馬依彤, 李 洋
(新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院心臟中心, 烏魯木齊 830054)
炎性細胞在冠狀動脈粥樣硬化斑塊(Atherosclerotic Plaque,AP)的形成、破裂以及血栓形成,引起心肌梗死(MyoAPrdial Infarction,MI)的整個過程中均發(fā)揮作用。此外紅細胞和血小板也參與冠心病發(fā)病過程,涉及冠心病慢性進展期炎癥反應(yīng)和急性發(fā)病時血栓形成的過程。目前臨床上關(guān)于血細胞最重要的檢測手段是血常規(guī)檢查。該檢查成本低、范圍廣、易操作,具有重要實際應(yīng)用意義。本文就目前冠心病發(fā)生、發(fā)展過程中血細胞的作用和檢測結(jié)果的臨床應(yīng)用展開綜述。
冠心病的主要病理生理基礎(chǔ)是冠狀動脈粥樣硬化斑塊的形成[1]。AP由各種細胞、結(jié)締組織、脂核和纖維帽組成,在中央?yún)^(qū)域,各種來源的泡沫細胞和細胞外脂核被纖維帽包裹著,形成粥樣斑塊的核心區(qū)域。血液循環(huán)中的T淋巴細胞,巨噬細胞和肥大細胞等在血管病變部位被內(nèi)皮細胞產(chǎn)生的黏附分子附著,并逐漸滲透來參與粥樣硬化斑塊的形成,使斑塊邊緣區(qū)域聚集大量炎性細胞[2]。這些炎性細胞通過產(chǎn)生炎癥因子參與AP的生長[3]。當AP堵塞或破裂時會導(dǎo)致冠狀動脈血管梗阻引發(fā)心肌梗死。AP主要是通過活化形成血管內(nèi)血栓導(dǎo)致冠脈閉塞,引起急性冠脈綜合征(ACS);也有部分AP較穩(wěn)定,逐漸生長最后堵塞血管,導(dǎo)致穩(wěn)定型心絞痛或勞力型心絞痛(SA)。由于粥樣斑塊內(nèi)聚集有大量免疫細胞,產(chǎn)生和分泌各種細胞因子和蛋白酶導(dǎo)致粥樣斑塊纖維帽薄弱處不穩(wěn)定。斑塊破裂后會將細胞分泌物質(zhì)釋放入血,導(dǎo)致粥樣硬化斑塊內(nèi)的凝血因子暴露于血液。這些凝血因子與血液的凝血系統(tǒng)發(fā)生反應(yīng)引起凝血反應(yīng)產(chǎn)生血栓,當血栓堵塞冠狀動脈的大血管后會導(dǎo)致冠心病發(fā)作[4]。
1.1 單核細胞和巨噬細胞血液循環(huán)中的低密度脂蛋白(LDL)被血管內(nèi)膜細胞外基質(zhì)的蛋白聚糖俘獲后,通過氧化反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為氧化低密度脂蛋白(oxLDL)。oxLDL通過脂肪分解和蛋白水解作用產(chǎn)生磷脂,激活內(nèi)皮細胞。此外,凸起的AP會造成冠狀動脈局部血流動力學不穩(wěn)定,產(chǎn)生血流切應(yīng)力,使血管內(nèi)皮細胞受到壓力刺激后激活?;罨难軆?nèi)皮細胞會合成和分泌大量細胞黏附分子和驅(qū)化因子如:VAPM-1,IAPM-1、選擇素等[5]。黏附分子會特異性識別血流循環(huán)中的單核細胞和淋巴細胞等。聚集的免疫細胞會釋放細胞因子和蛋白酶,使血管內(nèi)皮細胞間的緊密連接破壞,導(dǎo)致單核細胞從破壞處遷移進入AP內(nèi)分化成為巨噬細胞。巨噬細胞在內(nèi)膜下產(chǎn)生分泌巨噬細胞集落刺激因子(MCS-F)從而誘導(dǎo)更多的單核細胞進入血管內(nèi)膜下分化為巨噬細胞。巨噬細胞表面表達的清道夫受體吞噬大量oxLDL,當oxLDL超過巨噬細胞的代謝能力時,巨噬細胞轉(zhuǎn)換為泡沫細胞。同時,巨噬細胞表面表達的Toll樣受體使巨噬細胞激活表達炎性細胞因子,蛋白酶和細胞毒性氧和氮自由基分子等產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致粥樣斑塊生長[6]。以上兩種途徑均可促進粥樣硬化斑塊的形成。
1.2 T淋巴細胞的激活研究發(fā)現(xiàn)AP中的T淋巴細胞約占斑塊中細胞的10%,主要為CD4+T細胞。T淋巴細胞在粥樣硬化斑塊中主要生理功能是識別與主要組織相容性復(fù)合物(MHC)II類分子結(jié)合的蛋白質(zhì)抗原[7-8]。當粥樣硬化斑塊中的CD4+T細胞被激活后,該細胞主要分化為Th1型效應(yīng)細胞,產(chǎn)生和分泌IFN-γ,激活巨噬細胞[9-10]。IFN-γ可以提高抗原遞呈細胞的效率和促進TNF-α和IL-1的合成。在小鼠中的研究證實Th1細胞可以產(chǎn)生IL-12和IL-18促進粥樣硬化進展[11-12]。自然殺傷T淋巴細胞(NK-TC)主要在粥樣硬化病變早期識別脂質(zhì)抗原[13];CD8+T細胞主要識別與組織相容性復(fù)合物(MHC)II類分子結(jié)合抗原[9],這兩類T淋巴細胞均在動脈粥樣硬化早期發(fā)揮作用。其它在粥樣斑塊中發(fā)現(xiàn)的T淋巴細胞有調(diào)節(jié)性T淋巴細胞、Th17細胞,TCRγδ+ T細胞等。Klingenberg等[14]的研究發(fā)現(xiàn)Foxp3+調(diào)節(jié)性T淋巴細胞可以抑制炎癥反應(yīng)和斑塊生長??傊甌淋巴細胞主要通過產(chǎn)生的細胞因子之間發(fā)生的協(xié)同作用促進動脈粥樣硬化的進展。
1.3 B淋巴細胞的作用在AP病變中心很少發(fā)現(xiàn)B淋巴細胞參與其中,但Ketelyhth等[15]的研究發(fā)現(xiàn),在病灶血管外膜有大量B淋巴細胞聚集,構(gòu)成一個低級淋巴器官。這些低級淋巴器官在粥樣硬化斑塊生長的不同階段所含的B淋巴細胞的種類和數(shù)目也不相同。目前關(guān)于低級淋巴器官的具體作用機制仍存在爭議:一部分觀點認為該器官為斑塊生長提供所需的免疫細胞;另一部分觀點認為該器官產(chǎn)生的免疫細胞可以抑制斑塊繼續(xù)向血管外膜擴散。小鼠實驗結(jié)果也存在爭議:Major等[16]的研究發(fā)現(xiàn)行脾切除術(shù)消除大部分B淋巴細胞群的小鼠,AP會加速形成,同時APligiuri 等[17]的研究還發(fā)現(xiàn)進行移植B淋巴細胞可以抑制粥樣硬化斑塊的形成。Kyaw等[18]的研究表明缺乏B1a淋巴細胞或B1a淋巴細胞分泌的IgM降低是造成B淋巴細胞缺陷的原因。另外Sage等[19]的研究發(fā)現(xiàn)用抗B2細胞的CD20抗體和缺乏B淋巴細胞激活因子受體(BAFFR)來處理小鼠,可抑制高膽固醇血小鼠動脈粥樣硬化??傊?,目前關(guān)于B淋巴細胞在粥樣硬化斑塊形成的過程中所產(chǎn)生作用的詳細機制尚不清楚。
1.4 中性粒細胞的作用中性粒細胞參與冠心病的發(fā)病和發(fā)展過程,主要有兩個研究方向:(1)口腔病原微生物通過引起慢性牙周炎,導(dǎo)致長期的口腔慢性炎癥反應(yīng)。該反應(yīng)過程主要由中性粒細胞局部聚集引起的局部炎癥反應(yīng)導(dǎo)致。這些聚集的中性粒細胞產(chǎn)生炎癥因子進入血液,由循環(huán)系統(tǒng)運輸?shù)焦跔顒用}并參與形成AP[20-21];(2)長期的腸道菌群紊亂導(dǎo)致腸道生物屏障破壞,使腸道系統(tǒng)局部產(chǎn)生長期的由中性粒細胞介導(dǎo)的慢性炎癥反應(yīng)。在該反應(yīng)過程中,中性粒細胞會產(chǎn)生分泌炎癥因子。炎癥因子進入循環(huán)系統(tǒng)后參與AP形成[22-23]。這兩種方式產(chǎn)生促動脈粥樣硬化的途徑有:(1)革蘭氏陰性細菌穿過免疫屏障進入血液循環(huán),細菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素(LPS)損傷中、小動脈內(nèi)膜的完整性,誘導(dǎo)粥樣斑塊形成;(2)局部慢性炎癥反應(yīng)聚集大量中性粒細胞產(chǎn)生系統(tǒng)炎癥反應(yīng)細胞因子,如TNF-α、CXCR-4、IL-1和IL-6等。由于冠狀動脈特殊的血流動力學特點的影響,使這些系統(tǒng)性炎癥因子在冠狀動脈局部產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)、TIMP-1和活性氧組(ROS)促進粥樣硬化斑塊的生長,導(dǎo)致斑塊破裂。
冠心病的病理生理基礎(chǔ)主要表現(xiàn)為冠狀動脈粥樣硬化斑塊形成,斑塊破裂或出血導(dǎo)致局部血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞,暴露出許多斑塊內(nèi)以及血管內(nèi)促凝血因子。這些促凝血因子激活血小板,使冠脈產(chǎn)生血栓[24]。血栓事件急性發(fā)作時會引發(fā)急性冠脈綜合征,栓塞事件嚴重時還會導(dǎo)致心臟性猝死。此外血小板還通過參與慢性炎癥反應(yīng)過程促進動脈粥樣硬化斑塊的形成[4]。
2.1 血小板與血栓的形成正常生理狀態(tài)下,血液循環(huán)中由于血管內(nèi)皮細胞釋放的NO和PGI2抑制血小板活性,使血小板處于靜息狀態(tài)。AP導(dǎo)致冠狀動脈血管內(nèi)皮受損時,內(nèi)皮細胞分泌功能受損使血小板活化能力下降。AP破裂使斑塊內(nèi)組織因子與血小板接觸促進血小板活化,整個過程主要涉及血小板的黏附、聚集、釋放等功能[24]。
2.2 血小板對慢性炎癥反應(yīng)的調(diào)控血小板主要參與調(diào)控控制動脈粥樣硬化病變的起始和斑塊不穩(wěn)定性進展的炎癥反應(yīng)過程[25]。這種調(diào)節(jié)由活化血小板產(chǎn)生的因子介導(dǎo),如CD40L,P-選擇蛋白,RANTES和toll樣受體。血小板表達分泌血液循環(huán)中95%的循環(huán)可溶性CD40配體分子(sCD40L), 使血液中中性粒細胞數(shù)目增加,導(dǎo)致慢性炎癥。sCD40L通過CD40依賴性腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF)-2/Rac1/p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)依賴性路徑顯著增加血小板活化和聚集[4]。CD40/CD40L誘導(dǎo)巨噬細胞介導(dǎo)的TF釋放,促進粥樣硬化斑塊形成。sCD40L還能夠結(jié)合巨噬細胞1抗原(Mac-1),它是一種在單核細胞/巨噬細胞上表達的整聯(lián)蛋白,導(dǎo)致TF的分泌促炎細胞因子如IL-1β,IL-6,IL-8和TNF-α。在內(nèi)皮細胞中,sCD40L誘導(dǎo)細胞黏附分子如IAPM-1,VAPM-1的表達和促血管生成趨化因子MCP-1和IL-8的分泌[26]。血小板來源的P-選擇素表達受Gas6和低水平的纖維蛋白原調(diào)節(jié),通過促進血液循環(huán)中形成穩(wěn)定的白細胞聚集體與損傷血管內(nèi)皮黏附而促進動脈粥樣硬化病變發(fā)展和動脈血栓[27]?;罨难“宸置谮吇蜃覴ANTES,其結(jié)合白細胞中的CCR1趨化因子受體并促進它們與受損冠狀動脈血管的內(nèi)皮相互作用促進粥樣硬化斑塊的形成[28]。
紅細胞與冠心病研究主要涉及兩個方向:(1)紅細胞的變形;(2)紅細胞的碎裂[29-30]。在正常生理條件下,紅細胞在血液循環(huán)過程中為了通過毛細血管網(wǎng),具有很好的變形能力。這種良好的變形能力使紅細胞對循環(huán)中血液黏滯度的影響很大。當機體出現(xiàn)栓塞事件時,紅細胞的這種變形能力會促進血栓形成。當冠心病發(fā)作時,在冠狀動脈的白色血栓期紅細胞會被纖維蛋白和血小板編制的血栓網(wǎng)切割,導(dǎo)致紅細胞碎裂。紅細胞碎裂后會產(chǎn)生微粒體,這些微粒體有促進血栓形成的能力。
綜上所述,目前關(guān)于血細胞與冠心病的研究主要涉及兩方面:血細胞對冠心病發(fā)病過程中慢性炎癥的影響;冠心病急性發(fā)病時血細胞對冠脈內(nèi)血栓形成的影響。關(guān)于這兩方面詳細的分子機制還需要更加深入的研究,以揭示血細胞與冠心病作用的詳細分子機制,并進一步闡釋冠心病的發(fā)病機理。