药物洗脱支架置入术后再内皮化的研究进展

艾帅兵 王贺 司春婴 孙丹 罗明华 关怀敏

[摘要] 血管支架尤其是药物洗脱支架的使用很大程度上解决了冠状动脉管腔丢失的问题，然而支架术后仍有10%～20%的患者发生支架内再狭窄，药物洗脱支架的晚期血栓发生率亦呈上升趋势，极大地影响着接受支架置入治疗患者的生存率和生活质量。研究显示支架术后再内皮化延迟与支架内再狭窄及晚期血栓的发生密切相关，而内皮覆盖率是重要的预测指标。因此如何促进血管内皮细胞修复及功能改变，成为当今心内科基础和临床领域的研究热点。现从加速再内皮化的药物、内皮祖细胞相关研究以及基因治疗三方面就血管支架再内皮化的研究进展进行综述。

[关键词] 药物涂层支架；再内皮化；内皮细胞；内皮祖细胞；基因

[中图分类号] R541.4 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2016）03（c）-0055-04

[Abstract] The use of vascular stent， especially durg-eluting stent has dramatically reduced the luminal losing of coronary artery. However， 10%-20% patients caused in-stent restenosis after stenting， late thrombosis rate of drug-eluting stent showed an upward trend， it influenced the survival rate and life quality of patients under carotid angioplasty and stenting. Researches showed that endothelial progenitor cell was closely to in-stent restenosis and late thrombosis， and endothelial cells coverage was a vital predictor of re-endothelial. As a consequence， how to repair endothelial cells and change function becomes the hot issue of cardiology basic and clinical aspects， this article reviews vascular scaffold re-endothelialization from 3 aspects of endothelial drugs acceleration， research on endothelial progenitor cell and gene therapy.

[Key words] Drug-eluting stent； Re-endothelial； Endothelial cells； Endothelial progenitor cells； Gene

药物洗脱支架（drug eluting-stent，DES）的问世及应用成为介入治疗史上的里程碑事件，DES置入后，包被于支架高分子聚合物表面的抗肿瘤或免疫抑制药物，通过洗脱方式有控制地释放，显著降低支架内再狭窄（in-stent restenosis，ISR）的发生率，其临床应用日益广泛[1]。然而，一項为期2年的冠脉支架置入病例随访研究显示[2]，支架术后2年仍有12%的DES组患者支架小梁无完整内皮覆盖，并有微血栓附着和突出的黄色斑块存在，其中85%的患者发生晚期支架内血栓（late stent thrombosis，LST）或支架内再狭窄，其发生率明显高于裸金属支架置入组。因此修复损伤的血管内皮细胞，恢复血管内膜完整性，是预防支架术后不良事件发生的关键因素。

1 完整血管内皮的功能

血管内皮细胞是衬贴于血管腔面的单层扁平上皮细胞，它沿着血管内壁有序排列成内皮层，并与内皮下层共同构成血管内膜层，为血液的正常液态流动提供光滑平面，并构成物理化学屏障把血液和血管外组织隔开。内皮细胞亦可分泌十余种作用各异的生物活性物质，如一氧化氮（NO），内皮素（ET），前列环素I2（PGI2）、成纤维细胞生长因子（VEGF），转化生长因子（TGF），肝素（heparin），重组组织型纤溶酶原激活物（t-PA），血管性假血友病因子（vWF）等[3]。血管内皮在正常情况下，生物活性物质的合成和分泌处在动态平衡之中，以维持血管舒缩功能正常，使受损内皮修复稳定有序[4]。因此形态和功能完整的血管内皮是预防血管支架置入后ISR和LST发生的重要先决条件。

2 支架置入术后再内皮化正常进程

研究发现，支架置入后受损的血管内皮即启动自我修复程序[5]，首先是血浆纤维蛋白在受损部位沉积，内皮细胞释放VEGF、TGF等吸引血小板、中性粒细胞浸润，逐渐形成可吸收的膜状血栓，继之多糖、蛋白和蛋白聚糖等细胞外基质成分在局部填充，基质层不断加强，内皮细胞逐渐完整覆盖受损部位[6]，最终完成再内皮化过程。

3 延迟再内皮化的发生机制

支架置入引起再内皮化延迟的机制研究众多，但仍不清楚。目前研究较为透彻的是药物对内皮细胞的直接抑制作用，一项旨在比较以高分子聚合物为载体的不同药物洗脱支架在兔动脉粥样硬化模型髂动脉支架置入术的系统研究显示[7]，支架置入术后28 d，佐他莫司（ZES）内皮细胞覆盖率为（70.0±24.0）%，而BMS为[（87.0±17.0）%，P=0.001]，药物洗脱支架的新生内膜面积显著小于裸金属支架。研究[8]发现低剂量佐他莫司对平滑肌细胞存在抑制作用，高剂量在抑制平滑肌细胞增殖和迁移的同时，也抑制了内皮细胞的再生，内皮细胞对平滑肌细胞增殖的负向调控减弱，血管平滑肌细胞继续增殖并逐渐导致狭窄。此外，无内皮细胞覆盖的支架小梁成为持续性致血栓因素，诱发血小板黏附，活化凝血过程，在局部形成微血栓，逐渐进展至晚期支架内血栓形成[9]。

此外，既往研究表明[10]，病变部位特点，支架小梁的组织相容性致支架上纤维蛋白降解机制受损等因素可能影响再内皮化。糖尿病、高脂血症、抽烟、饮酒等冠心病常见危险因素也可能通过氧化应激、一氧化氮活性改变等直接影响内皮细胞的增殖和迁移[11]。因此，多种因素导致延迟愈合，增加了研究延迟再内皮化形成机制的难度。

4 再内皮化延迟与支架内再狭窄

支架内再狭窄是指DES置入术后6个月局部管腔丢失不小于50%。其发生机制并不明确，目前普遍认为ISR由血管对损伤的过度修复所致。

无论药物洗脱支架还是裸金属支架，支架置入过程都会造成EC的机械损伤，DES的药物释放同时是持续性的化学损伤。受损的EC分泌NO和PGI 2减少，炎症细胞侵润，吸引血小板在局部聚集，同时血管舒缩功能失调，EC的屏障作用消失，SMC在内皮缺失的部位移行增殖，同时再内皮化延迟使EC对SMC的抑制弱化。SMC在增殖同时分泌大量细胞外基质蛋白，引起血管重构，最终导致ISR的发生。

5 再内皮化延迟与支架内血栓形成

DES植入损伤了EC的完整性，并抑制EC的修复和增殖，裸露的支架小梁使纤维蛋白降解机制受损，并成為持续性的致血栓因素。研究显示，支架内血栓形成后，30 d死亡率达20%～45%，非致命性心肌梗死发生率高达60%～70%，因此LST的结果是灾难性的。

6 防治再内皮化延迟的研究进展

为了提高DES术后的生存率和生活质量，人们进行了多方面的尝试和努力，发现药物治疗、促进内外源性内皮祖细胞聚集、基因治疗等，可显著促进内皮修复和改善，为防治延迟再内皮化提供了新思路。

6.1 药物促进内皮细胞的功能恢复

羟基红花黄色素A（HSYA）是从活血化瘀中药红花中提取的查尔酮单体，韩海玲等[12]研究红花黄色素A可增加缺血缺氧组织的一氧化氮含量，改善血管内皮细胞增殖及凋亡变化。张岭等[13]发现在低氧条件下，HSYA可通过低氧诱导因子-1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）途径增强VEGF蛋白的表达，增加VEGF蛋白分泌，从而对损伤的血管内皮细胞起保护作用。

他汀类药物具有减少脂质在血管局部沉积以及稳定粥样硬化斑块的作用。张坡[14]研究显示，辛伐他汀选择性抑制平滑肌细胞增殖、迁移和黏附，而不影响内皮细胞增殖和迁移。伏蕊等[15]研究表明他汀类药物还能提高内皮细胞对NO的利用率，清除氧自由基，抑制炎性反应，抑制延迟再内皮化进程。

普罗布考为贝特类抗高胆固醇血症类药物，能增加血浆6-酮-前列腺素F la（6-Keto-PGF la）和t-PA含量，提高血管内膜的抗血栓能力，具有抑制血小板聚集，调整血浆纤溶活性，保护EC的作用。Tanous等[16]给新西兰白兔连续6周高胆固醇饮食后去除血管内膜，置入支架后分为普罗布考干预组和对照组，发现饮食中含1%普罗布考的干预组较空白组的内皮化程度明显增加，ISR发生率下降。

曲格列酮为新型抗糖尿病药物。Blindt等[17]通过大鼠实验表明曲格列酮可促进EC增殖，并抑制SMC的增殖和移行。胡志伟等[18]研究显示，曲格列酮可激活过氧化物酶增殖体激活受体（PPARγ），抑制凝血酶诱导的内皮细胞细胞间黏附分子-1（ICAM-1）、血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）增加，对内皮细胞有保护作用。

6.2 内皮祖细胞与血管再内皮化

内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）首先由Asahara于1997年进行描述，是一类能增殖并定向分化成血管内皮细胞的前体干细胞。生理情况下，循环血中EPCs数量很少，但在局部损伤或组织快速增生时，缺血缺氧及相关细胞因子可刺激EPCs从骨髓中释放至外周血，并在趋化因子作用下逐渐迁移到病变部位，参与损伤血管修复及新生血管形成。因此EPCs在临床上为防治血管损伤提供了新的可能，一些新近研究结果也令人鼓舞。

Werner等[19]将内皮祖细胞注入接受颈动脉球囊损伤术的小鼠体内，14 d后荧光标记检测示EPCs主要聚集于受损血管内皮附近，免疫组化检查发现血管损伤局部的EPCs归巢增加，细胞移植组内皮覆盖率为（86.4±5.0）%，空白组为（71.3±6.0）%，差异有统计学意义（P < 0.01）。

人重组促红细胞生成素（TPO）可促进骨髓中EPC的增殖及向外周血中动员，加速损伤血管再内皮化。Urao等[20]向小鼠体内注射临床常用剂量两倍的TPO，3 d后进行股动脉导丝损伤术，而对照组则不注射TPO，14 d后处死小鼠，结果显示试验组较对照组血管的内皮细胞覆盖率高1.4倍。

CD34是内皮祖细胞特异性标志物。Cui等[21]将EPCs特异性抗体CD34种植在Genous支架上，发现支架能够有效捕获循环中EPCs。Gian等[22]将包被CD34和VEGFR-2的生物支架置入兔腹主动脉，发现EPCs的靶向归巢量和归巢率增加，支架置入2个月后的内皮化程度显著高于裸金属支架组，再狭窄率也明显低于对照组。

葛根素是野葛根的干燥提取物，其有效成分是4，7 -二羟基8-β-D葡萄苷异黄酮，葛根素具有扩张血管，抑制血小板聚集，修复内皮细胞，诱导血管平滑肌凋亡等特性。柴欣楼等[23]将不同浓度葛根素加入细胞培养基中，发现葛根素对体外培养血管内皮细胞有明显的促增殖作用，并呈剂量依赖性。张明宇等[24]研究显示，葛根素可能通过提高血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、白细胞介素-6（IL-6）及一氧化氮（NO）含量而促进EPCs的功能改善。

6.3 基因治疗

再内皮化延迟基因治疗的理论基础在于将外源正常基因导入内皮细胞，进而促进内皮细胞的结构和功能恢复。

Walter等[25]将phVEGF-2洗脱支架植入血管内，局部导入phVEGF-2质粒。10 d后phVEGF-2支架组（98.7±1.0）%的血管实现再内皮化，而对照组仅为（79.0±6.0）%，3个月后冠状动脉内超声（IVUS）检查显示ph VEGF-2支架组血管的横截面积为（4.2±0.4）mm2，对照组为（2.27±0.30）mm2。

Thoru等[26]先制造ApoE基因敲除小鼠血管内再狭窄模型，再以一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）基因转染腺病毒，导入损伤血管节段，对照组仅导入腺病毒。结果显示实验组再狭窄的发生率为（33.6±4.1）%，对照组为（74.6±14.0）%。体外实验证实[27]，eNOS基因转染EC后可以促进内皮细胞的再生，有望成为防治DES置入后ISR和LST的有效途径。

7 小结

药物洗脱支架的应用成为冠心病治疗领域继裸金属支架之后的又一里程碑事件，是支架内再狭窄向前迈出的一大步，DES也迅速成为前沿研究的热点。随着DES适应证不断拓展，其在人群中的应用更加广泛，然而随之而来的再内皮化延迟所致的ISR和LST却愈加突出，并引起了广泛关注。为此人们进行了大量相关实验，发现通过药物治疗，促进内外源性内皮祖细胞聚集以及基因治療等可促进损伤血管愈合，成为解决再内皮化延迟问题的突破口，使加速损伤血管再内皮化成为可能，但迄今为止仍未有循证医学证实的切实可行、副作用小、机制明确的药物，各种方法长期治疗的安全性及其心血管临床获益尚需大量的基础研究及临床研究加以验证。

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（收稿日期：2015-12-24 本文编辑：赵鲁枫）