王家琦吳路路 王禹丹張飛飛 黨 懿 齊曉勇*
(1、河北北方學院研究生院,河北 張家口 075000;2、河北醫(yī)科大學研究生院,河北 石家莊 050017;3、河北省人民醫(yī)院,河北 石家莊 050051)
急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)作為心血管疾病中的危重類型。據(jù)統(tǒng)計,近年我國ACS的發(fā)病率仍呈上升趨勢,給人民和社會造成了巨大的經(jīng)濟負擔[1]。盡管抗血小板藥物與介入治療在降低ACS的死亡率和改善預后方面發(fā)揮了重要作用,但ACS仍是一個重要的公共衛(wèi)生問題。動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是ACS發(fā)生的病理基礎,其發(fā)病機制目前尚未完全闡明,近年來研究表明巨噬細胞、樹突狀細胞及T細胞等多種免疫細胞及細胞因子,參與了AS的病理生理過程[2]。其中自然殺傷細胞(natural killer cells,NK cell)作為機體固有免疫的重要組成部分,在ACS發(fā)生中發(fā)揮了重要作用[3,4]。本文主要從NK細胞在ACS中的作用及機制進行綜述,以期為ACS發(fā)病機制闡明及治療提供新思路。
AS是一種與脂質(zhì)驅(qū)動相關的動脈壁慢性炎癥性疾病,其特征為大中型動脈管壁變硬、增厚并形成斑塊,其斑塊主要由免疫細胞、間充質(zhì)細胞、脂質(zhì)和細胞外基質(zhì)(ECM)組成[5]。研究證實ACS的主要機制為冠狀動脈易損部位的內(nèi)皮細胞(ECs)出現(xiàn)功能障礙并導致斑塊侵蝕破損,進而出現(xiàn)血小板聚集及血栓形成[6,7]。AS多出現(xiàn)于動脈分支彎曲等血管壁剪切應力分布不均處,進而激活內(nèi)皮細胞增殖及相關促炎基因表達,一氧化氮(NO)產(chǎn)生減少,最終導致血管內(nèi)白細胞粘附及血管內(nèi)皮通透性增加[8]。含有載脂蛋白B的脂蛋白(如低密度脂蛋白LDL)沉積于血管內(nèi)皮下可進一步激活炎癥反應,趨化單核細胞聚集到內(nèi)膜下并分化為巨噬細胞并吞噬脂蛋白進而轉(zhuǎn)化為泡沫細胞,最終形成壞死核心。研究表明NK細胞及T細胞減少與AS發(fā)生相關,此外T細胞和B細胞亞群可通過調(diào)控炎癥環(huán)境而影響動脈粥樣硬化病程進展[9]。由于纖維帽周邊白細胞聚集、細胞外基質(zhì)(ECM)蛋白降解及內(nèi)皮細胞表型轉(zhuǎn)化,導致AS斑塊不穩(wěn)定并最終發(fā)生斑塊破裂或侵蝕。凝血因子和血小板與富含促炎因子(如組織因子)的細胞外基質(zhì)接觸,觸發(fā)凝血級聯(lián)反應,導致冠狀動脈內(nèi)血栓形成,發(fā)生急性心肌梗死[10]。
急性心肌梗死(AMI)時發(fā)生一系列炎癥反應,可導致內(nèi)皮細胞、心肌細胞、間質(zhì)細胞和成纖維細胞損傷和死亡。中性粒細胞在發(fā)病最初24h內(nèi)進入心肌缺血區(qū)清除死亡心肌細胞,并分泌NADPH氧化酶及多種細胞因子進一步激活炎癥反應。有研究發(fā)現(xiàn),在心肌缺血小鼠模型中,單核細胞亞群分為兩個階段在中性粒細胞之后相繼進入梗死區(qū)。其中,Ly-6Chi單核細胞亞群于早期進入梗死區(qū),具有促進炎癥反應、蛋白水解和吞噬等功能。隨后,Ly-6Clo單核細胞亞群進入梗死區(qū)并取代Ly-6Chi,可促進肌成纖維細胞分化、膠原分泌增多、血管生成,從而減輕炎癥反應并促進心肌愈合[11]。腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(RAAS)作為心肌重構(gòu)和巨噬細胞聚集的重要調(diào)節(jié)因子,激活后可在一定程度上影響心臟梗死后的愈合和重塑,此外除了RAAS在心肌缺血發(fā)生后產(chǎn)生的血流動力學效應外,血管緊張素II(ATII)還可將單核細胞招募到缺血區(qū)并引導單核細胞和NK細胞之間的相互作用[12],通過激活補體、活性氧(ROS)等多個過程可啟動急性促炎反應,導致趨化因子等多種促炎介質(zhì)釋放,誘導炎癥細胞聚集到梗死區(qū),并增強AMI后的促炎反應。此外白細胞浸潤可導致梗死區(qū)邊緣存活心肌細胞死亡,進而擴大缺血性損傷區(qū)。由于細胞外基質(zhì)的降解,心肌在梗死后早期極易破裂[13]。經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PPCI)后心肌多于再灌注后6-24h發(fā)生缺血再灌注損傷,可加劇促炎反應,進一步加重心肌損傷及死亡。促炎與抗炎在修復階段、過渡階段的紊亂可加重心肌缺血,導致心肌梗死后左室重構(gòu)不良發(fā)生。有證據(jù)表明[14],缺血心臟存在不同程度的炎癥、自噬和凋亡。炎癥反應可通過刺激心肌細胞自噬在心肌梗死早期起到保護作用,此外自噬和凋亡之間的平衡對心肌細胞存活和心臟功能也十分重要[15]。急性心肌梗死的炎癥反應程度影響心肌梗死的面積大小,持續(xù)的促炎反應可導致心肌梗死后左室重構(gòu)不良,減輕急性心肌梗死患者的炎癥反應可顯著改善其預后。
NK細胞作為免疫系統(tǒng)的重要組成部分,在免疫調(diào)節(jié)中具有重要作用。迄今為止,NK細胞在動脈粥樣硬化中的作用尚不明確且存在爭議。Winkels等研究顯示,目前常用的NK細胞缺陷模型并不完善,因此研究NK細胞在AS中的作用具有極大挑戰(zhàn)[16]。Engelbertsen等研究表明,與對照組小鼠相比,CD47缺失小鼠的粥樣硬化斑塊形成增加。CD47缺失可引起T細胞、樹突狀細胞和NK細胞的活化,這表明CD47在免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。尤其是CD47缺陷增加了IFN-γ產(chǎn)生CD90+NK細胞的比例。去除抗NK1.1單克隆抗體,但不去除抗CD4/CD8單克隆抗體,可減輕動脈粥樣硬化負荷,提示NK細胞參與了CD47基因缺陷小鼠動脈粥樣硬化的加重[17]。Selathurai等[18]研究證明,NK細胞是致動脈粥樣硬化的炎癥細胞,其產(chǎn)生的顆粒酶B和穿孔素有助于動脈粥樣硬化形成及壞死核心擴張。研究顯示在有癥狀的頸動脈粥樣硬化斑塊患者血清中NK細胞激活受體可溶性配體水平顯著升高,CD56+NK細胞在AS病變中積聚,提示NK細胞可能影響斑塊的穩(wěn)定性[19]。Eldine等[20]通過Ncr1iCreR26Rlsl-DTA小鼠(NK細胞缺乏模型)和Noé小鼠(NK細胞高反應性模型)的遺傳模型,在移植Ncr1iCreR26Rlsl-DTA,Noé和WT小鼠骨髓細胞的Ldlr-/-小鼠中,發(fā)現(xiàn)動脈粥樣硬化病變無差異。與WT小鼠相比,Noé小鼠NK細胞產(chǎn)生了更多的干擾素(IFN-),在膠原含量、巨噬細胞浸潤及炎癥方面,斑塊成分無顯著差異,當處于慢性病毒感染環(huán)境時,缺乏NK細胞可預防AS的發(fā)生,表明NK細胞于慢性炎癥等環(huán)境有一定的致AS作用。
Jonasson等[21]通過檢測急性冠脈綜合征患者NK細胞亞群的分布,體外定量NK細胞介導的細胞毒作用。研究顯示,ACS患者可出現(xiàn)CD56+NK細胞數(shù)量明顯減少且活性明顯降低,提示AS斑塊的穩(wěn)定性與血液中淋巴細胞重分布相關。但也有研究表明NSTEMI患者外周血中T細胞、NK細胞均高于正常對照組[22]。隨訪研究顯示,大多數(shù)NSTEMI及UA患者出現(xiàn)NK細胞減少可于1年左右恢復,部分患者的NK細胞未恢復與全身低度炎癥反應相關,說明NK細胞數(shù)量在一定程度上與疾病活動程度相關[23]。此外有研究表明,ACS患者可出現(xiàn)外周血NK細胞數(shù)量增加且功能發(fā)生障礙,其功能障礙與NK細胞毒性顆粒脫粒無效相關[24]。NK細胞的激活和失活受到各種膜結(jié)合受體的調(diào)節(jié),這些受體調(diào)控著細胞溶解和細胞因子釋放[25]。據(jù)報道,c-kit在NK細胞的產(chǎn)生和動員中發(fā)揮重要作用。在缺乏c-kit的情況下,骨髓來源的NK細胞的產(chǎn)生和成熟不足,而c-kit活性降低導致循環(huán)中的NK細胞減少。Knorr等研究發(fā)現(xiàn),在ACS中NK細胞和單核細胞之間存在重要的相互干擾,巨噬細胞可通過分泌IL-12或IL-18,或通過直接接觸參與NK細胞活化,而NK細胞可通過產(chǎn)生IFN-γ,刺激單核細胞分化為巨噬細胞和/或樹突狀細胞進一步產(chǎn)生IL-12和IL-18,并協(xié)同刺激NK細胞產(chǎn)生IFN-γ,形成正反饋環(huán)[26]。研究表明NK細胞和樹突狀細胞之間的相互作用可能影響心肌梗死后的重塑過程[27]。
隨著對NK細胞研究的不斷深入,NK細胞免疫療法已成為惡性腫瘤及自身免疫性疾病的新型治療方法,但在ACS治療中的研究卻很少。Bouchentouf等研究發(fā)現(xiàn)免疫功能低下心肌梗死小鼠單次靜脈注射rhIL-2,可使梗死區(qū)浸潤的NK細胞數(shù)量增多,膠原沉積減少,內(nèi)皮細胞增殖,進而促進心肌梗死后血管生成并改善心功能[28]。NKG2D是一種由NK細胞廣泛表達的C型凝集素受體,其配體表達受嚴格調(diào)控且不存在于正常細胞。研究顯示在合并代謝障礙患者的AS血清及斑塊中NKG2D配體表達增加[29]。NK細胞可通過NKG2D/NKG2DL作用,進而加劇心肌梗死后的心肌重構(gòu),阻斷NKG2D/NKG2DL相互作用可顯著改善心肌梗死后心力衰竭[30]。此外有動物研究顯示,在心肌細胞缺血再灌注損傷后即刻給予同種異體骨髓間充質(zhì)干細胞靜脈注射,可減少心肌組織中NK細胞數(shù)量進而減輕炎細胞浸潤及微血管阻塞(MVO),并可減小梗死面積并明顯改善纖維化及左心室射血分數(shù)(LVEF)[31],提示同種異體骨髓間充質(zhì)干細胞移植可能是一種改善STEMI患者MVO形成的潛在有效的治療方法。
NK細胞作為機體固有免疫的重要組成部分,在自身免疫性疾病及心血管疾病中具有重要作用。由于倫理限制等因素,相關研究多局限于動物試驗階段,但NK細胞免疫療法作為一種新型治療方法,在ACS治療方面具有巨大潛力,值得我們進一步的研究探索。
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