王 茨,遲偉群,姜曉峰
(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院 檢驗科,黑龍江 哈爾濱150000)
心血管疾病(Cardiovascular diseases,CVD)是全球最常見的死亡病因,其高致死率、致殘率嚴(yán)重危害人類健康。動脈粥樣硬化(Atherosclerosis,AS)是CVD最重要的病理基礎(chǔ),其發(fā)病機制尚未明確,近年來研究指出AS是一種多因素引起的,以具有多種生物學(xué)效應(yīng)的細(xì)胞因子為特征的慢性炎癥過程。
長期以來,人們已經(jīng)認(rèn)識到自身免疫疾病患者的心血管事件的發(fā)病率和死亡率增加[1],類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid Arthritis,RA)患者發(fā)生CVD的風(fēng)險與2型糖尿病患者相當(dāng),其CVD風(fēng)險預(yù)測值為一般人群的1.5倍[2],系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者頸動脈斑塊的患病率約為健康對照組的2倍[3]。這種增加的風(fēng)險可能與疾病本身的因素有關(guān),包括免疫功能失調(diào)和全身炎癥。本文闡述了與AS相關(guān)的主要自身抗體和炎癥因子以及與之相關(guān)的作用機制。
近年來,大量數(shù)據(jù)指出自身抗體的潛在作用既是炎癥的驅(qū)動因素,也是與CVD風(fēng)險相關(guān)的獨立因素。在自身免疫疾病患者中,自身抗體作用于脂紋形成、斑塊鈣化、破裂、血栓形成等各個環(huán)節(jié)。截至2016年6月,Iseme[4]檢索了Pubmed等五個數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)表明在未患有自身免疫疾病的個體中觀察到自身抗體與AS相關(guān)的心血管事件之間的關(guān)聯(lián),進一步支持自身抗體本身具有促AS形成的作用。
1.1.1氧化低密度脂蛋白(Oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)
ox-LDL是LDL在體內(nèi)經(jīng)氧化修飾形成,具有趨化性、免疫刺激性和毒性,被認(rèn)為是氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化的早期標(biāo)志。ox-LDL在促進單核細(xì)胞活化、浸潤以及平滑肌增殖中起重要作用,同時可被炎癥細(xì)胞吞噬轉(zhuǎn)化成泡沫細(xì)胞,促進基質(zhì)金屬蛋白酶分泌裂解纖維帽,增加斑塊易損性。此外ox-LDL參與調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能,從而促進AS的起始和進展[5]。研究表明AS患者與健康人群相比,血漿中ox-LDL含量更高且與動脈內(nèi)膜中層厚度(Intima-media thickness,IMT)呈正相關(guān)[6]。李方江研究顯示急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)患者血清ox-LDL含量明顯高于穩(wěn)定和不穩(wěn)定心絞痛患者,進而驗證了ox-LDL與AS斑塊易損性的關(guān)系,其含量可作為斑塊穩(wěn)定性的評估指標(biāo)[7]。最近的研究表明,ox-LDL可調(diào)節(jié)與AS相關(guān)的TGF-β/Smad信號通路,并進一步加速其發(fā)展[8]。因此ox-LDL可能是AS潛在的生物標(biāo)志物。
1.1.2抗氧化低密度脂蛋白抗體(抗ox-LDL抗體)
氧化修飾后的LDL具有很強的免疫原性,可刺激機體產(chǎn)生抗ox-LDL抗體。George[9]對冠心病患者的數(shù)據(jù)資料進行收集整理并構(gòu)建一個統(tǒng)計學(xué)模型,分析發(fā)現(xiàn)包括傳統(tǒng)危險因素在內(nèi)的25項不同檢測參數(shù)中,預(yù)測冠狀動脈受累程度最佳的指標(biāo)是抗ox-LDL抗體。
冠心病患者血清中抗ox-LDL抗體水平較正常組顯著升高,并與血管狹窄程度及病變支數(shù)呈正相關(guān)[10]。然而抗ox-LDL抗體在AS相關(guān)疾病進展中的作用仍存在爭議,公布的數(shù)據(jù)結(jié)果大相徑庭。Fukumoto[11]發(fā)現(xiàn)健康人群中抗ox-LDL抗體與IMT增厚呈負(fù)相關(guān)。Tornvall等[12]對初發(fā)心梗后幸存的男性患者隨訪11年,發(fā)現(xiàn)抗ox-LDL抗體水平與AS無關(guān)。
雖然抗ox-LDL抗體和AS關(guān)聯(lián)性的研究結(jié)果相互矛盾,但仍需要更好的評估抗ox-LDL抗體在健康和疾病中的作用,同時應(yīng)考慮到其獨特性、不同類別和亞類抗體的影響,同時強調(diào)考慮抗原靶點的重要性。
1.2.1抗心磷脂抗體(Anticardiolipin antibody,ACA)
ACA的靶抗原是血小板和內(nèi)皮細(xì)胞上帶負(fù)電荷的心磷脂,直接誘導(dǎo)血液高凝狀態(tài),可作為連接免疫與凝血兩大生理系統(tǒng)的重要橋梁[13]。莊獻博研究發(fā)現(xiàn),在調(diào)整年齡等影響因素后,ACA-IgG仍是大腦中動脈狹窄程度的獨立預(yù)測因子[14]。但ACA導(dǎo)致AS的機制尚未明確,可能的機制:
①損傷血管內(nèi)皮功能
ACA可直接損傷內(nèi)皮細(xì)胞,促進血小板活化和聚集,釋放細(xì)胞因子,隨后引發(fā)凝血級聯(lián)反應(yīng)。ACA還可以通過結(jié)合血管內(nèi)皮細(xì)胞或血小板的膜磷脂,改變凝血酶調(diào)節(jié)蛋白的表達,抑制激肽釋放酶原的激活,進而抑制纖溶系統(tǒng)。ACA與ox-LDL二者表面具有相同的抗原決定簇導(dǎo)致抗體交叉反應(yīng),促進血栓形成。Wang等[15]證明ox-LDL/β2GPI/抗β2GPI復(fù)合物通過TLR4/NF-κB途徑進一步增強血管平滑肌細(xì)胞的泡沫細(xì)胞形成,促進炎性因子的表達,同時復(fù)合體對血管平滑肌細(xì)胞增殖和凋亡的雙重作用促進AS典型結(jié)構(gòu)的發(fā)展,特別是局灶性過度生長與壞死交替。大量研究表明β2GPI/oxLDL復(fù)合物可能是冠心病嚴(yán)重程度及并發(fā)癥的預(yù)測指標(biāo)。
②影響脂代謝過程
呂錦研究表明,ACA-IgG和TG之間存在明顯正相關(guān)(r=0.44),高TG血癥是影響冠心病風(fēng)險的決定因素。冠心病患者血清中持續(xù)存在的高效價ACA可能通過影響脂質(zhì)代謝從而促進疾病發(fā)生[16]。
1.2.2Anti-β2 glycoprotein I(β2GPI)
β2GPI是一種具有熱穩(wěn)定性的血漿糖蛋白,在人AS斑塊的內(nèi)皮下層高度表達。β2GPI損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞,通過體液免疫反應(yīng)刺激粘附因子表達增加、炎癥細(xì)胞浸潤,造成局部免疫炎癥反應(yīng),在AS形成早期起重要作用。體外實驗證實IgG抗β2GPI抗體增加血管炎癥,加重AS并促進ApoE缺陷小鼠中易損斑塊的形成[17]??功?GPI抗體促進小鼠動脈血管的炎癥因子以及血栓相關(guān)分子如IL-1β、vWF、TLR4等的表達從而促進AS形成[18]。同時抗β2GPI/β2GPI復(fù)合物以時間和濃度依賴性方式上調(diào)TLR4/MyD88/MAPKs通路,誘導(dǎo)體內(nèi)外中性粒細(xì)胞胞外陷阱(Neutrophil extracellular trap,NETs)形成,促進血小板活化、聚集,進而加速形成血栓[19]。
RF的靶抗原是變性IgG,其主要為IgM類自身抗體。RF在RA患者中的陽性率很高,但RF并非RA獨有的特異性抗體。無論是否存在風(fēng)濕性疾病,RF陽性均是CVD事件的重要預(yù)測因子[20]。RA患者的AS好發(fā)于左主干和左前降支,并且左前降支不穩(wěn)定斑塊發(fā)生率高[21]。Alizade等[22]對268名非RA的穩(wěn)定型心絞痛患者研究表明,RF(P<0.001)是高SYNTAX評分的獨立危險因素,并與冠心病復(fù)雜性和嚴(yán)重程度獨立相關(guān)。
RF促進AS形成的可能機制是機體免疫系統(tǒng)向T細(xì)胞遞呈自身抗原和共刺激,免疫復(fù)合物促進細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生,局部免疫炎癥與AS發(fā)病機制有關(guān)。同時抗風(fēng)濕藥物可降低心血管風(fēng)險發(fā)病率和死亡率,對治療AS有效。但評估AS與RF關(guān)系的相關(guān)研究較少,仍需要大型前瞻性研究來探索RF在AS過程中的免疫病理機制。
HSP即應(yīng)激蛋白,是一組高度保守的蛋白質(zhì),可激活免疫反應(yīng)及補體系統(tǒng)維持細(xì)胞穩(wěn)定,參與蛋白質(zhì)的折疊和轉(zhuǎn)運。同時HSP在心血管組織中高表達,誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)。HSP60是HSP家族成員之一,誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞的活化,其作為特異性抗原呈遞細(xì)胞在AS的進展和晚期階段具有重要意義。HSP60可能是斑塊中的重要T細(xì)胞抗原,有報道稱人類AS斑塊中存在HSP60反應(yīng)性T細(xì)胞,其中HSP60或由其衍生的肽表位被AS斑塊克隆擴增的T細(xì)胞識別[23]。
HSP60是AS研究領(lǐng)域感興趣的自身抗原之一,誘導(dǎo)機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗HSP60抗體。多項研究表明冠心病患者中抗HSP60抗體水平明顯高于健康人,且抗體水平與動脈狹窄程度有顯著相關(guān)性,是CVD的風(fēng)險標(biāo)志物。血循環(huán)中的抗HSP60抗體水平可與細(xì)胞表面大量存在的HSP60結(jié)合形成IC,進一步誘導(dǎo)TNF-α、IL-1、IL-6等細(xì)胞因子的分泌,促進炎癥細(xì)胞聚集,加速AS的進展。
炎癥是AS性疾病的基本特征,大量研究證實AS具有變質(zhì)、滲出及增生等炎癥的特性。炎癥因子具有復(fù)雜且廣泛的生物學(xué)效應(yīng),參與血管疾病的炎癥因子可分類為促炎和致AS或抗炎和抗AS,并且某些細(xì)胞因子在不同的環(huán)境中兩種角色均可發(fā)揮作用。以下探討與AS相關(guān)的主要的炎癥因子及相應(yīng)機制。
2.1.1白介素-1β(Interleukin 1 beta,IL-1β)
IL-1β主要由活化的單核-巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的敏感且特異的一種急性期炎癥因子。IL-1β可上調(diào)粘附和趨化因子的表達,促進血管平滑肌細(xì)胞的活化和增殖,募集單核細(xì)胞促進血小板粘附,分泌凝血介質(zhì)從而促進血栓形成。同時也可誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶的表達,加速斑塊的不穩(wěn)定性。
動物實驗證實,靶向IL-1β的單克隆抗體可抑制ApoE敲除小鼠中的AS斑塊形成[24]。同樣,給予IL-1β的單克隆抗體可減少頸動脈剝脫后大鼠的新內(nèi)膜增厚和改善內(nèi)皮細(xì)胞生長。CANTOS試驗證明,用canakinumab針對IL-1β固有免疫途徑的抗炎治療可降低心血管事件發(fā)生率[25]。胡龍江研究指出冠心病患者血漿中IL-1β濃度顯著高于對照組,且與凋亡相關(guān)微粒蛋白(ASC)正相關(guān),當(dāng)機體處于炎癥狀態(tài)時,IL-1β被以NLRP3炎性小體為中心的NLRP3-ASC-Caspase-1-IL-1β/IL-18信號通路激活[26]。IL-1β在早期AS斑塊形成和導(dǎo)致急性破裂的過程中起關(guān)鍵作用[27],中和炎性體活性可能是延遲AS進展的有用輔助療法。
2.1.2白介素-6(Interleukin-6,IL-6)
IL-6是一種具有廣泛生物學(xué)活性的多效能炎癥因子,可調(diào)節(jié)體內(nèi)免疫功能和一系列病理生理過程,在炎癥過程中起核心調(diào)節(jié)作用。血管內(nèi)皮細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞分泌的IL-6可導(dǎo)致血管壁損傷,還可以通過促進血小板聚集,增強CRP及纖維蛋白原的表達,促進其他炎癥因子的分泌,參與AS斑塊的炎癥過程。研究表明,冠心病患者血漿中IL-6水平明顯高于健康對照組,且與Gensini積分和血管病變數(shù)量呈正相關(guān)[28]。IL-6信號系統(tǒng)參與AS形成和急性斑塊破裂,可以考慮用阻斷IL-6結(jié)合或改變IL-6受體活性的試劑抑制AS的形成。
hs-CRP是一種由肝臟合成的急性期反應(yīng)蛋白,其血清中含量與炎癥程度密切相關(guān)。薈萃分析顯示,在校正年齡、吸煙等心血管危險因素后,hs-CRP與冠心病密切相關(guān),能較好的預(yù)測多種心血管事件風(fēng)險,并且認(rèn)為hs-CRP在反應(yīng)斑塊穩(wěn)定性及預(yù)測ACS預(yù)后方面有重要價值,是評估心血管事件最有力的炎癥標(biāo)志物之一。
hs-CRP可直接誘發(fā)血管內(nèi)皮功能障礙,導(dǎo)致血管舒張因子NO和前列環(huán)素減少。同時hs-CRP還能通過C1q激活補體系統(tǒng),參與白細(xì)胞趨化,調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞攝入ox-LDL促進泡沫細(xì)胞的形成,引發(fā)脂質(zhì)沉積,并刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶,增加斑塊的不穩(wěn)定性。
Itrat[29]及其同事發(fā)現(xiàn)高h(yuǎn)s-CRP與缺血性卒中患者預(yù)后不良有關(guān),與hs-CRP≤10 mg/L的卒中患者相比,hs-CRP>10 mg/L的患者全因死亡率增加2.65。同時研究顯示,冠心病組hs-CRP與Gensini評分呈正相關(guān)[30]。高濃度hs-CRP也是微血管功能障礙的可靠預(yù)測因子,支持炎癥在冠狀動脈疾病病理生理學(xué)中的核心作用。了解高h(yuǎn)s-CRP與CVD之間的積極關(guān)系,提高患者的生存率和生活質(zhì)量。
PCT是降鈣素的前肽物質(zhì),在正常人血清中含量極低,一般不超過0.1 ng/ml。當(dāng)機體處于局部或全身炎癥時,細(xì)菌內(nèi)毒素和IL-1β、IL-6等促炎細(xì)胞因子可刺激肝腎等實質(zhì)臟器迅速合成和分泌PCT。PCT可早期準(zhǔn)確診斷膿毒癥,是應(yīng)用廣泛的新型預(yù)后炎癥標(biāo)志。近年來,一些觀察性研究表明PCT水平升高與急性缺血性腦卒中等動脈粥樣硬化性疾病密切相關(guān)[31,32]。Ertem等[33]發(fā)現(xiàn)血清基線PCT濃度是ACS患者高SX分?jǐn)?shù)的獨立預(yù)測因子,可用于評估冠心病的嚴(yán)重程度,Kurtul等[34]表示在診斷患有穩(wěn)定冠狀動脈疾病的患者中,增加的PCT水平與較高的AS負(fù)荷獨立且顯著相關(guān)。以及血清基線高PCT水平與頸動脈增厚和明顯狹窄有關(guān),表明PCT濃度與頸AS密切相關(guān)[35]。
PCT與AS關(guān)聯(lián)的機制可能是由于體內(nèi)炎癥狀態(tài),炎癥伴隨單核細(xì)胞激活是PCT分泌的先決條件,同時炎癥在AS的進展中起關(guān)鍵作用。單核細(xì)胞中存在PCT信使RNA(mRNA),PCT mRNA的表達直接由脂多糖和IL-6等促炎介質(zhì)調(diào)節(jié),這些介質(zhì)都參與AS發(fā)生發(fā)展,并且PCT在單核細(xì)胞粘附和遷移中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用,可進一步刺激誘導(dǎo)型一氧化氮合酶基因的表達。
因此,將血清PCT水平調(diào)節(jié)在適當(dāng)范圍內(nèi)是否可以改善AS是一個值得研究的話題。對于PCT水平較高的患者,可以考慮對心血管危險因素進行更強化和更積極的控制。但PCT能否成為識別冠心病高危患者和預(yù)測這些患者血管嚴(yán)重程度和復(fù)雜性的生物標(biāo)志物,仍需要大型多中心隨訪研究來證實。
SAA是由感染、創(chuàng)傷性損傷或自身炎癥疾病激活的復(fù)雜的全身早期防御系統(tǒng),并在肝臟中高度表達的脫輔基蛋白家族。在機體急性反應(yīng)期間,血漿SAA水平在短時間內(nèi)上升高達1000倍。
早在1994年,Meek[36]等在人類AS病變細(xì)胞中便檢測到SAA mRNA,隨后對SAA與AS的關(guān)系進行了廣泛的實驗研究。大量流行病學(xué)數(shù)據(jù)將SAA與臨床心血管疾病聯(lián)系起來,但是SAA與AS相關(guān)性仍然存在很大爭議。Ridker[37]等發(fā)現(xiàn)在約28,000名絕經(jīng)后婦女中,SAA與三年隨訪期間的心血管事件無關(guān)。然而Johnson[38]等在疑似心肌缺血的女性冠狀動脈造影后3年內(nèi)發(fā)現(xiàn)SAA與心血管事件呈顯著且獨立的關(guān)聯(lián)。Mayer[39]等發(fā)現(xiàn)在單因素Cox回歸分析中,血清高SAA水平患者的心血管死亡風(fēng)險顯著增加。然而,在調(diào)整hsCRP后SAA與AS關(guān)聯(lián)性沒有統(tǒng)計學(xué)意義,表明SAA可能與AS形成無直接關(guān)系,而只是反映患者的炎癥狀態(tài)。
目前沒有足夠的研究確定SAA與AS的因果因素,但也不能明確排除。SAA可以募集單核細(xì)胞,直接刺激泡沫細(xì)胞形成,增強淋巴細(xì)胞的趨化作用,并且含有SAA的HDL結(jié)合血管內(nèi)皮上的蛋白多糖,導(dǎo)致脂蛋白在血管壁內(nèi)滯留。SAA還可以誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞表型從靜止收縮型轉(zhuǎn)變?yōu)楹铣稍鲋承?,后者在AS的發(fā)展中具有重要作用[40]。
目前為止,SAA是否有助于臨床動脈粥樣硬化風(fēng)險分層,能否作為冠狀動脈疾病和心血管結(jié)局的預(yù)測因子的研究結(jié)果未能達成一致,仍需進一步探究。
隨著對AS機制的深入探究,自身抗體及炎癥因子與AS相關(guān)性的研究備受關(guān)注。全面考慮自身抗體、炎癥因子及各種致病因素在AS形成中的相互作用,對AS發(fā)病機制的進一步闡明有重要意義。在未來,調(diào)節(jié)自身免疫反應(yīng)及抑制炎癥途徑可能有助于修復(fù)損傷的血管內(nèi)皮及調(diào)節(jié)其功能障礙。臨床上檢測自身抗體及炎癥標(biāo)志物,有助于醫(yī)生能夠在傳統(tǒng)危險因素的基礎(chǔ)上,評估預(yù)測心血管危險事件的發(fā)生,判斷病情嚴(yán)重程度,為臨床治療提供新方向、新靶點,從而為CVD的預(yù)防和治療帶來新的希望。