李守社 (聊城市人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,山東 聊城 252000)
近年來(lái),研究發(fā)現(xiàn)CD40配體(CD40L)對(duì)機(jī)體的免疫和炎癥反應(yīng)有重要的調(diào)節(jié)作用。它們具有廣泛的生物學(xué)功能,參與了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)生、發(fā)展過(guò)程〔1~3〕,其與腦梗死的關(guān)系引起了人們的密切關(guān)注。本文對(duì)CD40L在動(dòng)脈粥樣硬化及其腦血栓形成中的作用加以綜述。
CD40L為腫瘤壞死因子超家族成員,參與免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng);在CD4+T細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨核細(xì)胞、血小板中廣泛表達(dá)。體內(nèi)CD40L主要來(lái)源于活化的血小板。CD40L在體內(nèi)主要以2種形式存在,即與相應(yīng)細(xì)胞膜結(jié)合的膜結(jié)合型CD40L(membrane-bound CD40L,mCD40L)和游離狀態(tài)的sCD40L。兩者具有相同的生物學(xué)效應(yīng),循環(huán)血液中測(cè)定的CD40L主要是sCD40L,由mCD40L經(jīng)蛋白水解酶作用后脫落形成,相對(duì)分子質(zhì)量為18 kD循環(huán)中出現(xiàn)的sCD40L可能主要來(lái)源于激活的血小板。血小板活化后,sCD40L含量增加,其含量變化可反映血小板活化狀態(tài)。因此,血小板CD40L表達(dá)上調(diào)也可作為血小板活化的特定指標(biāo)〔4,5〕。
CD40配體(CD40L或CDl54)是以三聚體形式存在,是一種Ⅱ型跨膜糖白,相對(duì)分子質(zhì)量為33 kD,其三維結(jié)構(gòu)類似于TNF-α,屬于 TNF家族。人 CD40L基因位于 X染色體,即 Xq26.3-Xq27.1區(qū),長(zhǎng)度為12~13 kb包含5個(gè)外顯子和4個(gè)內(nèi)含子。CD40L基因編碼261個(gè)氨基酸,其中膜外 C-端富含半胱氨酸,跨膜區(qū)含有24個(gè)氨基酸,膜內(nèi)的N-端含有22個(gè)氨基酸,膜內(nèi)端缺失信號(hào)肽。晶體衍射分析證明,可溶性膜外端以三聚體的形式存在?,F(xiàn)已證實(shí),三聚體結(jié)構(gòu)是其發(fā)揮功能的前提條件。CD40L信號(hào)是通過(guò)募集胞質(zhì)的CD40形成三聚體,通過(guò)與TNF受體相關(guān)因子(TRAF)結(jié)合而進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。CD40為CD40L的受體,CD40與CD40L構(gòu)成一對(duì)互補(bǔ)跨膜糖蛋白,是體液免疫和細(xì)胞免疫的一條重要的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。CD40與CD40L的相互作用在T細(xì)胞依賴體液免疫反應(yīng)中起重要作用,具有調(diào)節(jié)CD+4T和B細(xì)胞同源化作用,促進(jìn)B細(xì)胞激活、分化及記憶的產(chǎn)生,激活抗原遞呈細(xì)胞,是T細(xì)胞活化的關(guān)鍵〔6〕。
CD40與CD40L相互作用不只局限于免疫炎癥細(xì)胞的信號(hào)傳遞,還參與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)主要炎癥細(xì)胞反應(yīng)的調(diào)節(jié),對(duì)斑塊的不穩(wěn)定性有著重要作用。血小板也能夠表達(dá)CD40與CD40L。在人體的動(dòng)脈粥樣斑塊中,CD40與CD40L主要分布在斑塊的‘肩部’及斑塊與正常組織的交界區(qū)。CD40L在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用:(1)促進(jìn)炎癥介質(zhì)的表達(dá):CD40與CD40L相互作用是淋巴細(xì)胞激活的重要條件,它促進(jìn) Th1細(xì)胞因子(IL-2、IFN-γ)和Th2細(xì)胞因子(IL-4、IL-5和 IL-10)的產(chǎn)生。CD40與CD40L能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞釋放IL-6和IL-8,同時(shí),通過(guò)刺激IL-1轉(zhuǎn)化酶及對(duì)IL-1前體的加工,使IL-1的活性及表達(dá)增加。在巨噬細(xì)胞中,CD40與CD40L誘導(dǎo)細(xì)胞因子IL-1、IL-6、IL-8和IL-12及TNF的產(chǎn)生。CD40與CD40L的相互作用增加血管細(xì)胞黏附分子(VCAM)-1、選擇素E和細(xì)胞間黏附分子(ICAM)的表達(dá)。(2)基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP):可由斑塊中巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生。MMP可降解細(xì)胞外基質(zhì)和斑塊纖維帽,使斑塊不穩(wěn)定。CD40L可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞,平滑肌細(xì)胞,單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌MMP。MMP-8能降解彈性蛋白、纖維原、非纖維性的膠原及其他基質(zhì)成分,削弱纖維帽結(jié)構(gòu),在粥樣斑塊的破裂中起十分重要的作用。在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)平滑肌細(xì)胞上有MMP的表達(dá)。MMP可降解細(xì)胞外基質(zhì),削弱纖維帽的結(jié)構(gòu),在促進(jìn)斑塊破裂的過(guò)程中有重要的作用。CD40L通過(guò)調(diào)節(jié)粥樣斑塊中的MMP表達(dá),而影響斑塊的不穩(wěn)定性。CD40與CD40L的相互作用有助于粥樣斑塊中細(xì)胞外基質(zhì)的降解。(3)血管新生:血管新生與動(dòng)脈粥樣斑塊的穩(wěn)定性密切相關(guān),CD40L途徑在內(nèi)皮細(xì)胞中能通過(guò)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)介導(dǎo)血管新生 。CD40L通過(guò)IL-15、環(huán)氧酶-2(COX-2)誘導(dǎo)血管新生,增加VEGF的表達(dá)。CD40L誘導(dǎo)產(chǎn)生的化學(xué)因子、IL-8在血管新生中也有著一定的作用。(4)促凝活性的增加:內(nèi)皮細(xì)胞過(guò)度地表達(dá)組織因子(tissue factor,TF)是動(dòng)脈粥樣斑塊不穩(wěn)定性的顯著特點(diǎn)。體內(nèi)外研究表明,CD40與CD40L的相互作用促使斑塊中的血栓形成,促使內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞表達(dá)促凝血因子;TF與內(nèi)皮下基質(zhì)結(jié)合,引起內(nèi)皮損傷或暴露給凝血因子,使斑塊(尤其是無(wú)纖維帽破裂的斑塊)局部容易形成血栓〔7~9〕。CD40與CD40L可誘導(dǎo)血小板表達(dá)小顆粒黏附分子P-選擇素,增加白細(xì)胞的聚集和炎癥反應(yīng)。正常人血清中可溶性CD40L存在一個(gè)基礎(chǔ)水平,穩(wěn)定型斑塊能不斷釋放一定量的CD40L,當(dāng)斑塊不穩(wěn)定時(shí),血小板被CD40L途徑激活,其sCD40L釋放明顯增加。(5)氧化修飾低密度脂蛋白(ox-LDL):大量的證據(jù)表明,ox-LDL在動(dòng)脈粥樣硬化中扮演著重要的作用:增加TNF-α、IL-6、IL-8、單核細(xì)胞誘導(dǎo)蛋白-1(MCP-1)的分泌。CD40與CD40L表達(dá)介導(dǎo)ox-LDL的促動(dòng)脈硬化作用,增強(qiáng)斑塊內(nèi)炎癥細(xì)胞反應(yīng)的調(diào)節(jié),使斑塊的不穩(wěn)定性增加,促進(jìn)動(dòng)脈硬化的發(fā)展〔8~11〕。
動(dòng)脈粥樣硬化是腦梗死最重要的病理學(xué)基礎(chǔ),腦梗死的發(fā)生與斑塊的形態(tài)特征和穩(wěn)定性密切相關(guān)。研究表明,斑塊核心的脂質(zhì)成分越多,纖維帽越薄,斑塊內(nèi)的炎癥細(xì)胞越多,斑塊的穩(wěn)定性也就越差,越容易發(fā)生腦梗死。CD40/CD40L系統(tǒng)可刺激斑塊內(nèi)單核巨噬細(xì)胞分泌MMP(尤其是MMP-8和MMP-9),降解基質(zhì)成分,使斑塊承受血流剪切力和機(jī)械壓力的能力下降,使斑塊易于破裂〔12〕。
血小板黏附和聚集于斑塊破潰處是血栓形成的關(guān)鍵事件,血小板還可通過(guò)其他機(jī)制如激活炎性反應(yīng)誘發(fā)急性腦血管事件。因此,血小板活化時(shí)不僅促進(jìn)血栓形成,還釋放和表達(dá)炎性介質(zhì),誘導(dǎo)白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞炎性反應(yīng),并對(duì)這些細(xì)胞產(chǎn)生的炎性介質(zhì)起活化反應(yīng)。CD40L參與了血小板活化和血栓形成。sCD40L可能通過(guò)結(jié)合CD40活化血小板,誘導(dǎo)血小板釋放α-顆粒和致密顆粒〔13〕。Garlichs等〔14〕報(bào)道:選擇發(fā)病24 h內(nèi)入院者,17例TIA組及60例腦梗死組,測(cè)量入院時(shí)及發(fā)病3個(gè)月時(shí)的血小板CD40L及sCD40L含量,與15例年齡性別匹配健康對(duì)照者組比較均有明顯升高。認(rèn)為缺血性腦血管病調(diào)高了CD40/CD40L系統(tǒng),引起炎性因子釋放增加,導(dǎo)致動(dòng)脈硬化斑塊不穩(wěn)定,破裂,促進(jìn)腦梗死的發(fā)生、發(fā)展等。Davi等〔1〕報(bào)道90例發(fā)病72 h內(nèi)的腦梗死病人,測(cè)定sCD40L及單核細(xì)胞趨化蛋白-1,與45例年齡性別匹配健康對(duì)照者組比較均有明顯升高。認(rèn)為缺血性腦血管病調(diào)高了CD40/CD40L系統(tǒng),增加了腦血管病復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)性〔14〕。Ferro等〔15〕認(rèn)為血漿 sCD40L水平可以作為預(yù)測(cè)腦梗死合并非瓣膜性心房纖顫病人發(fā)生血栓-栓塞事件的重要血液標(biāo)志物。Plaikner等〔16〕報(bào)道:1 089例急性心肌梗死或腦梗死患者,急診測(cè)量血漿sCD40L,表明sCD40L明顯升高,與C-反應(yīng)蛋白、血小板計(jì)數(shù)呈明顯正相關(guān),與年齡、性別無(wú)明顯相關(guān)性。
缺血性腦血管病是最常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,是威脅人類健康的主要疾病之一,如何預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展以及篩選高危人群,是今后腦血管病的研究方向。CD40L為研究腦血管病的發(fā)生和復(fù)發(fā)提供新的生物標(biāo)記物,同時(shí),也為治療及預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化提供了一個(gè)新的策略和靶點(diǎn)。有人應(yīng)用他汀類藥物及抗血小板聚集抑制劑等藥物降低了急性腦梗死病人CD40L的含量〔17~19〕。
1 Davi G,Tuttolomondo A,Santilli F,et al.CD40ligand and MCP-1 as predictors of cardiovascular events in diabetic patients with stroke〔J〕.J Atheroscler Thromb,2009;16(6):707-13.
2 Ferroni P,Santilli F,Guadagni F,et al.Contribution of platelet-derived CD40ligand to inflammation,thrombosis and neoangiogenesis〔J〕.Cur Med Chem,2007;14(20):2170-80.
3 Packard RR,Libby P.Inflammation in atherosclerosis:from vascular biology to biomarker discovery and risk prediction〔J〕.Clin Chem,2008;54(1):24-8.
4 Davì G,Patrono C.Platelet activation and atherothrombosis〔J〕.Engl J Med,2007;357(24):2482-94.
5 Santill F,Basili S,F(xiàn)erron P,et al.CD40/CD40Lsystem and vascular disease〔J〕.Int Emerg Med,2007;2(4):256-68.
6 周 璇,張學(xué)光.CD40L結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系〔J〕.國(guó)際免疫學(xué)雜志,2006;29(1):17-20.
7 Li G,Sanders JM,Bevard MH,et al.CD40ligand promotes Mac-1 Expression,leukocyte recruitment,and neointima formation after vascular injury〔J〕.Am J Pathol,2008;172(4):1141-52.
8 王靜華,王中魁,吳 濤,等.CD40-CD40L在頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性中的作用及與基質(zhì)金屬蛋白酶的相關(guān)性〔J〕.中華神經(jīng)科雜志,2009;42(6):390-5.
9 陳鳳英,高 煒,唐朝樞.CD40-CD40L配體與動(dòng)脈粥樣硬化的研究進(jìn)展〔J〕.中國(guó)動(dòng)脈硬化雜志,2006;14(8):731-3.
10 Lobbes MB,Lutgens E,Heeneman S,et al.Is there more than C-reactive protein and fibrinogen?The prognostic value of soluble CD40ligand,interleukin-6 and oxidized low-density lipoprotein with respect to coronary and cerebral vascular disease〔J〕.Atherosclerosis,2006;187(1):18-25.
11 賈運(yùn)喬,劉朝霞,趙 歡,等.CD40-CD40L與動(dòng)脈粥樣硬化的研究進(jìn)展〔J〕. 中國(guó)老年學(xué)雜志,2010;30(9):2710-2.
12 Tanne D,Haim M,Goldbout U,et al.CD40ligand and risk of ischemic stroke or coronary events in patients with chronic coronary heart disease〔J〕.Int J Cardiol,2006;107(3):322-6.
13 Rallidis LS,Vikelis M,Panagiotakos DB,et al.Inflammatory markers and in-hospital mortality in acute ischaemic stroke〔J〕.Athrosclerosis,2006;189(1):193-7.
14 Garlichs CD,Kozina S,F(xiàn)ateh-Moghadam S,et al.Upregulation of CD40-CD40ligand(CD154)in patients with acute cerebral ischemia〔J〕.stroke,2003;34(6):1412-8.
15 Ferro D,Loffredo L,Polimeni L,et al.Soluble CD40ligand predicts ischemic stroke and myocardial infarction in patients with nonvalvular atrial fibrillation〔J〕.Thromb Vasc Biol,2007;27(12):2763-8.
16 Plaikner M,Peer A,F(xiàn)alken-sammer G,et al.Lack of association of soluble CD40Ligand with the presence of acute myocardial infarction or ischemic Stroke in the emergency department〔J〕.Clin Chem,2009,55(1):175-8.
17 Welsh P,Lowe GD,Chalmers J,et al.Associations of proinflammatory cytokines with the risk of recurrent stroke〔J〕.Stroke,2008;39(8):2226-30.
18 Antoniades C,Bakogiannisc C,Tousoulis D,et al.The CD40/CD40ligand system:linking inf ammation with atherothrombosis〔J〕.J Am Coll Cardiol,2009;54(8):669-77.
19 Koh KK,Han SH,Quon MJ.Inflammatory markers and the metabolic syndrome:insights from therapeutic interventions〔J〕.J Am Coll Cardiol,2005;46(11):1978-85.