易损斑块与血清炎症标志物

易损斑块与血清炎症标志物 【摘要】:斑块稳定性是影响急性冠脉综合征发生与发展的主要决定性因素，临床上，易损斑块破裂并发血栓形成被视为急性冠脉综合征的病理学基础。在急性冠脉综合征发展过程中，从早期的损害到易损斑块的形成，都有大量的炎症因子参与其中。现就血清炎症标志物在易损斑块中作用的最近进展做一综述,这些进展可能应用于早期发现、预防和治疗急性冠脉综合征。 【关键词】:易损斑块;急性冠状动脉综合征;血清炎症标记物 全世界每年死于急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome, ACS)与心脏猝死者多达l900万,其中70,主要死于不稳定的冠状动脉粥样斑块的破裂及相继发生的血栓形成与心肌坏死。斑块稳定性是影响ACS发生与发展的主要决定性因素,既往将不稳定斑块称为高危或软斑块,现将之称为易损斑块,强调它能形成血栓并发症,并导致病情急剧发展的趋势与严重后果。众多血液标志物与血栓栓塞事件的发生密切相关,在一定程度上可视为易 损斑块的血液生物学指标。以下是主要几种提示易损斑块的血清学标志物。 1 基质金属蛋白酶 基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)是一类依赖于锌、钙离子的内肽 酶[1]，主要由巨噬细胞及平滑肌细胞分泌，它们的功能主要有二，其一是能降解除多糖以外的几乎全部细胞外基质成分，其二是使别的MMPs激活，形成瀑布效应。除个别被发现与已知的MMPs重复而被取消外，在MMPs家族中至少已发现23个成员。MMPs可以被特异性组织型基质金属蛋白酶抑制物TIMP所抑制。 MMPs在动脉粥样硬化化(As)中能削弱血管内皮细胞屏障功能,促进中层血管平滑肌细胞迁移和增殖,加重血管的结构改变,进一步促进循环炎性细胞浸润，斑块破裂，从而促进A s疾病的发生、发展。As发生后，局部缺血、氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)等诱导内皮细胞分泌MMPs,使内皮功能发生变化，如血管内皮通透性增高,血管舒缩反应异常和炎症细胞的 [2]反应。Higo等研究发现急性冠状动脉综合征患者外周静脉，冠状窦甚至罪犯斑块远端M MPs的水平升高当血管由各种原因损伤后，初期发生非特异性炎症反应，胶原酶、MMPs活性增加，导致原有基质发生特异性降解，细胞外纤维连接蛋白沉淀，被激活细胞侵入病变区， I和?型胶原沉积增加，最后形成典型胶原纤维交互联结，血管在这种细胞外基质降解和新的基质成分沉积增加的过程中发生重构。MMPs可有效降解血管基质胶原，一方面使血管致密性减少，向外扩张阻力减少;另一方面为平滑肌细胞迁移清扫道路。MMPs还可能参与平滑 [3]肌细胞基因型转换.Fitzgerald等通过免疫组化技术研究显示冠状动脉和颈动脉 A s 病变同时存在肝素酶和MMPs表达,提示MMPs可能通过激活肝素酶促进平滑肌细胞基因型的转 [4,5]换.血管重构，血流动力学变化，损伤、炎症反应及氧化应激均可促进MMPs的表达及活性。分泌的MMPs进一步降解内皮细胞基底膜,分解纤维帽中胶原，使炎症细胞、脂蛋白易于侵入内膜，使纤维帽变薄。As病变的纤维帽是斑块完整性的“守护者”，在脆弱的纤维帽肩部, [6]有较强的局部MMPs过度表达和原位基质降解。在内膜中的巨噬细胞、泡沫细胞，分泌大量的MMPs，使平滑肌细胞游走、组织重建，As病变的形成加重，最后导致斑块的直接破裂 [7]或表面破溃，无论以哪种方式破裂，均与M MPs有着密切关系。Kai等研究发现在急性心肌梗死病人中，其血浆MMP-9的水平是正常人的3倍。 促进基质金属蛋白酶分泌增多的有很多因素。单核巨噬细胞在As形成过程中起着极为重要的作用,循环中的单核巨噬细胞与血管内皮细胞粘附在血管壁中迁移,吞噬脂质，衍化为巨噬泡沫细胞的过程中,本身可分泌大量MMPs,同时还分泌多种细胞因子如IL-1β、T N F - [8]α等，以自分泌和旁分泌形式作用于内皮细胞及血管平滑肌细胞，促进MMPs分泌.当内皮细胞损伤、内皮通透性增高或高脂血症时，引起低密度脂蛋白(LDL)的氧化，形成ox-L DL。 ox-LDL与进入内膜的单核细胞(即巨噬细胞)表面的清道夫受体结合，形成泡沫细胞，泡沫 [9]细胞进一步分泌MMPs。Satoshi Akiba等认为ox-LDL增加人心肌平滑肌细胞中的MMP-1的表达及活化血小板源生长因子。活性氧(ROS)可以为细胞内和细胞间第二信使调节多种信号分子,这些信号分子级联式激活使血管平滑肌细胞生长迁移，调节内皮功能,诱导前炎性调节因子表达和细胞外基质修复。泡沫细胞可以增加RO表达，过量的ROS导致LDL氧化，巨 [10]噬细胞，血管平滑肌细胞，成纤维细胞迁移，增殖,促进MMPs生成。 目前临床上应用的与抑制MMPs有关的药物主要有2类:抗氧化剂与调脂药。其中抗氧化剂包括天然抗氧化剂和合成抗氧化剂。天然抗氧化剂，主要是维生素C、维生素E;合成抗氧化剂，主要有普罗布考、丁羟甲苯、联苯二胺、AGI-1067等。近20年来经过大量的动物实验和临床循证医学研究证实，普遍认为只有普罗布考是抗动脉粥样硬化最具有前景和 [11-12]疗效确实的第一线抗氧化剂。普罗布考抑制MMPs作用的途径有2个:(1)普罗布考可以使单核细胞与内皮细胞的粘附力下降，使巨噬细胞和泡沫细胞减少，减少氧化修饰;(2)普罗布考进入内膜,阻断LDL氧化修饰,抑制ox-LDL形成，减少炎性细胞及泡沫细胞形成。 2 妊娠相关性蛋白-A 妊娠相关性蛋白-A(pregnancy associated plasma protein-A， PAPP-A)是一种高分子量的锌结合金属蛋白酶，1974年首次在孕妇血浆中检出，并发现低浓度PAPP-A与胎盘功能异常有关,2001年Bayes-Gents等发现在VP内表达丰富，在ACS时血液浓度升高.PAPP-A具有高度临床敏感性和特异性，而且检测方便，检测时间(turn around time, TAT)短，并且能够预测预后和指导治疗。 PAPP-A是仅可以裂解胰岛素样生长因子结合蛋白4 (IGFBP-4)的蛋白水解酶，而IGFBP -4也是目前所知的PAPP-A的唯一作用底物。在斑块局部炎症活动的过程中，激活的巨噬细胞分泌的PAPP-A通过对IGFBP-4的蛋白水解作用引起游离胰岛素样生长因子(IGF)-I释放 [13]增加及其生物活性增强，从而导致纤维帽变薄、斑块脆性增加和破裂。Bayes-Genis等对心脏猝死患者进行尸检,发现破裂或糜烂的VP细胞内和细胞外基质中有大量的PAPP-A表达，稳定斑块中的PAPP-A则未见表达。PAPP-A浓度为10 mU,L或更高时与ACS相关。其 [14]敏感性和特异性分别为89,和78,PAPP-A可以作为易损斑块的早期识别标志物。Lund等 研究认为PAPP-A具有可靠的预测预后价值，200例肌钙蛋白T(cTnT)阴性的ACS的住院患者，分别在入院时、入院后6h、12h和24h检测PAPP-A浓度并对患者随访6个月，发现PAPP-A升高大于2.9mlU,L可以作为肌钙蛋白阴性的ACS患者缺血性心脏事件及需要血运重建的强独立预测因子。PAPP-A水平越高，冠脉病变支数越多,相应的冠脉粥样硬化病变程度越 [15]严重。研究发现ACS患者外周血中PAPP-A浓度升高程度与CRP水平有一定相关性,提示PAPP-A参与了局部炎症过程，并促进斑块破裂导致血栓形成。 在非妊娠一般人群的血清中PAPP-A的浓度非常低，而且血清中含有大量的PAPP-A的结构类似物，与PAPP-A的多克隆抗体竞争结合，对PAPP-A的含量分析产生干扰。近年来应用较广的是放射免疫和酶联免疫2种分析方法.目前国内外普遍采用双抗体夹心法， 所使用的抗体均为多抗，检测结果实际可能包括了不含PAPP-A的proMBP复合体和PAPP-A的结构类似物。超敏感ELISA法应用两种高度特异性、均一性、效价及亲和力的抗PAPP-A McAb， 其敏感性要比常规的方法至少要高100倍以上。超敏感PAPP-A的ELISA法的可操作性，将使临床系统研究VP的PAPP-A表达和其他可能改变IGF,PAPP-A系统表达的病理生理状态变得比较容易.ProMBP的功能是抑制PAPP-A的蛋白水解作用，因而通过组织IGFBP-4的裂解， ProMBP可以对抗PAPP-A和IGFs的促动脉粥样硬化作用.可以将PAPP-A,proMBP比率作为PAPP-A检测VP的一个更全面的指标。 3 脂蛋白相关磷脂酶A2 脂蛋白相关磷脂酶A(Lp-PLA)。由成熟的巨噬细胞和淋巴细胞合成和分泌，主要与LDL22 结合，特异性地水解动脉内膜下氧化LDL上的氧化卵磷脂，其反应产物溶血卵磷脂胆碱和氧化游离脂肪酸刺激炎症细胞内皮黏附分子和细胞因子的表达，导致单个核细胞募集到血管内膜下，进而激活成巨噬细胞，最终成为凋亡的泡沫细胞。激活的巨噬细胞和泡沫细胞大量产生 Lp-PLA，并且释放到血流中，在循环中Lp-PLA与脂蛋白颗粒结合，其中2,3与LDL结22 合，1,3与HDL及VLDL结合。Lp-PLA:是一种血管特异性炎症酶，通过水解氧化LDL上的2 氧化 卵磷脂，促进动脉斑块内的炎症反应，导致斑块易损。美国FDA确认Lp-PLA浓度>2352μg/ L定义为增高,<200μg/L定义为低水平,200,235μg/L定义为临界增高 ,Lp2PLA2 具有很低的生物变异性。 由于Lp-PLA高表达在冠状动脉病变的坏死核心，Lp-PLA水解氧化LDL的下游产物具有22 促进炎症和导致细胞凋亡作用，Lp-PLA水平升高预示斑块从易损到破裂。有证据表明，在2 动脉粥样硬化斑块附近的血液中Lp-PLA，水平明显升高，而斑块不存在时，Lp-PLA 水平22明显降低，并且Lp-PLA:在坏死中心、巨噬细胞及凋亡的巨噬细胞、易损斑块和破裂斑块2 中也高度表达，而在脂质含量低、损害轻的病变中，其水平很低，这提示其是动脉粥样硬化的危险标志物，能预测动脉粥样硬化的风险以及评价斑块的稳定性，也可能成为一个新的治 [16]疗靶点。Serruys等研究提示，Lp-PLA抑制剂(darapladib)能够有效的抑制Lp-PLA活性，22阻止斑块坏死核心容积扩展，减低斑块易损性，再证实Lp-PLA活性降低与斑块稳定的关系。 2 4 过氧化物酶体增殖物激活受体-γ 过氧化物酶体增殖物激活受体(PPAR-γ)是一类由配体调节的核激素受体，属于核激素受体超家族成员，可在单核,巨噬细胞、内皮细胞和血管平滑肌细胞中表达。它与配体结合后被激活，参与体内多种生理及病理过程，包括:炎症反应、细胞凋亡、平滑肌迁移、增殖与动脉粥样硬化等。 PPAR-γ在动脉粥样硬化炎症反应中起重要作用。巨噬细胞作为主要的炎症细胞，可通过分泌多种炎症介质引发炎症。现有研究表明，PPAR-γ激活剂 可抑制单核,巨噬细胞激活。活化的PPAR-γ通过活化蛋白、信号转导和转录活化因子(VXQX)信号通路能抑制多种与斑块进展相关促炎症因子、黏附分子的基因表达，抑制IL-6、环氧化酶、内皮素-1、一氧化氮 [17]合酶的表达，抑制炎症反应以及减少MMPs的产生。激活的PPAR-γ主要通过限制斑块内关键炎性因子的表达而对易损斑块发挥重要调节作用。 斑块内脂质激发氧化应激和炎症反应，降低斑块的机械稳定性。故当斑块的脂核体积超过50,时，破裂风险明显增加，不稳定型心绞痛病变血管脂质明显多于稳定型心绞痛，胆固醇酯(CE)是不稳定斑块脂质核心的主要成分，是斑块易损的重要因素。抑制CE在斑块内的积聚可起到稳定斑块的作用。激活PPAR-γ可通过降低血脂，促进Ch的逆转运，减少斑块内脂质核心的体积，抑制斑块内CE的积聚来干预易损斑块。 内皮细胞功能障碍影响血管张力、脂质代谢和凝血机制，炎症细胞激活并合成、分泌各种水解酶、细胞因子和生长因子，导致细胞过度增生，最终导致细胞坏死和形成不稳定斑块。舒血管因子相对减少，缩血管因子相对上调，激活的白细胞易于进入血管内皮下间隙，诱发 [18]血小板聚集，最终导致斑块破裂。PPAR-γ激动剂能抑制内皮细胞的增殖，并呈剂量依赖 ++性，抑制Na-K交换器的活性,能部分阻断血管内皮细胞表达细胞黏附分子-1，抑制单核细胞与内皮细胞的结合，从而限制血管壁的炎症。噻唑烷二酮类药物作为PPAR-γ配体， 可提高血流介导的内皮依赖性,血管舒张性，因此可调节患者血管内皮细胞功能异常。 此外,PPAR-γ还能调节胶原纤维合成,降解的失衡状态、改善纤维帽表面应力、改善易损血液等多种途径去干预易损斑块。 5 CD40-CD40L 可溶性CD40(sCD40)是细胞表面 I型跨膜糖蛋白，sCD40配体(sCD40L)为?型跨膜糖蛋白， 同属TNF超家族。CD40L可刺激血管内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞表达和释放MMP-1 、 MMP-3、MMP-9等一系列基质金属蛋白酶，从而促进斑块易于破裂。 炎症反应贯穿于动脉粥样硬化从脂纹的形成到斑块、斑块破裂和血栓形成的全过程。C D 40-CD40L系统作为免疫和炎症反应的枢纽，可广泛表达于各种细胞。CD40联合IL-2可传递 强烈的信号刺激DC细胞使之产生一系列前炎症细胞因子，导致血管内皮细胞损伤，引起激 [19]烈的炎症反应。炎症发生后CD40-CD40L还可以:(1)诱导炎症因子如TNF-α、IL-1等的 持续分泌;(2)诱导引导因子和粘附分子的分泌;(3)诱导趋化因子( IL-8、单核细胞趋化蛋 白-1、MIP-1)持续释放，进一步趋化单核细胞、PMN、淋巴细胞及组织树突细胞等炎症细胞 到炎症局部聚积;(4)抑制单核细胞和树突细胞的凋亡。此时，CD40-CD40L与炎症反应之间 形成恶性循环，导致易损斑块的破裂。 血管痉挛、管壁张力增高和血流压力梯度对斑块产生的切应力也是导致斑块易破裂的主 要原因之一。多项研究表明CD40与CD40L共同表达于血小板，在高血压患者中显著增加， 在活体外，sCD40诱导单核细胞趋化蛋白(MCP)-1和白细胞介素-8在内皮细胞的表达，在血 浆水平里这些化学增活素与CD40L及血液动力学参数显著相关。究其机制可能是CD40L信号 系统可促使粥样斑块内的巨噬细胞及血管内皮细胞在血液循环中表达产生多种高水平的黏 附分子及前炎症因子。 CD40-CD40还可作用于细胞凋亡，也可以使血管内皮功能障碍以至于冠状动脉粥样斑块 不稳定、破裂、血栓形成。 6 其他 血浆同型半胱氨酸、髓过氧化物酶、巨噬细胞集落 刺激因子、干扰素-γ、纤维蛋白原、 血管生长因子及缺氧诱导因子水平在易损斑块的检测和判断预后方而也具有十分重要的作 用。 目前，许多研究将测定循环血液中能反映斑块易损性的血清炎症标记物作为预测斑块易 损性的替代终点。但结论还需要大规模临床验证。灵活应用多种检测手段鉴别及判断斑块易 损性，有效指导ACS的早期预防和治疗可能具有更大的临床意义。 参 考 文 献 [1] Nagase H，woessner JF Jr(Matrix metalloproteinasses [ J ](J Biol Chem，1999(274(31): 2 l 491-494( [2] Higo S, Uematsu M, Yamngishi M，Ishibashi-Ueda H，Awata M，Moronmai T，et a1.Elevation of plasma matrix metalloproteinase-9 in the culprit coronary artery in patients with acute myocardial infarction: clinical evidence from distal protection [J].Circ J,2005,69(10):1 180-185. 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