(fā)現(xiàn)新的有效的干預(yù)靶點(diǎn)就顯得尤為重要。內(nèi)皮細(xì)胞微顆粒(EMPs)作為一種新興的血管內(nèi)皮細(xì)胞活化的替代標(biāo)志物，在心血管疾病的發(fā)生、進(jìn)展、診斷和臨床預(yù)后中有著重要的應(yīng)用價值。

1 EMPs簡介

內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙是發(fā)生動脈粥樣硬化的始動因素，是內(nèi)皮細(xì)胞長期暴露于多種心血管病危險因素后導(dǎo)致的結(jié)果，當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞激活或凋亡時，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使得磷脂酰絲氨酸外翻，以“出泡”的方式從細(xì)胞膜上脫落一種亞細(xì)胞組分，稱為微顆粒(MPs)，幾乎所有的細(xì)胞都能產(chǎn)生MPs，MPs的類型及其在疾病進(jìn)展中的作用總結(jié)見表1。其中血小板微顆粒(PMPs)占MPs總數(shù)的70%～90%，EMPs占MPs的10%。EMPs直徑在0.5～1.0 μm，內(nèi)皮細(xì)胞膜表面為膜蛋白和細(xì)胞質(zhì)成分[1]，主要是帶有負(fù)電荷的磷脂酰絲氨酸，有促凝、促炎和改變血管功能的作用。具體可表現(xiàn)為以下病理生理作用：(1)刺激內(nèi)皮細(xì)胞炎性因子釋放白介素(IL)-6和單核細(xì)胞趨化蛋白-1等；(2)誘導(dǎo)細(xì)胞黏附的表達(dá)(如細(xì)胞間黏附分子-1、血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子-1和E-選擇素)；(3)誘導(dǎo)白細(xì)胞細(xì)胞膜表面相關(guān)受體的表達(dá)[2]。

表1 微粒的類型及其在疾病中的作用

注：MMPs：單核細(xì)胞微顆粒。

Combes等[8]1999年首次在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)EMPs，提出了測量EMPs的方法,并將其應(yīng)用于臨床。研究發(fā)現(xiàn)，EMPs可刺激人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生活性氧簇，并增加NO生成[9]。由于EMPs表面表達(dá)不同的抗原標(biāo)記，故可根據(jù)其自身大小、膜表面標(biāo)志物和結(jié)合膜聯(lián)蛋白的能力，通過流式細(xì)胞儀檢測[10]。也有研究發(fā)現(xiàn)EMPs可刺激p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)表達(dá)，并產(chǎn)生大量炎癥因子如腫瘤壞死因子(TNF)-α和IL-6，其均在培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中靶向抑制p38 MAPK的siRNA表達(dá)[11]。故臨床上可通過檢測循環(huán)中MPs的水平及含量，從而對血栓相關(guān)性疾病如心血管疾病做出早期診斷。檢測發(fā)現(xiàn)健康人體中也存在少量的EMPs，當(dāng)機(jī)體受到某些因素的刺激，如：TNF-α、C反應(yīng)蛋白(CRP)、凝血酶和纖溶酶原激活物抑制劑、P-甲酚、高血糖等[12]，可增加EMPs的釋放，并且數(shù)量明顯高于正常狀態(tài)。一定水平的EMPs可通過刺激內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子和其他炎癥介質(zhì)而介導(dǎo)細(xì)胞間反應(yīng)，而且可通過適應(yīng)性免疫應(yīng)答而發(fā)揮抗炎等一系列積極作用。較高水平的EMPs卻會持續(xù)損傷血管內(nèi)皮，因此有效地降低顯著升高的EMPs水平將有助于修復(fù)損傷的血管內(nèi)皮[13]。

2 EMPs與心血管疾病

2.1 高血壓

高血壓是一組以動脈血壓升高為主要臨床表現(xiàn)的全身性疾病，它可導(dǎo)致心、腦、腎等多種靶器官受損，盡管高血壓發(fā)病機(jī)制仍不是很清楚，但大量的臨床研究表明高血壓的發(fā)生、發(fā)展與內(nèi)皮細(xì)胞受損有著密切聯(lián)系?；颊哐獕荷邥r，致使血流速度加快，血管剪切力也相應(yīng)增加，損傷內(nèi)皮所依靠的血管組織，最終釋放大量EMPs[14]。另外，EMPs還可參與新生血管的形成及血管重塑，促進(jìn)血管內(nèi)膜鈣化，臨床研究表明EMPs數(shù)目和血壓節(jié)律也有密切關(guān)系，24 h血壓紊亂的患者內(nèi)皮功能受損更為嚴(yán)重[15]。

2.2 動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是一種血管炎癥性疾病，由于脂質(zhì)、炎性細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞(VSMC)的積累以及脂質(zhì)過氧化、內(nèi)皮功能障礙、炎性介質(zhì)的釋放、血管內(nèi)腔變窄，導(dǎo)致活化的巨噬細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和內(nèi)膜增殖。EMPs通過損傷動脈內(nèi)皮參與動脈粥樣硬化形成。在動脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)有炎性巨噬細(xì)胞聚集。單核細(xì)胞-巨噬細(xì)胞通過吸煙、促炎因子(TNF、IL-1)和CRP的激活來表達(dá)MPs，是動脈粥樣硬化不穩(wěn)定斑塊進(jìn)展的關(guān)鍵因素。NO在調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能中起著重要作用，且參與內(nèi)皮細(xì)胞與血液及血管平滑肌的相互作用和損傷內(nèi)皮舒張功能，而在缺氧條件下產(chǎn)生的EMPs可抑制NO的生成。Burger等[16]發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素可通過激活NO合酶的途徑誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞MPs形成。Mahmoud等[17]在游離脂肪酸棕櫚酸酯誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激模型中發(fā)現(xiàn)，EMPs可攜帶功能性內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)并通過正性調(diào)節(jié)eNOS/Akt信號傳導(dǎo)來保護(hù)機(jī)體免受氧化應(yīng)激，從而增加NO、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的含量，并抑制NADPH氧化酶和活性氧產(chǎn)生。

Wang等[18]研究顯示單核巨噬細(xì)胞MPs中的IL-1可增強(qiáng)血管炎癥過程并激活內(nèi)皮細(xì)胞。Hoyer等[19]的研究表明單核巨噬細(xì)胞MPs可促進(jìn)小鼠動脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展，并且增加了巨噬細(xì)胞在血管壁的聚集。人類動脈粥樣硬化斑塊中含有由壞死區(qū)內(nèi)各種凋亡細(xì)胞死亡釋放的EMPs。這些結(jié)果表明EMPs從活化的單核巨噬細(xì)胞釋放的MPs有助于促進(jìn)血管炎癥物質(zhì)的表達(dá)，導(dǎo)致動脈粥樣硬化和心肌梗死[20]。

2.3 急性冠脈綜合征

急性冠脈綜合征(ACS)是以冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂或侵蝕，繼發(fā)完全或不完全閉塞性血栓形成為病理基礎(chǔ)的一組臨床綜合征，內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙和炎性浸潤在血栓形成過程中起著重要作用。EMPs是血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙的特異性生物學(xué)標(biāo)志物，可反映內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙并介導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，EMPs的失調(diào)可能是血管功能障礙的早期標(biāo)志[21]。機(jī)制可能是心肌梗死患者血中的EMPs可損害內(nèi)皮細(xì)胞四氫生物蝶呤途徑,從而對EMPs的釋放產(chǎn)生抑制作用。應(yīng)用NO合酶抑制劑可減輕EMPs對血管的損傷，印證了冠心病的內(nèi)皮損傷反應(yīng)學(xué)說。Mallat等[22]證實(shí)在ACS患者的循環(huán)血中存在高濃度的促凝劑EMPs(CD31+和CD146+)，并且可能促進(jìn)冠狀動脈內(nèi)血栓的形成。CD31+和CD146+對血管內(nèi)皮具有明顯的損傷作用。所以EMPs可能需達(dá)到一定的數(shù)量級才可產(chǎn)生明顯的病理作用，也可能是ACS時EMPs所攜帶的生物活性物質(zhì)有所不同，從而對EMPs等表面標(biāo)志物分化及功能產(chǎn)生了作用，兩者相互作用和促進(jìn)，共同導(dǎo)致了ACS的發(fā)生。

George等[23]通過63例ACS患者[ST段抬高型心肌梗死(STEMI)28例，非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)35例]中進(jìn)行的前瞻性隊列研究發(fā)現(xiàn)NSTEMI患者的EMPs及PMPs水平均高于STEMI患者。他們還發(fā)現(xiàn)EMPs、PMPs與射血分?jǐn)?shù)呈直接相關(guān)，這表明EMPs和PMPs水平在射血分?jǐn)?shù)保留的患者中很豐富，隨著左室射血功能惡化，其水平降低，但具體機(jī)制尚不清楚。他們還發(fā)現(xiàn)EMPs在ACS患者中明顯升高，并與GRACE和TIMI評分呈負(fù)相關(guān)，這可能表明EMPs在冠狀動脈粥樣硬化性疾病中具有保護(hù)作用。相比之下，Biasucci等[24]在意大利人群中的研究未顯示STEMI和NSTEMI之間的任何差異。他們發(fā)現(xiàn)在行經(jīng)皮冠脈介入術(shù)后，PMPs、EMPs水平在ACS患者中均高于穩(wěn)定型心絞痛患者，是否合并血管疾病并不影響PMPs的含量。由此可得出結(jié)論，EMPs可直接反映血管內(nèi)皮的受損程度，可用于冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的初篩，有望可以像心肌損傷標(biāo)志物一樣作為診斷ACS的補(bǔ)充。

3 干預(yù)EMPs在心血管疾病治療中的作用

諸多臨床研究已證實(shí)，多種涉及心血管疾病特別是冠心病的病理生理狀態(tài)，均有EMPs數(shù)量的明顯升高，如前所述，EMPs能直接反映內(nèi)皮細(xì)胞受損及功能障礙，可作為較敏感可靠的生化指標(biāo)。同時，降低EMPs水平能通過改善血管內(nèi)皮功能從而改善冠心病患者的預(yù)后。他汀類藥物是冠心病治療的基石，具有抑制炎癥反應(yīng)、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞、穩(wěn)定動脈粥樣斑塊等作用[25]，各種指南均強(qiáng)烈推薦。研究表明[26]強(qiáng)化阿托伐他汀治療不僅可通過抑制內(nèi)皮炎癥，改善內(nèi)皮功能，減少EMPs的生成，且還可能通過抑制EMPs功能和作用，有效抑制其促炎、促栓和內(nèi)皮損傷作用。內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPC)是一種具有增殖潛力的并能分化成血管內(nèi)皮細(xì)胞的前體細(xì)胞，在血管內(nèi)皮損傷后的自身修復(fù)中具有重要作用。法舒地爾能增加EPC的數(shù)量，降低EMPs含量，并呈現(xiàn)劑量依賴性，由此可得出結(jié)論，法舒地爾能促進(jìn)冠心病患者EPC的動員、增殖過程，提高外周循環(huán)中EPC數(shù)量，改善機(jī)體的血管內(nèi)皮功能狀況[27]。因此在常規(guī)藥物治療的基礎(chǔ)上，有選擇性地使用上述藥物可降低機(jī)體內(nèi)EMPs的含量水平，保護(hù)血管內(nèi)皮功能，可望作為冠心病治療的一個重要靶點(diǎn)。

4 小結(jié)及展望

EMPs作為一種新型的具有特異性的標(biāo)志物，對提高心血管疾病患者的早期檢出率、識別高危人群的損傷程度、預(yù)測患者的預(yù)后等方面都有其不容小覷的臨床意義。EMPs不僅在心血管疾病研究中有價值，還可介導(dǎo)細(xì)胞間信息轉(zhuǎn)導(dǎo)或作為效應(yīng)物參與各種病理生理作用，所以很有必要進(jìn)一步明確EMPs的生成途徑、損傷內(nèi)皮功能詳細(xì)的作用機(jī)制、優(yōu)化EMPs的檢測方法、更新儀器設(shè)備、提高臨床診斷率，為相關(guān)疾病的防治及預(yù)后提供更多的臨床參考和指導(dǎo)。