白介素-8和白介素-10在动脉粥样硬化斑块形成中的相互作用

董瑞红 刘剑刚 王承龙

综 述

白介素-8和白介素-10在动脉粥样硬化斑块形成中的相互作用

董瑞红 刘剑刚 王承龙

动脉粥样硬化；心肌损伤；巨噬细胞；白细胞介素-8；白细胞介素-10

近年来病理学研究已证实，急性冠脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）的急性心肌缺血事件不仅是由于动脉粥样硬化（AS）的发展，更重要的是冠状动脉内不稳定斑块的存在，继而发生了痉挛、破裂、出血和血栓形成。急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）可以引起炎症反应的各个表现，其主要表现为中性粒细胞的积聚、黏附及浸润，活化的巨噬细胞（Macrophages，mΦ）产生大量细胞因子、生长因子、某些蛋白酶及反应性氧化自由基，后者能进一步氧化低密度脂蛋白分子，形成氧化修饰低密度脂蛋白而损伤内皮。

白细胞介素-8（interleukin-8，IL-8）又称为趋化因子，是巨噬细胞和上皮细胞等分泌的细胞因子，对中性粒细胞具有趋化作用，在冠心病中起着炎症反应的调节作用。白细胞介素-10（interleukin-10，IL-10）是一种多功能负性调节因子，主要由Th2细胞、活化的B细胞、单核细胞、巨噬细胞产生。IL-10在心血管疾病中的作用是复杂甚至矛盾的，细胞因子的局部微环境可能影响其作用的发挥。本文主要对IL-8、IL-10在动脉粥样硬化斑块及急性冠脉综合征中的变化及相互作用进行综述，进一步探讨将有助于对心血管疾病发病机理和诊断治疗的研究。

1 巨噬细胞在AS斑块及心肌损伤中的作用

巨噬细胞源自单核细胞，两者皆为吞噬细胞，参与先天性免疫和细胞免疫。巨噬细胞具有复杂的异质性和功能的多样性，根据激活后巨噬细胞的功能大致将其分为两类：经典激活的巨噬细胞（简称为M1型）及替代激活的巨噬细胞（简称为M2型）[1]。体外研究实验显示，巨噬细胞M1型可分别被脂多糖及干扰素-γ（IFN-γ）促进转化，而巨噬细胞M2型可被白细胞介素-4（IL-4）刺激转化[2]。M1型细胞促进炎症反应的进行，对细胞内感染的病原体有杀伤作用。M2型细胞释放抗炎性细胞因子诸如 IL-10、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）等参与伤口愈合、血管新生和免疫抑制。巨噬细胞的亚型可以在微环境改变的刺激下实现相互之间转变[3]。有报道认为，应用1-磷酸-鞘氨醇能诱导AS斑块中巨噬细胞替代活化进而抑制促炎性细胞因子的表达[4]。Khallou-Laschet等[5]研究报道，在ApoE基因敲除小鼠动脉粥样模型中，晚期AS病变中可见大量的M2型向M1型巨噬细胞转变，如果抑制M2型向M1型转变，增加病变中M2型巨噬细胞数量，进而抑制免疫应答，减少炎症反应，可能是减缓AS病变进程的重要靶点。Yakeu等[6]研究也显示，单核巨噬细胞的替代活化可以显著减少促炎性细胞因子诸如白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）、肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor，TNF-α）的表达[7]。以上结果均表明，巨噬细胞替代性活化可能是抑制AS炎症反应的重要靶点，也是减缓或逆转AS斑块的决定性因素。

2 IL-8和IL-10在AS斑块及心肌损伤中的调节作用

2.1 在AS斑块内血管新生中的相互作用 血管新生通常是指在已有的血管基础上以芽生或非芽生的形式生成新血管的过程，与血管内皮细胞迁移和增殖相关。正常情况下血管生成的诱导剂与抑制剂处于平衡状态，一旦平衡被打破，就会激活血管系统发芽长出新生血管或抑制血管系统使血管退化[8]。有报道，斑块内血管新生的多少与斑块的稳定性及临床病情有关。斑块内新生血管由于正常基质的支撑并且发育不良，常致形状欠规整，分布不均匀，增加了脆性及易损性，容易破裂出血，引发心血管急性事件[9]。而IL-8和IL-10在斑块内血管新生方面起到了不同的调节作用。有报道[10]显示，iNKT细胞的活化能够促使内皮细胞迁移及斑块内血管的新生，而IL-8在这个过程中发挥着不可替代的作用，上调CXCR2及活化FAK和Src酶，后者是血管新生的必要条件。Simonini等[11]的研究发现，在定向冠状动脉斑块旋切术后的斑块组织中，IL-8能促进组织内血管新生，但是中和IL-8后，斑块组织血管新生会受到抑制。另外在最近的子宫内膜癌的研究[12]中发现，IL-8通过激活其受体CXCR1及CXCR2的表达，调节血管新生，促进肿瘤的发展，免疫组化显示其受体高表达。基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）是由内皮细胞分泌的，能使内皮细胞迁移，还可以降解细胞外基质，促进血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）释放，而VEGF通过与其相应的受体结合，激活下游与内皮增生相关的信号通路，以促进血管新生。当MMP被组织金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor of metalloproteinase，TIMPs）抑制后血管生成即被抑制。IL-10可以通过提高TIMPs的活性及mRNA表达，来达到抑制血管新生的作用。Matsumura等[13]的研究表明，腹腔注射低剂量脂多糖可以通过增加IL-10的生成来抑制脉络膜新生血管性疾病（CNV）的形成。

2.2 在脂质代谢方面的相互作用 内皮损伤或血清中胆固醇水平过高导致以低密度脂蛋白（LDL）为主的脂质颗粒大量蓄积是动脉粥样硬化发生的必要条件。巨噬细胞上调清道夫受体的表达，从而促进修饰低密度脂蛋白的吸收，如果超过高密度脂蛋白（HLD）等把胆固醇向膜外转运的能力则形成泡沫细胞，最终凋亡会引起脂核增大，而较大的脂核增加了斑块的不稳定，另外脂核越大越容易将外力集中于最易破裂的斑块的肩部。此外泡沫细胞能够分泌蛋白水解酶，平滑肌细胞凋亡均会引起纤维帽变薄，容易导致斑块破裂，引起急性心血管事件的发生。一项最新的研究[14]利用人类IL-8中和抗体来抑制IL-8，进而分析它与胆固醇流出之间的关系。实验表明，IL-8对此起着负向作用，其很可能成为将来治疗动脉粥样硬化新的靶标。Han等[15]报道，通过骨髓细胞的移植和转录使IL-10在高脂血症模型小鼠体内局部超表达，从而抑制动脉粥样硬化的进程。一方面是因为IL-10可以通过刺激巨噬细胞内胆固醇的吸收（通过上调清道夫受体SR1/SR2/CD36）和流出（通过激活PPARγ-LXRABCA1/ABCG1通路），从而加快脂质的新陈代谢，减少脂质在内皮下的堆积；另一方面也通过抗凋亡机制来抑制泡沫细胞的凋亡。

2.3 对基质金属蛋白酶的降解作用 动脉粥样硬化斑块内胶原纤维及弹力纤维的合成与分解之间的动态平衡是构成其稳定性的基础。MMP是造成斑块不稳定的重要因素之一，主要通过降解纤维帽内胶原纤维及结缔组织使纤维帽变薄，而管径、内膜面积及细胞核密度则增高。MMP-1、MMP-8、MMP-9等多种MMP亚型在动物研究及人类试验中显示与动脉粥样硬化稳定性有关[16]。研究发现，MMP在不稳定性斑块内的表达要显著强于稳定性斑块[17]。Moreau等[18]证明，IL-8不但能够活化MMP，而且可以抑制金属基质蛋白酶抑制-1（tissueinhibitor of metallopeptidase，TIMP-1）的表达，导致动脉粥样硬化组织局部MMP与TIMP-1的失衡，加强氧化应激和细胞凋亡等，促进动脉粥样硬化的形成，也使患者的临床表现趋于不稳定。IL-10可以限制基质金属蛋白酶和前炎性细胞活素的产生[19]，可明显抑制不稳定型心绞痛患者外周血单核细胞MMP的转录和活性，并显著提高TIMP-1的活性及mRNA表达，有效抑制胶原分解，减轻心室重塑，从而达到保护心肌的作用。

2.4 在炎症及免疫中的调节作用 炎症对于动脉粥样硬化的发生、发展以及斑块的破裂起着重要的驱动作用。它使血管壁发生内源或外源性的损伤。促炎症因子和抗炎症因子的相互平衡对于动脉粥样硬化来说起着重要的作用。在动脉粥样硬化斑块中，IL-8的主要来源是巨噬细胞，通过与基底膜蛋白黏合所致的趋化梯度实现对嗜中性粒细胞、T淋巴细胞、嗜碱性粒细胞具有趋化作用，并可激活嗜中性粒细胞，是一种重要的炎症介质[20]。血清IL-8水平的提高有利于发现不稳定型心绞痛，而且较之血清肌红蛋白、白细胞、肌酸激酶和肌酸激酶同工酶，它会出现更早的变化[21]。后期深入的研究表明，IL-8不仅仅是在动脉粥样硬化初级阶段发挥作用，且作用于各个时期。兔腹主动脉扩张术的研究结果表明，球囊损伤腹主动脉后，IL-8水平显著升高，引起腹主动脉管腔狭窄；经 IL-8单克隆抗体干预后，IL-8水平明显下降，狭窄程度明显减轻；IL-8水平与内膜中膜厚度及面积、斑块积分等呈正相关。以上很好地说明IL-8与动脉粥样硬化有密切的关系[22]。

IL-10主要由巨噬细胞和淋巴细胞所分泌，但是淋巴细胞对病变中IL-10的产生没有作用。虽然在早期损伤部位就有大量的淋巴细胞聚集，但随着病程的进展，淋巴细胞会逐渐减少[17]。IL-10是一种典型的炎性细胞抑制因子，对先天性免疫和细胞免疫具有强烈的趋化作用，其中主要是对嗜中性粒细胞的趋化和激活作用，是一种多功能负性调节因子。在对人血管内皮细胞的研究[23]发现，IL-10能通过下调内皮细胞表面黏附分子的表达抑制单核-血管内皮细胞黏附，对血管内皮细胞发挥保护作用；同时降低血凝素样低密度脂蛋白受体1的表达，减少氧化型低密度脂蛋白对内皮细胞活化。ApoE基因和IL-10基因双重缺陷的小鼠会提前出现动脉粥样硬化损伤形成，其血清LDL-C增高，Th1免疫应答增强，AS斑块的面积明显增加，AS斑块处的蛋白水解及促凝血活性也明显增加[24]。

2.5 介入术后的IL-8和IL-10的调节作用 再狭窄始终是影响经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）手术疗效的重要原因，与新生内膜的增殖有关，涉及很多细胞因子和生长因子；另外，由于支架的释放导致斑块破裂会加重血管局部或全身炎症反应。这些均是再狭窄发生的重要环节。Dominguez等[25]的研究发现，行PCI术后的AMI患者血清IL-8水平明显升高，并可作为急性心梗后心衰的预测因子。可能是由于PCI对血管的挤压和牵扯，使单核细胞和中性粒细胞激活，释放大量IL-8等炎性因子，从而加重炎性反应。但是并没有证据证明阻断IL-8可以减少PCI术后再狭窄。因此，在PCI术后白IL-8的血清水平可以预测急性心肌梗死后心力衰竭。Zurakowski等[26]通过对73例PCI术后的患者进行为期6个月的随访，检测IL-10等的血清水平与冠状动脉血管造影所显示的管腔狭窄的关系。研究表明，发生再狭窄的患者血清IL-10的浓度显著低于未再狭窄的患者，它可能通过抑制黏附分子、纤维蛋白原和平滑肌等的增生来抑制PCI术后新生内膜过度增殖。马国添等[27]的试验研究通过IL-8与IL-10的比值来反映机体促炎症与抗炎症机制的动态平衡。结果表明，PCI术后IL-8/IL-10增高，炎症反应增强，尤其在不稳定型心绞痛患者中明显，干预IL-8及IL-10有助于降低支架内再狭窄及主要心脏不良事件的发生率。

总之，IL-10具有抑制机体免疫力的双重属性，能抑制单核细胞与巨噬细胞的活性，并抑制TNF-α、IL-1、IL-6和IL-8的合成。许多试验已表明IL-10的保护作用。但一项长期前瞻性研究[28]通过对193例患者的相关指标检测表明，升高的血浆IL-10基线水平却是AS患者后期不良心血管事件发生的独立危险因素预测因子，目前其机制尚未明确，也可能AS的进程与促炎症因子和抗炎因子之间的动态平衡关系更为紧密。IL-8和IL-10在炎症与免疫反应方面起了正负向调节作用。IL-8与IL-10的比值可以反映出机体内炎症与抗炎症之间是否处于动态平衡的状态，也可能间接反映出冠状动脉粥样硬化斑块处于稳定或易损状态。在急性冠脉综合征的治疗中，如果能够采取基因定位IL-8类促炎症因子，通过阻止IL-8信号传导干扰正常的炎症介质信号通路来减少促炎症因子的表达，或是通过抗炎症因子的大量复制克隆而增加抗炎症的力度来最终缓解动脉粥样硬化进而稳定斑块，不失为新的治疗方法。如能通过诸如IL-8或IL-10这样正负向调节因子的动态平衡来实现内环境的稳定，减慢或阻止病程的进展将是我们进一步探索的方向。

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The interaction of Macrophages，Interleukin-8 and Interleukin-10 in the formation of atherosclerosis

Atherosclerosis；Myocardial injury；Macrophages；Interleukin-8；Interleukin-10

国家自然科学基金面上项目（项目编号：81273934）

作者单位：100091 北京市，中国中医科学院西苑医院心内科，中国中医科学院心血管病研究所

王承龙，E-mail：wcl796@163.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2015.01.001

R541.4

A

1672-5301（2015）01-0001－04

2014-11-23）