劉文靜 黃照河

【關(guān)鍵詞】Toll樣受體4；基因多態(tài)性；動脈粥樣硬化；冠心病

中圖分類號：R541.4文獻標識碼：ADOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2018.03.026

隨著經(jīng)濟和生活條件等多方面的轉(zhuǎn)變，冠心?。–oronary Heart Disease，CHD）已演變?yōu)槿蛉祟愔職埡退劳龅年P(guān)鍵疾病[1]，尤其急性冠脈綜合征（Acute coronary syndrome，ACS），如不能早期給予最佳診治，將使患者錯過關(guān)鍵的治療階段，加重家庭及社會的經(jīng)濟負擔。因此，從病因角度預(yù)防CHD的發(fā)生成為終極的目標，其中進一步闡明CHD的發(fā)病機制顯得尤為重要。現(xiàn)在環(huán)境和遺傳等多方面的因素被認為是CHD發(fā)病的主要原因[2]，其中CHD的發(fā)病有30%～60%的風險是由遺傳因素決定的[1]。目前炎癥反應(yīng)被證實參與了CHD的發(fā)生發(fā)展過程，但尚未能完全闡明其具體的機制，已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)CHD與Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）基因[3]、白細胞介素（Interleukin，IL）基因[4]等多種炎性相關(guān)基因具有易患性。而TLRs被確認為是基因家族中相對保守的跨膜受體之一，參與機體的炎性反應(yīng)過程。隨著基因組學的發(fā)展，發(fā)現(xiàn)Toll樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4）基因多態(tài)性與疾病可能具有易感性[5]。通過研究已證實TLR4可能與CHD的發(fā)病有密切的聯(lián)系，因此，進一步探索TLR4基因多態(tài)性與CHD的易感性具有重要的意義?，F(xiàn)就TLR4及其基因多態(tài)性與CHD的研究進展進行如下綜述。

1TLR4概述

1.1Toll樣受體概述TLRs被確認為基因家族中相對保守的跨膜受體之一，屬于Ⅰ型跨膜糖蛋白受體，20世紀90年代末初次被發(fā)現(xiàn)于果蠅的細胞系上[6]，現(xiàn)在至少有13種TLRs（TLR-1～TLR-13）已被確定存在于哺乳動物中[7]，TLRs作為人類天然性免疫的基本成員之一，廣泛分布于人類所有的細胞[8]。但是不同的TLRs所表達的細胞有所區(qū)別，例如TLR3、6、8主要表達的細胞位于心肌上，而TLR4還可分布于冠狀動脈內(nèi)皮細胞中。目前，尚不能完全明確TLRs在心臟組織的分布及其功能，但TLRs家族在人類的心臟組織結(jié)構(gòu)中已檢測到有10種mRNA的表達，只是其表達水平并不完全相同，依次為TLR-4>TLR-2>TLR-3>TLR-5>TLR-1>TLR-6>TLR-7>TLR-8>TLR-9>TLR-10[9]。

1.2TLR4的結(jié)構(gòu)及配體TLR4基因位于第9號染色體q32～q33片段上，是高度保守的蛋白，主要由3個結(jié)構(gòu)組成，分別為含豐富亮氨酸的細胞外N-端結(jié)構(gòu)域、跨膜區(qū)和細胞內(nèi)C-端結(jié)構(gòu)域，其胞外區(qū)主要參與識別相關(guān)分子受體，由其胞外配體識別結(jié)構(gòu)域起關(guān)鍵作用，其細胞內(nèi)區(qū)域主要負責激活免疫炎性級聯(lián)反應(yīng)的信號傳導(dǎo)[10]。TLR4有兩種配體，即外源性配體和內(nèi)源性配體。外源性配體為其主要特異性識別的配體，即病原相關(guān)分子模式，如細菌表面的脂多糖（LPS）、多聚糖等本身具有的分子或其合成及分泌的產(chǎn)物等[11]，其可被機體的先天免疫細胞識別出；TLR4同時能夠相對特定地辨認內(nèi)源損傷有關(guān)的分子，包括熱休克蛋白（HSP）、透明質(zhì)酸、被加工過的脂蛋白、表面活性劑A、補體因子等[12]。

在TLRs家族中，TLR4是首次被發(fā)現(xiàn)且極為關(guān)鍵的模式識別受體之一，不僅是相關(guān)抗原識別和機體自身免疫炎性反應(yīng)過程中的關(guān)鍵受體，同時還是免疫炎性級聯(lián)反應(yīng)信號傳導(dǎo)過程中的起始蛋白[9，13]。TLR4是機體固有免疫應(yīng)答的傳感器，主要通過胞外配體識別結(jié)構(gòu)域特異性地識別相關(guān)分子受體，其胞內(nèi)的TIR結(jié)構(gòu)域與胞內(nèi)受體蛋白結(jié)合，活化下游的目的基因，繼而經(jīng)過眾多的激酶級聯(lián)反應(yīng)，活化核因子-κB（NF-κB），增加相關(guān)組織細胞介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄與表達，如IL、NO、TNF、補體因子等，從而啟動炎性級聯(lián)反應(yīng)[13～14]。

2TLR4與CHD的關(guān)系

2.1動脈粥樣硬化與CHD的關(guān)系動脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）是慢性亞臨床炎性疾病中的一種特殊類型，以脂質(zhì)及單核巨噬細胞等炎性細胞聚集于動脈血管管壁內(nèi)為主要特征[15]，其中發(fā)生于冠狀動脈極為常見，稱為冠狀動脈粥樣硬化，是發(fā)生CHD的前臨床階段，也是其主要病理特征。

AS的發(fā)生發(fā)展在臨床上是一個復(fù)雜的過程，雖然目前對其病理生理的發(fā)生機制并未完全闡明，但較為公認的AS形成及發(fā)展過程主要是各種原因?qū)е聞用}血管內(nèi)皮細胞的過氧化損傷，活化機體的天然及適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生免疫炎性反應(yīng)，使機體內(nèi)的單核細胞在相關(guān)活性分子的作用下形成巨噬細胞，并進一步吞噬相關(guān)的脂質(zhì)后成為泡沫細胞，同時增加多種生物活性分子的轉(zhuǎn)錄與表達，如IL、TNF、CRP等，刺激動脈血管內(nèi)平滑肌細胞及纖維結(jié)締組織的增生，從而導(dǎo)致動脈粥樣硬化斑塊的形成，而形成的粥樣斑塊中存在大量的免疫炎癥細胞及持續(xù)存在的免疫炎性反應(yīng)導(dǎo)致斑塊進一步形成、發(fā)展、破裂，形成惡性循環(huán)，若發(fā)生于冠狀動脈，最終可發(fā)生一系列的臨床心血管事件（如CHD、急性心肌梗死等）。AS整個進程可被分為斑塊形成、進展及破裂等若干不同階段，即免疫炎癥反應(yīng)在AS及其并發(fā)癥的形成和發(fā)展中扮演著重要的角色，并參與其發(fā)生發(fā)展的全過程[16～18]。

2.2TLR4與AS的關(guān)系由于TLR4在參與TNF、IL-1、IL-6 以及NO等炎性介質(zhì)激活的信號傳導(dǎo)過程中演繹著關(guān)鍵的角色，并在其活化的免疫炎癥反應(yīng)中可產(chǎn)生內(nèi)皮細胞過氧化損傷、單核巨噬細胞黏附聚集及吞噬等一系列炎性反應(yīng)，而AS及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展過程也會使上述炎性介質(zhì)的表達及生成增加，且其發(fā)展過程中也會有內(nèi)皮細胞損傷、單核巨噬細胞吞噬等反應(yīng)，所以猜想TLR4可能參與了AS形成﹑進展及其斑塊破裂等全過程，并在其中起著關(guān)鍵的作用。

早些年的研究中，Edfeldt K等[19]在AS斑塊中已經(jīng)檢測到TLR4的水平明顯升高，并得出其可能是通過激活TLR4信號傳導(dǎo)的通路，啟動機體自身免疫系統(tǒng)，經(jīng)過一系列的炎性級聯(lián)反應(yīng)，合成及分泌釋放大量炎性因子造成的。近年來TLR4與AS的研究越來越多，多次動物實驗基礎(chǔ)研究證實[20～21]，將TLR4基因剔除或使用TLR4、NF-κB等抑制劑的小鼠使TLR4、NF-κB、IL-1、TNF-α等炎性細胞因子的表達水平明顯降低，并發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)及單核巨噬細胞等免疫炎癥細胞明顯減少，AS斑塊形成的程度及斑塊破裂的發(fā)生率減少，也就是說，TLR4參與的免疫炎性應(yīng)答可能貫穿了AS斑塊的形成、進展及破裂的全過程。

2.3TLR4與CHD的關(guān)系李玉紅等[22]在臨床病例實驗中，將受試對象分為ACS患者、穩(wěn)定型心絞痛患者、非CHD對照者三組，通過檢測各組人群TLR4和NF-κB在外周血單核細胞中的表達，以及機體活化TLR4引起免疫炎性反應(yīng)產(chǎn)生的血清TNF-α的水平，得出ACS患者其表達較穩(wěn)定型心絞痛患者及非CHD對照者明顯增加，但在后兩組間比較無統(tǒng)計學意義，認為TLR4可能參與了CHD的發(fā)生、發(fā)展過程。而Gurses等[23]也將受試對象分為以上三組，發(fā)現(xiàn)ACS患者較穩(wěn)定型心絞痛患者的TLR4表達水平明顯升高，且穩(wěn)定型心絞痛患者較非CHD對照者的TLR4表達水平也明顯升高，更加支持TLR4可能與AS斑塊的形成及其穩(wěn)定性密切相關(guān)，TLR4及其激活的炎癥免疫應(yīng)答貫穿于AS斑塊形成及其破裂出現(xiàn)CHD、ACS等并發(fā)癥的全過程。近年來越來越多的研究證實TLR4與AS、CHD等心血管疾病發(fā)病過程關(guān)系密切，并通過多種不同的途徑貫穿于整個發(fā)生發(fā)展過程中。

3TLR4基因多態(tài)性與CHD的關(guān)系

3.1TLR4基因的多態(tài)性TLR4參與自身免疫應(yīng)答及炎性反應(yīng)過程，并與許多疾病的產(chǎn)生機制有關(guān)，提示TLR4基因具有多態(tài)性，其基因多態(tài)性有多種類型，其中單核苷酸多態(tài)性（SNPs）、DNA重復(fù)序列及片段長度多態(tài)性等較為常見，但 SNPs是目前眾多類型中最為常見且研究最多的一種。大量研究已發(fā)現(xiàn)，TLR4基因多態(tài)性與多種疾病的發(fā)生發(fā)展具有一定的易患性[24～25]。

3.2TLR4基因SNPs與CHD的關(guān)系目前有多個關(guān)于TLR4基因SNPs與CHD易患性的研究，如rs11536889、rs4986790、rs4986791、rs1927911、rs752998、rs2149356等位點。已有學者研究發(fā)現(xiàn)，TLR4基因SNPs可能與較大的心血管風險有關(guān)，但研究結(jié)果一致性較差。Di等[26]研究結(jié)果表明：TLR4基因rs4986790、rs4986791等位點攜帶者的膽固醇較不攜帶者低，同時AS的發(fā)生發(fā)展較慢，進而減少ACS等急重癥心血管事件發(fā)生的機會，可能是AS、CHD發(fā)生發(fā)展的保護因素。Guven等[27]研究表明，TLR4基因rs4986790等位點與CHD患者無明顯的易感性。此外Sun等[28]在中國人群中的研究結(jié)果表明，TLR4基因rs11536889等位點與CHD的發(fā)生風險、病變輕重及范圍呈正相關(guān)，可能加快CHD的形成進程。因此，目前關(guān)于TLR4基因SNPs與CHD的關(guān)系還有待于進一步的探索及研究。參考人類基因組計劃（Hapmap）公布的不同人群中TLR4基因SNPs分型的數(shù)據(jù)（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov）得出，TLR4 基因SNPs在不同人群中是有差異的，不同人群AS、CHD的發(fā)病率也不盡相同，提示種族以及遺傳背景等方面的區(qū)別估計會給TLR4基因SNPs在CHD發(fā)病遺傳機制中的作用帶來影響。

4小結(jié)與展望

CHD是一種多基因遺傳性疾病，其發(fā)病存在家族聚集性、遺傳異質(zhì)性等特點。CHD的發(fā)病與ACS病變、狹窄的程度及病變范圍有密切的關(guān)聯(lián)，AS的發(fā)生發(fā)展在臨床上是一個復(fù)雜的病理生理過程，雖然對其發(fā)生的機制并未完全闡明，但經(jīng)過國內(nèi)外多數(shù)學者的研究發(fā)現(xiàn)，免疫炎癥反應(yīng)參與了AS及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展。

目前TLR4介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在CHD中的作用機制尚未完全清楚，但是，通過對TLR4的分布特點以及信號級聯(lián)反應(yīng)大量的研究，充分證實了TLR4介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可能直接或間接地參與了AS及其并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展，所以TLR4在CHD的發(fā)生、發(fā)展中可能有著極其重要的作用。

隨著基因組學技術(shù)的進步，對TLR4基因多態(tài)性研究也不斷深入，發(fā)現(xiàn)其與許多疾病具有易感性，但TLR4基因SNP與CHD易感性的關(guān)系，尚未得出統(tǒng)一結(jié)果，仍需要我們進一步對TLR4全基因多態(tài)性進行研究，不僅指編碼區(qū)序列，還包括非編碼序列，對其進行全基因多態(tài)性的分析可能會得出TLR4基因與CHD易感性一致的關(guān)系，以闡明TLR4在CHD患者發(fā)病中的可能機制，進一步從基因水平闡明疾病的發(fā)生發(fā)展，完善CHD患者的基因數(shù)據(jù)庫，并為下一步根據(jù)不同SNP對不同的CHD患者人群采取個體化治療做前期準備，也為CHD的早期預(yù)防及治療提供新思路、新靶點，以降低CHD的發(fā)病及死亡率，改善CHD患者的生活質(zhì)量，減輕家庭以及社會的負擔。

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