动脉粥样硬化易损斑块分子机制的研究进展

王 辉 历淑娟

(天津市北辰医院心内科 天津 300400)

20世纪90年代以来，随着对动脉粥样硬化(AS)危险因素的深入了解和积极控制，慢性心血管病的一级预防取得了令人鼓舞的进展。然而，急性心血管病事件(包括心脏性碎死和急性冠状动脉综合征)的一级预防仍缺乏有效的措施。晚近的大规模临床研究发现，大剂量他汀类药物虽然能够显著降低血清低密度脂蛋白水平，但仍未能消除急性心血管事件。基础和临床研究显示，导致急性心血管事件的主要原因是AS局部的斑块破裂和血栓形成，后者取决于AS斑块的易损性(vulnerability)［1］。深入研究斑块易损性的发生机制、检测技术和干预策略，使易损斑块向稳定的方向转变，是预防急性心血管事件的重要方法。

1 易损斑块(VulnerablePlaque)的定义和分类

所谓易损斑块是指易于形成血栓或可能迅速进展为罪犯病变的斑块［2］。通过对罪犯斑块的回顾性病理学分析，发现易损斑块的病理学类型为［3～5］①薄帽的纤维粥样瘤(thin-eapfibroatheroma，TCFA)，约占60% ～70%，形态学特征主要表现为脂核增大、纤维帽变薄、较多的巨噬细胞浸润等。当脂质核占据斑块面积的29% ～34%，或纤维帽厚度＜65pm时斑块易于破裂;②己破裂或愈合中的易损斑块，表现为血栓形成和早期机化以及管腔的部分阻塞;③易于糜烂的易损斑块，表现为内皮功能严重不良、斑块中平滑肌细胞和蛋白聚糖基质增多以及斑块表面的血小板聚集;④己糜烂的易损斑块，表现为第3型的特征以及斑块表面的非阻塞性纤维蛋白性血栓;⑤斑块内出血的易损斑块，表现为完整的纤维帽、继发于血管再生或血管滋养管渗血的斑块内出血;⑥伴有钙化结节的易损斑块，表现为斑块内的钙化结节突入管腔;⑦严重狭窄的易损斑块，表现为管腔偏心、严重钙化和包含陈旧性血栓的慢性狭窄斑块。研究表明，在导致急性心血管事件的罪犯病变中，大约70%为破裂斑块(50%为非狭窄病变，20%为狭窄病变)，30%为未破裂斑块(包括糜烂、钙化结节或其他类型的斑块)，由此可见，易损斑块中轻、中度狭窄的斑块远多于重度狭窄的斑块，故导致并发症的危险更大。

由于并非所有的TCFA均发生破裂，而且发生破裂的斑块并非均导致心血管事件，因此，单纯根据易损斑块并不能完全准确地预测急性心血管事件，还必须考虑到其他因素的影响如斑块破裂的部位、大小和数量、冠脉痉挛、血液高凝状态(易损血液)、侧枝循环、心肌损伤程度(易损心肌)等。因此，晚近学者们提出四个易损的概念即根据易损斑块、易损血液和易损心肌来预测易损患者。

易损患者定义为1年内发生急性冠脉综合征(ACS)或心脏性碎死的危险性之5%。因此，冠心病的一级预防主要是及时发现易损患者并采取积极的治疗。由于易损斑块是易损患者的根本，所以识别易损患者首先应识别易损斑块［5，6］。近年尸检研究报告，每个急性心肌梗死患者平均有6.8个易损斑块，提示斑块易损性可能是一种累及多血管、多病灶的系统性疾病［7］。然而，Kolodgie等［8］研究发现，心脏性碎死的患者虽然有较为广泛的动脉粥样硬化病变，但每个心脏平均仅有，1.3土1.4个TCFA。介入治疗的研究亦发现ACS主要是由于局部斑块的破裂、血栓形成所致。因此，虽然急性心肌梗死患者可能存在一个以上的易损斑块，但高危的丁CFA往往是孤立地集中在某一血管段。TCFA常见于冠脉的近心段，可能是由于近心段的血流剪切力较小，易于形成斑块。以上的证据表明，AS是一个以局部突出表现为主的全身系统性疾病，TC队是导致ACS罪犯病变的核心［9～11］。因此，对局部易损斑块的早期诊断和积极干预，对于预防急性心血管事件的发生，具有非常重要的临床意义。

2 易损斑块的分子生物学机制

2.1 炎症反应与斑块易损性 大量证据表明AS的发展是个慢性炎症过程，而AS斑块的急性炎症是导致斑块破裂、促进ACS发生的关键因素。炎症反应越活跃，斑块越不稳定。ACS患者的尸检发现，巨噬细胞是破裂斑块中细胞的主要成分。斑块的纤维帽中侵入的巨噬细胞越多，分泌基质金属蛋白酶(MMPs)就越多，斑块就越脆弱。在斑块破裂过程中，巨噬细胞分泌细胞因子 IL-1、IL-6、IL-8 及细胞勃附分子 IcAM-1、VCAM-1、p-选择素、E-选择素、NF-KB等，促进斑块局部的炎症反应。最近研究发现血管内皮细胞、平滑肌细胞、血小板等分泌的趋化因子 MCp-1(CCL2/CCR2)、RANTES(CCL5/ICCR5)和FraCt8Ikine(CX3CLl/CX3CR1)与 TCFA 的形成关系密切［12～15］。随着越来越多的炎性因子的发现，通过检测血清中敏感炎性标志物来预测易损斑块己成为可能。①高敏C-反应蛋白(hsCRp):hsC-Rp是全身炎症反应的敏感标志物，是肝脏在Ll-1、IL-6的刺激下产生的。hsC-Rp是目前发现的最重要的ACS的炎性标记物。研究发现当ACS患者血清中的hsC-Rp＞3.mg/L时提示预后不良［16］。Chen等发现不稳定性心绞痛患者血清hsC-Rp水平明显高于稳定性心绞痛患者［17］。在AS易损斑块家兔模型的破裂组中hsC-Rp水平明显高于斑块未破裂组［18］。②脂蛋白相关的磷脂酶A2:脂蛋白相关的磷脂酶A2与炎症反应关系密切，是ACS重要的血清敏感预测因子，已越来越引起人们的重视。研究发现磷脂酶A2是冠心病的较强的危险因子，并且不受年龄、血压、血脂水平的影响。WIlensky等发现抑制脂蛋白相关的磷脂酶AZ，可以减轻复合性冠状动脉斑块的进展［19］。③核转录因子NF-KB:NF-KB通过调节多种炎症因子基因的转录而在斑块的破裂中发挥重要作用。研究表明，在不稳定型心绞痛患者中NF-KB的活性明显高于稳定型心绞痛［20］。④纤维蛋白原:纤维蛋白原在ACS急性期直接参与了血栓形成，其预后价值已在不稳定型心绞痛和非Q波心肌梗死患者中得到证实，血中纤维蛋白原水平升高预示自发性缺血、心肌梗死和死亡的危险增加［21］。⑤其他:妊娠相关蛋白A、可溶性勃附分子(SICAM-1、sP-选择素、sE-选择素、sVCAM-1)、趋化因子(MCP-1、RANTES、Fractalkine)等在预测 ACS 的发生和预后方面具有十分重要的作用［22］。最近发现通过检测影响脂质代谢的蛋白酶基因突变产物可以预测冠心病的危险性。

2.2 免疫反应与斑块易损性 天然和获得性免疫反应均参与了AS的各个阶段。病理学研究发现斑块中存在着多种免疫细胞如T-淋巴细胞(CO4+、Thl)、树突状细胞、自然杀伤细胞、肥大细胞以及少量的B细胞，这些细胞分泌INFY、TNF，促进斑块局部的免疫反应［23，24］。斑块中的巨噬细胞、淋巴细胞和平滑肌细胞(VsMC)均表达HLA-ORl型抗原。近年研究表明Toll样受体仃LRs)参与了AS斑块的形成和发展。通过TLRs的跨膜结构将LPS信号传递入细胞内，级联式激活转导蛋白MyD88、白介素1受体激酶(IRAK)、肿瘤坏死因子6调节蛋白(TRAF6)和NF-KB诱导激酶(NIK)，进而激活核转录因子NF-KB，引起细胞因子的释放而导致炎症反应，进而促进斑块的不稳定［25］。我们的研究发现TLR1、TLR2和TLR4参与了AS的发展过程，与斑块的易损性关系密切，应用siRNA联合干扰TLR1和TLR2或TLR2和TLR4，抑制斑块炎症和稳定斑块的作用显著优于单一干扰TLR1、TLR2或TLR4，这为抑制易损斑块的免疫反应提供了一条新路。晚近Chen等研究发现免疫抑制剂雷帕霉素可通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammaliatargetofraPamycin，mTOR)，可抑制mTOR通路，减轻斑块局部的免疫与炎症反应，进而达到稳定斑块的作用［26］。

2.3 细胞自体吞噬现象与斑块易损性 近年的研究发现巨噬细胞和平滑肌细胞的自体吞噬(autophagy)作用参与了AS的发生和发展过程。在AS早期，巨噬细胞的自体吞噬可减少泡沫细胞的积聚，抑制了斑块的形成和发展。在AS的中晚期，巨噬细胞的自体吞噬可减少斑块中的炎症反应，起到稳定斑块的作用。然而，平滑肌细胞的自体吞噬则可促进纤维帽变薄，使斑块向不稳定的方向发展［27］。Martinet等认为。xLOL、炎症和代谢性应激可以促进AS斑块中细胞的自我吞噬。自我吞噬现象是细胞通过降解损伤的细胞器从而防止细胞外发生氧化应激损害的一种自我保护机制［27］。Verheye等利用扫描电镜、免疫组织化学染色等方法发现AS斑块中巨噬细胞和平滑肌细胞均存在自我吞噬现象，同时发现应用带有mTOR抑制剂依维莫司的涂层支架，可抑制mTOR通路，诱发自体吞噬，选择性清除斑块中的巨噬细胞，而对纤维帽中的平滑肌细胞无影响［28］。wullsch！eger等研究发现氧化应激能够引起斑块细胞的自我吞噬，其中PI3K/Akt/Mtor/p70s6K信号通路起到关键的调节作用［29］。在内皮损伤和高脂喂养诱发的AS实验兔中，口服小剂量雷帕霉素可抑制mTOR通路，尽管对己存在的高脂血症并无影响，斑块中巨噬细胞浸润显著减少，纤维帽中平滑肌数量增加，从而达到抑制炎症反应和稳定斑块的效果［26］。

2.4 细胞凋亡与斑块易损性 很多研究发现细胞凋亡参与了AS斑块形成和发展过程，在斑块中己检测出促凋亡基因bax、Fas和p53等的表达产物。Kolodgie等研究发现碎死的ApoE小鼠破裂斑块中存在细胞凋亡特征［30］。Littlewood等在ApoE-/-小鼠中转染Fas配体，发现基因转染组细胞凋亡率和斑块破裂数明显增加，斑块纤维帽中细胞凋亡数是未转染组的3倍［31］。chen等通过转染p53基因诱发斑块破裂，TuNE检测发现破裂的斑块中细胞凋亡数明显增加，并且发现当斑块中侵入较多的巨噬细胞时，VSMC凋亡增加，分泌的胶原数量减少，从而导致纤维帽变薄，这可能与巨噬细胞分泌IL-1、TNFa。等细胞因子促进凋亡的发生有关［18］。

2.5 肾素-血管紧张素系统(RAS)与斑块易损性 在斑块易损性的发生机制中，斑块局部的RAS激活发挥着重要作用［32，33］。斑块局部的AngII主要通过经典的 ACE途径和以肥大细胞分泌的糜酶为主的非经典途径共同形成，其中非经典途径占主导地位。AngII与AT1受体结合后，激活NF-KB。同时，AngII可诱导血管内皮细胞损伤，加剧斑块中脂质的沉积，诱导血管平滑肌细胞由收缩型向合成型转化并不断增殖和游移、吞噬脂质，加速AS内膜增厚。AngII还具有降低内皮细胞的抗纤溶功能，增强血栓形成的作用Dong等通过转染ACE2基因促使AngII转变为Angl-7，较少斑块局部AngII形成，进而促进易损斑块向稳定方向发展［34］。Guo等在AS仓鼠模型中分别用糜酶激活剂和抑制剂，结果发现糜酶激活剂显著增加斑块局部的AngII，增斑块的易损指数。相反，糜酶抑制剂显著减少斑块局部的Angn活性，降低斑块的易损指数［35］。

2.6 氧化应激与与斑块易损性 AS是一个慢性炎症性病变，其主要致病因素是氧化修饰的低密度脂蛋(oxLOL)和氧化应激对血管内皮细胞的损伤。xLOL是LOL经超氧阴离子、金离子或其他致氧化因子作用形成的，在AS斑块的形成和易损中起有重要作用Hofvoet和Toshima等发现。xLOL水平与冠心病的病情关系密切，可作为AS病情的标志物。进一步研究显示，oxLOL可促进AS过程中炎症因子的释放，炎性因子Crp、lL-6及TNFa的表达高度相关［36，37］。chen等利用野生型p5基因转染的新西兰兔建立了易损斑块的动物模型，并利用此模型研究氧化应激与斑块破裂的关系，研究结果显示，。xLOL在斑块破裂前已经升高，说明oxLD与斑块易损性关系密切，可作为斑块易损性的一项标志物。斑块破裂后。xLOL水平明显升高，这与斑块破裂后，脂质核成分大量释放入血，激发了氧化应激等因素有关。

2.7 斑块应力和血流剪切力与斑块易损性 斑块的破裂与斑块所受的外力关系密切。Cheng等通过尸检研究发现，斑块破裂区与应力集中区高度相关，认为周向应力对斑块的破裂起着非常重要的作用［38］。Loree等发现当细胞外脂质池超过管周45%时，在纤维帽上形成一个应力集中区，若此区域胶原含量减少且富含巨噬细胞时纤维帽极易破裂［39］。此外，斑块纤维帽的厚度与周向应力密切相关，纤维帽越薄，周向应力越易集中在斑块的肩部，而“肩部”是斑块破裂的好发区域。研究发现，斑块的形成与斑块所受的剪切力呈显著的负相关，剪切力降低可导致脂质沉积和TCFA的形成。高血压时血流剪切力增加，可促使斑块破裂。湍流时压力的波动和冠脉痉挛对斑块的挤压作用也不容忽视。

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