韓雪 高燕軍 趙士嬌

全球疾病負(fù)擔(dān)(GBD)研究項(xiàng)目表明，全球疾病譜已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，腦卒中、心血管疾病、糖尿病、癌癥及慢性肺病等慢性病成為影響全球人群健康的主要問(wèn)題[1]。在我國(guó)由于腦血管病一級(jí)預(yù)防干預(yù)仍然與國(guó)外存在巨大差距，不良生活習(xí)慣、高血壓病、糖尿病、肥胖、血脂異常、高同型半胱氨酸血癥等使得缺血性腦卒中呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，呈現(xiàn)較高發(fā)病率、致殘率、病死率和復(fù)發(fā)率的特征。缺血性腦卒中治療無(wú)特效藥物，早期恢復(fù)灌注有助于拯救缺血性半暗帶區(qū)域，但臨床上超過(guò)90%以上的缺血性腦卒中患者未能在發(fā)病4.5 h內(nèi)就診，僅4%的急性腦梗死患者接受了溶栓治療，其中僅1.6%接受rt-PA進(jìn)行治療。長(zhǎng)時(shí)間腦血流中斷和延遲的再灌注損傷可引發(fā)缺血性級(jí)聯(lián)反應(yīng)，包括能量障礙、炎癥反應(yīng)、自由基生成、凋亡基因激活等許多環(huán)節(jié)。目前研究認(rèn)為，導(dǎo)致腦損傷的多種發(fā)病機(jī)制中缺血再灌注損傷及免疫炎癥占主導(dǎo)作用，而由缺血引發(fā)的腦損傷占次要作用[2]。越來(lái)越多研究證實(shí)炎癥反應(yīng)在缺血性腦卒中的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中具關(guān)鍵作用[3]。根據(jù)以往研究已知，炎癥標(biāo)志物hs-CRP與腦卒中發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)后關(guān)系密切。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的正五聚蛋白3(PTX-3)與hs-CRP同屬于正五聚蛋白超家族而備受關(guān)注。PTX-3在動(dòng)脈粥樣硬化、急性冠脈綜合癥、心力衰竭等疾病中起重要作用，探討PTX-3與缺血性腦卒中的關(guān)系文章甚少，本研究現(xiàn)關(guān)于PTX-3生物學(xué)特性及其在缺血性腦卒中發(fā)生、發(fā)展機(jī)制中的研究進(jìn)展做一綜述。

1 PTX-3的生物學(xué)特征

1.1 PTX-3的結(jié)構(gòu)

正五聚蛋白超家族是1個(gè)在進(jìn)化上保守的多功能模式識(shí)別蛋白超家族，其家族成員的C端由約200個(gè)氨基酸組成的特殊結(jié)構(gòu)域?yàn)樘卣?。根?jù)N端區(qū)域的長(zhǎng)度可分為短正五聚蛋白和長(zhǎng)正五聚蛋白，其中超敏反應(yīng)蛋白(hs-CRP)和血清淀粉樣蛋白A(SAA)屬于典型的短正五聚蛋白，而作為長(zhǎng)正五聚蛋白的主要成員PTX-3，因其N(xiāo)端具有特異性的結(jié)構(gòu)域而區(qū)別于短正五聚蛋白[4]。PTX-3基因位于人類(lèi)第3號(hào)染色體q25，含有3個(gè)外顯子，前2個(gè)外顯子分別編碼信號(hào)肽和蛋白質(zhì)的N端結(jié)構(gòu)域，第3個(gè)外顯子編碼C端結(jié)構(gòu)域。人類(lèi)PTX3基因近端啟動(dòng)子有許多潛在的增強(qiáng)子結(jié)合位點(diǎn)，包括激活蛋白-1(AP-1)，核轉(zhuǎn)錄因子(nf-кβ)和選擇性啟動(dòng)子因子1(SP1)。有研究表明，nf-кβ結(jié)合位點(diǎn)對(duì)促炎性細(xì)胞因子的反應(yīng)是必不可少的，而AP-1控制PTX-3的基本轉(zhuǎn)錄。不同的信號(hào)通路可以影響PTX-3的產(chǎn)生。急性心肌缺血時(shí)血管內(nèi)皮細(xì)胞通過(guò)nf-кβ途徑誘導(dǎo)PTX-3的表達(dá)。同時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞可通過(guò)溶性鞘脂G蛋白偶聯(lián)受體激活蛋白激酶通路P13K/Akt途徑來(lái)阻止炎癥反應(yīng)。根據(jù)活化劑不同，PTX-3可表現(xiàn)為促炎及抗炎雙重作用。作為反映心血管系統(tǒng)局部炎癥狀態(tài)的一種新的炎性標(biāo)志物，PTX-3的水平反映了局部動(dòng)脈壁損傷后炎癥反應(yīng)，而非全身性炎癥反應(yīng)，較肝臟產(chǎn)生的hs-CRP更敏感、更特異，因此可把它當(dāng)作一種動(dòng)脈壁炎癥標(biāo)志物。

1.2 PTX-3合成

典型的長(zhǎng)五聚蛋白的PTX-3在20世紀(jì)90年代初被發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)兩種途徑激活體內(nèi)固有免疫反應(yīng)[5]，分別通過(guò)識(shí)別外源性和自身變異性抗原在人類(lèi)固有免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。正常情況下PTX-3以糖基化單體的備用形式儲(chǔ)存在中性粒細(xì)胞特定顆粒中，在組織損傷或感染等炎癥刺激下被激活后PTX3釋放到細(xì)胞外，發(fā)揮其組織修復(fù)及重構(gòu)作用。在動(dòng)脈粥樣硬化中、炎癥反應(yīng)或創(chuàng)傷后尤其在心肌梗死及缺血性腦卒中后PTX3血漿水平升高達(dá)峰值的時(shí)間早于hs-CRP。PTX-3在促炎因子IL-1、TNF-a、Toll樣受體激動(dòng)劑、微生物等刺激下由直接參與動(dòng)脈粥樣硬化的細(xì)胞如血管平滑肌細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及單核巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生，并可進(jìn)一步促進(jìn)炎癥反應(yīng)[6]。

2 PTX-3與動(dòng)脈粥樣硬化及腦卒中的關(guān)系

1999年《新英格蘭雜志》撰文“動(dòng)脈粥樣硬化是一種炎癥性疾病”[7]，動(dòng)脈粥樣硬化的病理過(guò)程中存在滲出、增生、變性等炎性基本特征，過(guò)度性炎癥反應(yīng)導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣斑塊形成。動(dòng)脈粥樣硬化的主要病理特征是膽固醇沉積在動(dòng)脈內(nèi)膜層，導(dǎo)致單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的激活，這些都能產(chǎn)生與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的炎癥反應(yīng)，刺激PTX-3的釋放[8]。除此之外，氧化低密度脂蛋白會(huì)增加PTX3mRNA在血管平滑肌細(xì)胞中的表達(dá)，最終導(dǎo)致血清PTX3水平增高[9]。故血清PTX-3水平反映動(dòng)脈粥樣硬化病變自身部位的局部炎癥[10]。在Bruneck的研究中PTX-3血清水平不僅與頸動(dòng)脈內(nèi)膜中層厚度相關(guān)，還與動(dòng)脈粥樣硬化病變的嚴(yán)重程度相關(guān)[11]。研究表明，晚期動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中的PTX-3表達(dá)水平升高[12]，而早期動(dòng)脈粥樣硬化與PTX-3水平無(wú)明顯相關(guān)，故PTX-3在泡沫細(xì)胞內(nèi)水平高于脂質(zhì)條紋中水平。根據(jù)Ryu等[13]人研究顯示，頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂可能性與PTX-3水平呈正相關(guān)。在冠狀動(dòng)脈相關(guān)研究中PTX3在不穩(wěn)定斑塊及復(fù)雜性斑塊中表達(dá)增強(qiáng)，在纖維粥樣斑區(qū)域PTX-3水平相對(duì)較低。綜上所述，PTX-3不僅與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)，更與斑塊不穩(wěn)定及斑塊破裂密切相關(guān)。

多因素參與了急性缺血性腦卒中的發(fā)生和發(fā)展，包括細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激和炎癥等[14]。急性缺血性腦卒中誘導(dǎo)大量細(xì)胞因子的釋放，通過(guò)上調(diào)粘附分子的表達(dá)，加重了腦損傷的嚴(yán)重程度。PTX-3作為一種急性期反應(yīng)蛋白，可加速炎癥介質(zhì)釋放及免疫系統(tǒng)激活，與損傷程度密切相關(guān)，因此可以作為評(píng)價(jià)急性缺血性腦卒中發(fā)生、發(fā)展的1個(gè)重要的生物標(biāo)志物。PTX-3導(dǎo)致缺血性腦卒中機(jī)制包括以下幾點(diǎn)：(1)PTX-3可與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2結(jié)合導(dǎo)致血小板的穩(wěn)定性下降，促進(jìn)血栓形成。同時(shí)與成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2結(jié)合的PTX-3可促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的增值和遷移，易形成血栓[15]；(2)PTX-3可通過(guò)抑制促纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子表達(dá)，使得斑塊纖維帽變薄，易脫落形成血栓；(3)組織因子水平與級(jí)聯(lián)凝血密切相關(guān)，PTX-3可促進(jìn)組織因子在單核細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)血栓形成[11]；(4)高水平的PTX-3通過(guò)上調(diào)內(nèi)皮組織因子表達(dá)，增加細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致體內(nèi)高凝狀態(tài)，誘導(dǎo)血栓形成；(5)對(duì)于已經(jīng)腦梗死的患者，PTX3高表達(dá)可引發(fā)炎癥介質(zhì)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，并誘導(dǎo)其他炎癥介質(zhì)釋放，導(dǎo)致腦損傷加重[16]。故推測(cè)血清PTX-3水平越高，急性缺血性腦卒中患者病情嚴(yán)重程度越重。

3 PTX-3與腦卒中后神經(jīng)及血管再生的關(guān)系

既往研究表明，炎癥與缺血性腦卒中的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，主要受IL-1的調(diào)節(jié)[17]，阻斷IL-1誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)具有神經(jīng)保護(hù)作用。近期研究表明，炎性信號(hào)可激活小膠質(zhì)細(xì)胞的經(jīng)典激活(M1)和選擇激活(M2)兩種表型[18]。M1型小膠質(zhì)細(xì)胞可被促炎細(xì)胞因子激活，誘發(fā)轉(zhuǎn)錄，激活核因子-κB，從而產(chǎn)生IL-1、TNF、MCP-1、MMPs-9等促炎細(xì)胞因子，導(dǎo)致腦損傷程度加重，而M2型小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可分泌如IL-4、TGF和IDGF-1等抗炎介質(zhì)，促進(jìn)組織修復(fù)及傷口愈合，在炎癥晚期發(fā)揮腦保護(hù)作用[19]。缺血性腦卒中后活化的小膠質(zhì)細(xì)胞首先以 M1型介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)開(kāi)始，加重腦損傷；病情進(jìn)展到某一階段M1型可轉(zhuǎn)化為M2型，通過(guò)釋放VEGF并促進(jìn)組織修復(fù)而限制促炎信號(hào)的產(chǎn)生。故缺血性腦卒中急性期促炎性因子刺激導(dǎo)致的小膠質(zhì)細(xì)胞活化可導(dǎo)致顯著的神經(jīng)損傷，使得缺血性腦卒中患者預(yù)后不良，但晚期炎癥反應(yīng)可啟動(dòng)并維持包括神經(jīng)和血管再生在內(nèi)的關(guān)鍵腦修復(fù)機(jī)制。腦卒中后的血管再生主要發(fā)生在缺血中心周?chē)陌氚祹^(qū)域，并與腦卒中后神經(jīng)再生密切相關(guān)，因?yàn)樯窠?jīng)前體細(xì)胞沿血管生成區(qū)域分化和遷移[20]。根據(jù)既往研究已知，PTX-3已被證明參與腦卒中后水腫消退和膠質(zhì)瘢痕形成[21]，同時(shí)根據(jù)Beatriz等人的研究所觀察到在腦缺血事件后6 d，PTX-3以神經(jīng)再生的形式促進(jìn)修復(fù)，尤其是在海馬。該研究還提出，PTX-3可以誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞和祖細(xì)胞(NSPC)的增殖，提示PTX -3是一種直接內(nèi)源性神經(jīng)源性介質(zhì)，而PTX-3的神經(jīng)源性作用在IL-1β基因敲除后中被消除。故IL-1可以促進(jìn)神經(jīng)再生，而PTX-3可能參與神經(jīng)再生這一過(guò)程。

在外周組織中PTX- 3被認(rèn)為是抗血管生成因子[22]。但根據(jù)Beatriz等人顯示PTX -3對(duì)腦血管內(nèi)皮細(xì)胞有促血管再生作用，提示PTX-3在腦損傷后的作用可能與外周組織有所不同。研究表明，中樞和外周組織中PTX-3的表達(dá)受到不同的調(diào)控[21]。目前認(rèn)為PTX-3有利于腦卒中后血管再生，缺乏PTX-3減少再灌注區(qū)毛細(xì)血管的數(shù)量，并導(dǎo)致腦缺血患者預(yù)后不良。PTX-3在腦缺血后的作用可能有助于血管的全面修復(fù)并間接促進(jìn)血管生成[21]，從而抑制PTX-3的抗血管生成作用。Baldini和同事們發(fā)現(xiàn)有動(dòng)脈炎癥患者的PTX-3和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)的水平均升高，同時(shí)觀察到PTX-3基因敲除的小鼠血管中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體2(VEGFR2)水平較低。VEGF是由腦缺血后由星形膠質(zhì)細(xì)胞所產(chǎn)生并可結(jié)合內(nèi)皮細(xì)胞中的VEGFR2，進(jìn)而促進(jìn)血管再生。因此，低水平的VEGFR2可以反映較低的水平VEGF。在敲除PTX-3基因的小鼠血管再生數(shù)量減少可以進(jìn)一步說(shuō)明這兩個(gè)進(jìn)程相互關(guān)聯(lián)。免疫炎癥反應(yīng)在缺血性腦卒中中的作用已受到廣泛的關(guān)注，而炎癥反應(yīng)所發(fā)揮的腦損傷或腦保護(hù)作用取決于缺血的階段及嚴(yán)重程度，區(qū)分早期炎癥反應(yīng)加重腦損傷作用以及晚期炎癥反應(yīng)的促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)和組織的修復(fù)作用，是選擇適當(dāng)抗炎治療時(shí)機(jī)所必需的。綜上所述，PTX-3能調(diào)節(jié)腦卒中后神經(jīng)和血管再生，對(duì)腦卒中的功能性修復(fù)起關(guān)鍵作用[23]，可能成為治療腦卒中的新靶點(diǎn)。

4 PTX-3與卒中后血腦屏障穩(wěn)定性的關(guān)系

血腦屏障是體內(nèi)選擇性最高、控制最嚴(yán)格的生物屏障，星形膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)突起的終足緊密包裹大腦微血管管壁外側(cè)，同時(shí)可與血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用，進(jìn)而可調(diào)節(jié)腦部血流、血管舒張程度，并維持腦組織內(nèi)水容量的穩(wěn)定[24]。既往研究表明，在腦損傷后星形膠質(zhì)細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，導(dǎo)致血腦屏障破壞[25]。然而，最近的研究提出在缺血性腦卒中后反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的PTX-3保護(hù)血腦屏障在缺血條件下的完整性[26]。有關(guān)研究表明，腦缺血時(shí)炎癥反應(yīng)早期血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子通過(guò)下調(diào)封閉蛋白5和閉鎖蛋白質(zhì)mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)水平來(lái)破壞血腦屏障的穩(wěn)定性，而封閉蛋白5和閉鎖蛋白質(zhì)是血腦屏障的重要組成部分[27]。最近的研究顯示，腦缺血后在炎癥因子(IL-1α/β)刺激下神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞可產(chǎn)生PTX-3[21]。這些炎癥刺激下產(chǎn)生的PTX-3可能具有保護(hù)作用，探究其機(jī)制可能為急性腦梗死后在腦梗死壞死灶周?chē)磻?yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生大量PTX-3增加了腦內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接蛋白的表達(dá)水平，維持血腦屏障完整性。故產(chǎn)生的PTX3抵消了血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)對(duì)血腦屏障的消極影響；同時(shí)PTX-3在一定程度上表現(xiàn)出對(duì)VEGF的親和性，這一結(jié)果也支持PTX3與VEGF相互作用并維持腦卒中急性期的血腦屏障完整性這一觀點(diǎn)。PTX-3是反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞維持缺血性腦卒中后血腦屏障穩(wěn)定性的的重要介質(zhì)，這揭示了星形膠質(zhì)細(xì)胞在病理?xiàng)l件下1個(gè)新的角色，星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的PTX-3可能是急性缺血性腦卒中1個(gè)有效的治療靶點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前人們雖然對(duì)PTX-3的分子結(jié)構(gòu)及心腦血管疾病的關(guān)系有了一定了解，作為新近發(fā)現(xiàn)的炎癥標(biāo)志物，相比于hs-CRP等非特異性標(biāo)記物，PTX-3更能反映局部血管炎癥狀態(tài)。PTX-3作為促進(jìn)炎癥和抗炎之間的的刺激物，可通過(guò)平衡促炎性、促動(dòng)脈粥樣硬化的級(jí)聯(lián)反應(yīng)而發(fā)揮作用，PTX-3在缺血性腦卒中中發(fā)生、發(fā)展機(jī)制中的作用仍需進(jìn)一步研究。