董正 吳潤達(dá) 姚康 葛均波

(上海市心血管病研究所 復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科，上海200032)

一直以來，動脈粥樣硬化是心腦血管疾病的首要病因[1-2]，該病是脂質(zhì)和免疫細(xì)胞在動脈內(nèi)膜(動脈內(nèi)皮和內(nèi)彈力層之間的部位)長期積聚的病理過程，可形成斑塊并最終導(dǎo)致斑塊破裂[3]。固有免疫細(xì)胞存在于健康的動脈壁上，在發(fā)生動脈粥樣硬化斑塊時，其數(shù)量越來越多，促炎作用也越來越強。T細(xì)胞雖然在數(shù)量上不如固有免疫細(xì)胞豐富，但也可進(jìn)入動脈內(nèi)膜，并調(diào)節(jié)固有免疫細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的功能。中膜內(nèi)的平滑肌細(xì)胞在白細(xì)胞不斷形成的介質(zhì)作用下，可遷移到內(nèi)膜，促進(jìn)炎癥部位膨隆，形成動脈粥樣硬化斑塊[4]。

降脂治療至今仍是抗動脈粥樣硬化治療的基石，但即使是他汀類藥物優(yōu)化治療后的患者，其心血管疾病事件仍時有發(fā)生，存在較高的殘余風(fēng)險[5-6]。當(dāng)抗白介素(IL)-1β治療動脈粥樣硬化的臨床研究CANTOS(Canakinumab Anti-inflammatory Thrombosis Outcome Study)獲得顯著的臨床獲益后[7]，動脈粥樣硬化相關(guān)炎癥通路再次成為研究和臨床轉(zhuǎn)化的熱點。目前，單細(xì)胞測序技術(shù)的蓬勃發(fā)展也為該領(lǐng)域的研究打開了一扇新的大門[8-9]?，F(xiàn)對目前炎癥參與動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展的機制做簡要綜述，尤其關(guān)注炎癥的雙刃劍作用——促炎細(xì)胞和抗炎細(xì)胞的共存與抗衡的狀態(tài)，以期為動脈粥樣硬化的抗炎治療提出可能的靶點和研究方向。

1 動脈粥樣硬化過程中的炎癥細(xì)胞及因子

1.1 巨噬細(xì)胞

巨噬細(xì)胞是動脈粥樣硬化發(fā)生和進(jìn)展中最主要的免疫炎癥細(xì)胞，通常認(rèn)為斑塊內(nèi)的巨噬細(xì)胞有兩種來源。第一種是血管原位巨噬細(xì)胞，連同血管原位樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)都被稱作吞噬細(xì)胞，組成了抵抗病原體入侵和吞噬非我物質(zhì)的第一血管層防線。第二種則是內(nèi)皮損傷和炎癥起始后，由一系列被釋放的細(xì)胞因子招募的Ly6chi單核細(xì)胞分化而來的巨噬細(xì)胞[10-12]。

雖然兩種細(xì)胞(血管原位和單核分化)都可吞噬低密度脂蛋白膽固醇，形成富含胞內(nèi)脂滴的泡沫細(xì)胞，但后者中還存在一部分非泡沫化的CCR2+巨噬細(xì)胞，這群細(xì)胞可表達(dá)促炎因子如IL-1β參與炎癥反應(yīng)[13]。除了氧化低密度脂蛋白，巨噬細(xì)胞還能清除細(xì)胞碎片。通過識別凋亡細(xì)胞表面的“eat me”信號，巨噬細(xì)胞可吞噬凋亡細(xì)胞，也叫胞葬作用。清除凋亡細(xì)胞本身會使巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出抗炎表型[14]。許多研究也證實，當(dāng)缺乏識別凋亡細(xì)胞的受體(如MerTK、C1qA和T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白-3)時，機體血管更易發(fā)生斑塊[15-16]，而輸注凋亡細(xì)胞或含有磷脂酰絲氨酸的脂質(zhì)體則會延緩疾病的進(jìn)展[17-18]。

巨噬細(xì)胞除了參與脂質(zhì)代謝和清除動脈壁的細(xì)胞碎片外，還參與調(diào)節(jié)局部免疫反應(yīng)。巨噬細(xì)胞表達(dá)許多模式識別受體，并藉由此識別斑塊處病原體相關(guān)分子模式和損傷相關(guān)識別分子。識別后，巨噬細(xì)胞被激活并產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子，例如斑塊處的巨噬細(xì)胞表達(dá)Toll樣受體4，通過識別氧化低密度脂蛋白誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生[19]。

在同一斑塊區(qū)域，巨噬細(xì)胞的表型有明顯的區(qū)別。促炎巨噬細(xì)胞主要分布在斑塊易于破裂的區(qū)域和壞死脂核內(nèi)[20]，而抗炎巨噬細(xì)胞則主要分布于動脈外膜處[21]。最近，單細(xì)胞RNA測序或流式細(xì)胞術(shù)可更為充分地了解巨噬細(xì)胞在動脈粥樣硬化斑塊中的異質(zhì)性。Cochain等[8]和Winkels等[22]最近的兩項研究發(fā)現(xiàn)，動脈粥樣硬化斑塊中有11～13個不同的白細(xì)胞群。Winkels等[22]發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化病變區(qū)域存在兩群不同的巨噬細(xì)胞，通過是否表達(dá)Lyve-1而相互區(qū)別。Cochain等的研究還發(fā)現(xiàn)了不同于原位巨噬細(xì)胞和炎性巨噬細(xì)胞的第三群巨噬細(xì)胞，它們高表達(dá)髓樣細(xì)胞激動受體2(TREM2)，TREM2與清除有害組織碎片和識別脂蛋白有關(guān)，TREM2hi巨噬細(xì)胞同時高表達(dá)與脂質(zhì)代謝相關(guān)的基因，并推測TREM2功能喪失可能會加重動脈粥樣硬化進(jìn)展。

1.2 DC

DC也是動脈粥樣硬化早期斑塊形成時泡沫細(xì)胞的來源之一[23]，和巨噬細(xì)胞相似，參與動脈粥樣硬化進(jìn)展的DC也分為兩種，第一種是經(jīng)典的依賴Flt3通路的CD103+CD11b-的DC，研究發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞具有限制炎癥和動脈粥樣硬化進(jìn)展的能力[24]，這類細(xì)胞可能屬于血管原位DC，并參與了泡沫細(xì)胞的形成。第二種是單核細(xì)胞分化而來依賴M-CSF的CD14+CD11b+DC-SIGN+DC，這類DC在動脈粥樣硬化過程中數(shù)目更多[25]，可能與促進(jìn)動脈粥樣硬化有關(guān)。未來通過更多的特異性標(biāo)志(如經(jīng)典的DC特異性轉(zhuǎn)錄因子Zbtb46)和新的技術(shù)[26]會幫助研究者在動脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)更多DC和巨噬細(xì)胞亞群。

1.3 平滑肌細(xì)胞

平滑肌細(xì)胞作為動脈壁中層和外膜的主要結(jié)構(gòu)，生理狀態(tài)下不可能通過內(nèi)彈力層進(jìn)入內(nèi)膜。但當(dāng)動脈粥樣硬化病變開始時，內(nèi)膜的病變波及中層，使得平滑肌細(xì)胞可遷移進(jìn)入斑塊，并可分布在斑塊接近內(nèi)膜的表面部位，分泌細(xì)胞外基質(zhì)形成纖維帽以穩(wěn)定斑塊結(jié)構(gòu)，而動脈粥樣硬化炎癥中的IL-17A可使細(xì)胞外基質(zhì)的分泌過多[27]，繼而導(dǎo)致載脂蛋白的潴留和血管硬度增加[3]。雖然平滑肌細(xì)胞并非通常意義的炎癥免疫細(xì)胞，但最近的實驗數(shù)據(jù)表明，平滑肌細(xì)胞也可分化為類似巨噬細(xì)胞的泡沫細(xì)胞[28]。雖然其不會表達(dá)促炎細(xì)胞因子基因[15]，但和其他泡沫細(xì)胞的功能是否有差異尚未可知。

1.4 T細(xì)胞

DC、巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞都是動脈粥樣硬化發(fā)生過程中形成泡沫細(xì)胞的來源，但只有表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ分子及共刺激分子的非泡沫化DC和巨噬細(xì)胞才具有抗原提呈功能，而所提呈的抗原只有激活T細(xì)胞才可引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)。斑塊內(nèi)浸潤的T細(xì)胞中，TCRγδ+T細(xì)胞作用相對較弱，而TCRαβ+T細(xì)胞則與疾病發(fā)展明顯相關(guān)，后者中CD4+T細(xì)胞是動脈粥樣硬化斑塊中最主要的效應(yīng)細(xì)胞[29]，具體來說T細(xì)胞可分為4個亞群[30]，其中Th1是主要的T細(xì)胞類型，而Th2、Th17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)數(shù)量均較少，但Treg可見于斑塊發(fā)展的全部階段。這些T細(xì)胞類型分泌不同類型的細(xì)胞因子，并產(chǎn)生相異的生物效應(yīng)，最終形成斑塊發(fā)生和發(fā)展的復(fù)雜調(diào)控機制(見表1)，但激活不同類型的T細(xì)胞所需的細(xì)胞類型以及微環(huán)境因素尚待進(jìn)一步研究。

表1 參與動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展的CD4+T細(xì)胞類型

1.5 其他免疫細(xì)胞

B細(xì)胞也可見于動脈粥樣硬化斑塊，早期研究發(fā)現(xiàn)完全敲除B細(xì)胞可導(dǎo)致斑塊的進(jìn)展，但后來發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞各個亞群對斑塊形成的作用各有不同。斑塊內(nèi)的B細(xì)胞主要分為三個亞型，其中B1a細(xì)胞通過分泌IgM阻礙血管壁形成脂核，調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Breg)分泌IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β,抑制動脈粥樣硬化進(jìn)展，而B2細(xì)胞則通過介導(dǎo)對氧化低密度脂蛋白膽固醇的抗體反應(yīng)及激活T細(xì)胞來發(fā)揮促進(jìn)病變進(jìn)展的作用[31]。

其他固有免疫細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和自然殺傷T細(xì)胞是動脈粥樣硬化更為少見的細(xì)胞類型[2]，作用也各有差異，如中性粒細(xì)胞通常僅可見于病變初期[32]，肥大細(xì)胞與纖維帽變薄有關(guān)[33]，自然殺傷細(xì)胞可加重動脈粥樣硬化[34]，而自然殺傷T細(xì)胞表現(xiàn)為雙向作用，可能在病變早期發(fā)揮促動脈粥樣硬化作用[35]，病變后期則可通過分泌IL-10來限制動脈粥樣硬化的發(fā)展[36]。

2 動脈粥樣硬化的抗炎治療策略與機制

隨著對免疫細(xì)胞亞群、來源和功能的不斷了解，越來越多的臨床試驗將免疫細(xì)胞作為臨床治療靶點。正如前文所述，CANTOS研究證實,IL-1β是有效的治療C反應(yīng)蛋白水平較高的陳舊性心肌梗死患者的動脈粥樣硬化的靶點，可顯著地改善患者的預(yù)后[7]。此外，一項研究發(fā)現(xiàn),每周給予患者低劑量的甲氨蝶呤并不能減少心血管事件的發(fā)生。在這一研究中，受試者的炎性生物指標(biāo)如C反應(yīng)蛋白、IL-1β或IL-6并未降低[37]，受試者的C反應(yīng)蛋白基線值也并未升高。

在使用納米材料特異性遞送藥物治療動脈粥樣硬化方面，近年也取得了很大進(jìn)展。帶有特定siRNAs的納米顆粒可降低黏附分子、趨化因子受體或轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，可用于抑制動脈粥樣硬化中的炎癥反應(yīng)[38]。而含有磷脂酰絲氨酸的脂質(zhì)體通過模仿凋亡細(xì)胞，引發(fā)巨噬細(xì)胞的抗炎反應(yīng)，這種方式在臨床治療中也可減少斑塊的形成和進(jìn)展[18]。

在更嚴(yán)重的動脈粥樣硬化病變中應(yīng)用以高密度脂蛋白為基礎(chǔ)的納米顆粒向巨噬細(xì)胞遞送辛伐他汀[39]，該方法在不影響單核細(xì)胞募集的同時，降低了巨噬細(xì)胞的局部增殖和炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生。該研究還發(fā)現(xiàn)，將辛伐他汀納米顆粒與口服辛伐他汀聯(lián)合治療顯示出比單獨使用納米顆粒更好的治療效果。

雖然這些研究表明了針對免疫細(xì)胞靶向治療的潛在療效，但在臨床實踐中想要獲得更大的收益，減少因影響其他炎癥細(xì)胞或炎癥因子帶來的不良影響，必須要對參與動脈粥樣硬化形成的細(xì)胞異質(zhì)性和細(xì)胞來源有更進(jìn)一步的研究，更大地發(fā)揮其血管保護作用。

3 總結(jié)

動脈粥樣硬化的發(fā)病過程中，炎癥的作用舉足輕重。不難發(fā)現(xiàn)，在動脈粥樣硬化中,每種免疫細(xì)胞幾乎都是一把雙刃劍，各種細(xì)胞都可細(xì)分為促炎表型和抗炎表型的細(xì)胞亞群,且分別分泌促炎和抗炎的因子或介質(zhì)相互抗衡(見圖1)。免疫細(xì)胞的促炎因子上調(diào)或抗炎因子的下調(diào)都會導(dǎo)致斑塊的進(jìn)一步進(jìn)展,但值得注意的是，動脈粥樣硬化病變是階段性進(jìn)展的疾病，炎癥的發(fā)展也是階段性的，不同階段的策略不能一概而論，需未來的研究更多地關(guān)注促炎和抗炎反應(yīng)的時間窗、炎癥部位以及促炎細(xì)胞和抗炎細(xì)胞如何平衡，使之形成穩(wěn)定的免疫狀態(tài)，可能會對動脈粥樣硬化的免疫治療提供更多的啟示。

注：Anti-inflam:抗炎；Pro-inflam:促炎；Foamy macrophages：泡沫樣巨噬細(xì)胞；Foamy smooth muscle cells：泡沫樣平滑肌細(xì)胞；NKT cells：自然殺傷性T細(xì)胞；NK cell：自然殺傷細(xì)胞；Mast cell：肥大細(xì)胞。圖1 動脈粥樣硬化斑塊炎癥的雙刃劍作用——促炎細(xì)胞和抗炎細(xì)胞種類