血清IgE与缺血性脑卒中的相关性研究

张慧敏，秋超，金鑫，侯群

·讲座与综述·

血清IgE与缺血性脑卒中的相关性研究

张慧敏，秋超，金鑫，侯群

炎症和免疫反应在动脉粥样硬化（AS）形成中发挥关键作用，炎症细胞导致AS早期病变的形成，炎症效应分子导致病变进展，炎症活化导致心脑血管疾病发生。研究发现，肥大细胞（MCs）的激活可导致许多炎症反应的发生，包括腹主动脉瘤的形成、AS、高血压和缺血再灌注损伤等[1]。其中免疫球蛋白E（IgE）介导的MCs激活途径是至今研究最清楚的活化机制之一。但目前为止还没有证据证明IgE水平升高是抗体参与组织损伤的炎症反应或是免疫机制参与AS进程的一个标志，还是血栓形成性卒中的一个危险因素？本文就这些问题进行综述。

1 IgE介导的MCs在AS中的发现

最近一个尸检研究指出：通过MCs特殊颗粒染色发现，与人类正常的动脉内膜相比较，粥样斑块肩部区域活化的MCs数量远远超过正常内膜，是后者的50倍之多[2]。过敏性反应的关键成分—MCs在人类AS形成过程很活跃，并可增加AS的风险。严重的颈动脉粥样硬化性疾病不仅与大量的MCs有关，而且斑块内血管的生成和斑块出血更可能受MCs的数量和活化状态的影响。另外斑块内有更多MCs浸润的患者在3年的随访期间明显发生更多的心血管事件。Otsuka等[3]提出MCs不仅在过敏反应和免疫反应中发挥核心作用，而且还通过与T细胞亚型、B细胞、巨噬细胞（M）、树突细胞间的相互作用介导AS的发展和恶化。Wang等[4]通过ApoE-/-小鼠研究，也同样发现过敏性哮喘小鼠可通过调节效应性T细胞和调节性T细胞的平衡即增加Th17和Th2水平来进一步加速AS的发展。

2 IgE参与AS的机制

2.1 IgE介导的Fc RI在AS中的作用

Fc RI的亚型Fc RI常表达于人类AS区域特别是M聚集的区域。通过动物实验发现Fc RI的缺乏会减少炎症的发生和AS斑块的破裂。在培养的M中Fc RI的表达需要Toll受体4（TLR4）的存在，而IgE可刺激Fc RI和TLR4的交互作用，从而诱导M信号转导、炎症因子的表达和细胞的凋亡。如果Fc RI或TLR4缺乏，IgE表达会随之减少。此外，IgE激活M还通过增加Na+/H+交换子（NHE1）的活动，而失活的NHEI会阻碍IgE诱导M产生炎症因子和细胞的凋亡。培养人类主动脉平滑肌细胞和内皮细胞也同样发现IgE可诱导信号转导、细胞因子表达、细胞凋亡。而在AS和不稳定斑块的患者血清中高水平的IgE不仅激活了MCs，还有其他炎症细胞如单核细胞、M、树突细胞，甚至血管内皮细胞、平滑肌细胞等[5]。所有这些实验均揭示了IgE可能参与了人类AS的过程。Binder等[6]提出MCs在心血管疾病中具有潜在的重要性，并且IgE介导的炎症反应在AS的作用值得重视并值得进一步研究。

2.2 IgE介导激活的MCs分泌的介质

IgE介导的MCs脱颗粒主要的信号转导通路：免疫性刺激物通过交联的Fc RI受体起作用，通过这种受体引发一系列级联反应并以炎症介质和细胞因子的释放终止[7]。即使在没有抗原存在的条件下，IgE与Fc RI结合也会引起MCs的生理改变，单体IgE与MCs表面的Fc RI结合，可以通过特定的信号转导途径刺激MCs的活化。IgE与MCs表面特异性抗体结合后使其不断向细胞间隙聚集并分泌炎性细胞因子的前体物质、趋化因子及蛋白酶类等诱导炎性细胞的招募、细胞凋亡、血管形成和基质蛋白重塑等从而促进了AS的发生发展。不同表型MCs在不同条件下分泌的细胞因子和颗粒内容物的成分也不尽相同。主要包括组胺、肝素以及硫酸软骨素、糜蛋白酶、基质金属蛋白酶（MMPs）、花生四烯酸的代谢产物如（白三烯C4、前列腺素D2、血小板激活因子）、肿瘤坏死因子（TNF）-、白细胞介素、干扰素（IFN）、转化生长因子（TGF）-、血管内皮生长因子（VEGF）、巨噬细胞炎症蛋白（MIP）-1及趋化因子（CF）等[8]。MC通过分泌这些介质，与大量细胞类型发生作用，并改变他们的生物活性，从而形成复杂的关系网络。

2.2.1 组胺Sasaguri等利用逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）、免疫印迹及免疫组化等手段揭示组胺通过炎症性细胞因子、清道夫受体（SRs）、MMPs、核转录因子-B（NF-B）的表达来介导炎症在AS中的作用[9]。在低密度脂蛋白升高的情况下组胺H1受体可通过增加血管通透性来促进AS的形成。将IgE介导致敏的MCs与巨噬细胞共育，发现MCs稳定药物MY-1250和DSCG可通过降低组胺及肝素蛋白聚糖的浓度来抑制M源性泡沫细胞的形成，提示在动物模型中抗过敏药物可用来预防泡沫细胞的形成[10]。

2.2.2 蛋白酶在粥样斑块的主动脉外膜上发现糜蛋白酶及糜蛋白酶阳性的MCs表达阳性。而粥样硬化斑块中MCs糜蛋白酶可能通过以下多种途径使斑块变得不稳定甚至破裂：（1）抑制合成型平滑肌细胞（s-SMCs）中I型胶原和III型胶原的表达，同时抑制s-SMCs的增殖；（2）快速降解细胞外的纤连蛋白成分，导致粘

着斑复合物被分解，缺少完整的玻连蛋白及粘着斑使肌细胞基质黏附和细胞分化的能力受损；（3）纤连蛋白成分的过度降解钝化了粘着斑激酶-蛋白激酶B（FAKAkt）介导的细胞存活途径，诱导该区域附近的平滑肌和内皮细胞的凋亡[11]；（4）糜蛋白酶可以促进斑块内新生血管的形成，新生血管的渗透性增加，斑块内出血风险增加[12]。MMP-2和MMP-9被证实参与了脑缺血发作，在进展性脑梗死和大脑中动脉闭塞12h内中风动物模型的脑组织和血清中发现MMP-9水平明显升高[13]。

2.2.3 TNF-通过对TNF-缺失的apoE-/-小鼠的研究，发现动脉粥样斑块的大小明显减小，且其斑块内表达的致AS性细胞因子如细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）和单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）也均减少[14]。此外TNF-还可促进间质性胶原酶和MMPs表达，增加间质性胶原与细胞外基质的降解，导致纤维帽变薄，从而导致斑块的不稳定性。

2.2.4 白细胞介素Boutin等[15]研究表明在大脑中动脉闭塞后在脑室注射重组IL-1可加重脑水肿、扩大梗死的面积、增加中性粒细胞的聚集；而且IL-1缺陷的小鼠与野生型相比呈现更小的梗死面积。血清高IL-1可提升IL-6水平，IL-6可促进血管内皮细胞表达黏附分子和其他炎症递质，增强局部的炎症反应，增加组织因子、纤维蛋白原、VIII因子及血管性血友病因子（vWF）的表达；降低抗凝血酶、蛋白质S等抗凝物质的水平。促进血管内皮细胞释放第III凝血因子，启动凝血过程使机体处于高凝状态。而IL-6不仅可以调节人的表皮的成纤维细胞释放MMP-1和MMP-2，增加MMP-9和MMP-13的表达，而且还可以调节MMPs的功能，使胶原分解代谢增加，从而使胶原减少，导致不稳定斑块破裂。因此，IL-6不仅使人体处于高凝状态还参与了AS的形成，而且对细胞外基质有很强调节作用，是斑块不稳定性的触发因素与急性脑梗死相关。而M在IL-4、IL-13的作用下分化为M2亚型，并通过上调15-LO促进CD36表达，由于CD36作为清道夫受体直接参与脂质摄取，在泡沫细胞形成中发挥了重要作用[16]。

3 IgE与缺血性脑卒中

AS是缺血性心脑血管疾病的主要原因之一，其发生与吸烟、高血压、糖尿病及血脂异常等多种危险因素相关，但这些因素只能解释部分患者的发病。Sinkiewicz等[17]通过反复临床研究发现急性冠脉综合征疾病发展过程中IgE水平可明显升高，IgE可能在心血管疾病的发病机制中发挥作用；而且男性IgE水平高于女性。认为在缺血性心脏病患者中高水平的IgE可能为免疫介导AS和参与缺血性心脏病的发展提供依据，甚至可能联合血浆中增加的脂质或其他动脉血栓形成的危险因素共同参与AS的过程。在临床实践中发现缺血性卒中首次发病年龄趋于年轻化，而这些中青年患者在无明显缺血性卒中危险因素下血清IgE水平却明显增高。Kim等[18]利用酶联免疫吸附测定法对38例患者（男20例，女18例）及10例健康对照进行研究分析，发现在急性脑梗死患者中IL-4、IL-6和血清IgE明显升高。Guo等[19]对26例（所有患者无明确脑血管疾病的危险因素）血清IgE升高的脑卒中患者（包括脑动脉狭窄）进行研究，通过皮质类固醇（地塞米松和/或强的松）治疗后不仅缓解了症状而且颅内动脉狭窄也得到了改善。这一研究揭示了在没有公认的AS危险因素的年轻患者中血清IgE的升高值得重视。但是Jaramillo等[20]通过对年龄≥0岁的4002例参与者（2005—2006年美国全国健康和营养检查调查）进行研究分析，表明血清IgE与美国心肌梗死患者多个独立危险因素呈负相关。IgE可能通过推迟凝血酶生成、延长出血时间、减少血小板聚集及缩短血小板存活时间来保护患者，而且急性心肌梗死后心跳骤停和心源性休克发病率较IgE低的患者更少，死亡患者血清IgE也较存活着明显低。

4 结论

血清IgE的水平在缺血性卒中中明显升高，在现有的临床观察基础上，可以推测血清IgE可能有双重作用。既可能介导了血管痉挛和/或血小板聚集、血栓形成、管腔阻塞、心肌缺血或短暂性脑缺血发作，甚至梗死，也可能保护急性心脑血管事件的患者，提高预后。血清IgE升高为缺血性脑卒中的发病机制提供新的思路，但其具体作用及机制有待于进一步探讨。

[1]Dai H,Korthuis RJ.Mast cell proteases and inflammation[J].Drug Discov Today Dis Models,2011,8(1):47-55.

[2]Kaartinen M,Penttila A,Kovanen PT. Accumulation of activated mast cells in the shoulder region of human coronary atheroma,the Predilection site of atheromatousrupture[J].Circulation,1994,90 (4):1669-1678.

[3]OtsukaF,SakakuraK,VirmaniR.Aremast cells the real culprit in atherosclerosis [J].Eur Heart J,2013,34(48):3681-3683.

[4]WangL,GaoS,XuW,etal.Allergicasthma accelerates atherosclerosis dependent on Th2 and Th17 in apolipoprotein E deficient mice[J].J Mol Cell Cardiol,2014, 72:20-27.

[5]Wang LJ,Cheng X,Xiang MX,et al.IgE stimulates human and mouse arterial cell apoptosis and cytokine expression and promotes atherogenesisinApoe-/-mice[J]. J Clin Invest,2011,121(9):3564-3577.

[6]Binder CJ,Witztum JL.Is atherosclerosis anallergicdisease[J]?CircRes,2011,109 (10):1103-1104.

[7]Pevec B,Pevec MR,Markovi AS,et al. The high-affinity IgE-receptor signaling pathway in the treatment of allergies[J]. Acta Med Croatica,2011,65(5):425-434.

[8]Krishnaswamy G,Ajitawi O,Chi DS.The human mast cell:an overview[J].Methods Mol Biol,2006,315:13-34.

[9]Wang KY,Tanimoto A,Guo X,et al.Histamine deficiency decreases atherosclerosis and inflammatory response in apolipoproteinEknockoutmiceIndependently of serum cholesterol level[J].ArteriosclerThromb Vasc Biol,2011,31(4):800-807.

[10]MaH,KovanenPT.Inhibitionof mast cell dependentconversionofculturedmacrophages into foam cells with antiallergic drugs[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol, 2000,20(12):e134-e142.

[11]Sun J,Zhang J,Lindholt JS,et al.Critical

role of mast cell chymase in mouse abdominal aortic aneurysm formation[J]. Circulation,2009,120(11):973-982.

[12]ZhiX,XuC,ZhangH,etal.Tryptasepromotes atherosclerotic plaque haemorrhage in ApoE-/-mice[J].PLoSOne,2013,8(4):-e60960.

[13]Park KP,Rosell A,FoerchC,et al.Plasma and brain matrixmetalloproteinase-9after acute focal cerebral ischemia in rats[J]. Stroke,2009,40(8):2836-2842.

[14]OhtaH,Wada H,Niwa T,et al.Disruption of tumor necrosis factor-alpha gene dimi nishes the development of atherosclerosis in ApoE-deficient mice[J].Atherosclerosis,2005,180(1):11-17.

[15]Boutin H,LeFeuvre RA,Horai R,et al. Role of IL-1 and IL-1 in ischemic brain damage[J].JNeurosci,2001,21(15):5528-5534.

[16]Yakubenko VP,Hsi LC,Cathcart MK,et al.From macrophage interleukin-13 receptor to foam cell formation:mechanisms forM 2 integrin interference[J].J Biol Chem,2013,288(4):2778-2788.

[17]Sinkiewicz W,Blazejewski J,Bujak R,et al.Immunoglobulin E in patients with ischemicheartdisease[J].Cardiol J,2008,15 (2):122-128.

[18]Kim HM,Shin HY,Jeong HJ,et al.Reduced IL-2 but elevated IL-4,IL-6,and IgE serum levels in patients with cerebral infarction during the acute stage[J].J Mol Neurosci,2000,14(3):191-196.

[19]Guo R,Liu H,Li M,et al.Cerebral arteri ostenosis associated with elevated serumimmunoglobulin E level in young adults without risk factors for ischemic stroke:a possible manifestation of cerebral vasculitis[J].J Clin Neurosci,2014,21(1):95-99.

[20]Jaramillo R,Cohn RD,Crockett PW,et al. Relation between objective measures of atopy and myocardial infarction in the United States[J].J AllergyClinImmunol, 2013,131(2):405-11.e1-11.

10.3969/j.issn.1671-0800.2014.12.083

R743

C

1671-0800(2014)12-1598-03

310053 杭州，浙江中医药大学第一临床学院

侯群，Email：Houqun168@ 163.com