中性粒细胞在心肌梗死中的作用

翟泰宇，孙轶华

(哈尔滨医科大学附属肿瘤医院检验科，哈尔滨 150081)

·综述·

中性粒细胞在心肌梗死中的作用

翟泰宇，孙轶华

(哈尔滨医科大学附属肿瘤医院检验科，哈尔滨 150081)

急性心肌梗死是一种致死率很高的严重心脏缺血性疾病。研究证据表明，心肌梗死诱发的炎症反应在心肌损伤中发挥了关键作用。而在此过程中，中性粒细胞所起到的作用引起了人们的极大关注，人们因此对中性粒细胞向梗死组织渗透浸润、致损伤机制及干预效应等方面进行了深入的研究。本文根据研究进展，对中性粒细胞在AMI时发挥的作用进行了简要介绍，并详细地对其发挥作用的方式(浸润、白细胞招募作用、生化因子、调控靶点)进行了概括。

中性粒细胞;心肌梗死;炎症反应

急性心肌梗死(acute myocardial infarction)是一种常见的由于冠状动脉急性、持续性的缺血缺氧导致的严重的心肌坏死性疾病，在世界范围内其发病率和致死率一直处于高水平。在AMI初期，外周血中的白细胞，主要是中性粒细胞，数量明显升高。中性粒细胞在心肌梗死后快速浸润心肌组织，在强化炎症反应及后续梗死区域的恢复过程中发挥关键作用。本文主要综述中性粒细胞与心肌梗死关系的研究进展。

1 心肌梗死时中性粒细胞的浸润

在多种心肌损伤性疾病中，心肌梗死是一种可激活体内固有炎症反应机制诱发机体炎症反应的疾病。研究发现，中性粒细胞具有促进组织损伤及炎症反应的作用，大多数研究者将其形象地比喻为“bad guys”。在动脉粥样硬化的大鼠模型中，中性粒细胞的数量与粥样硬化斑块的炎症反应有关。中性粒细胞减少可减轻疾病造成的负作用[1]。研究也表明，在小鼠体内，中性粒细胞的浸润及多种蛋白酶的产生和释放与心肌损伤的严重程度相关[2-4]。

Carbone等[5]发现，心肌梗死后大量的中性粒细胞率先进入到梗死区域，并且在24 h之内中性粒细胞的数量即可达到相当高的水平。在临床研究中发现，增多的外周血循环中中性粒细胞、显著升高的粒细胞/淋巴细胞比值及大量的髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)等颗粒蛋白不仅与冠脉疾病的严重程度相关，还有可能成为预测急性冠脉综合征的重要指标。

另外，Shinagawa等[6]认为，急性心肌梗死时中性粒细胞集聚的减少可明显减轻心肌的缺血再灌注损伤，但这一效果却会随着梗死时间的延长而逐渐减弱。在一些动物实验和临床试验中发现，通过减弱中性粒细胞的入侵信号可减轻中性粒细胞向心肌组织的浸润。在应用L-选择蛋白和P-选择蛋白的单克隆抗体后，在再灌注后的几小时内有效地减轻了中性粒细胞向心肌的浸润及心肌组织的坏死程度。但Briaud 等[7]发现，在P-选择蛋白缺失的小鼠体内，虽然白细胞的集聚明显减少，但小鼠心肌损伤程度却并没有因此而降低。

由此可见，中性粒细胞在心肌梗死中，其促进炎症反应的作用对心肌损伤具有重要作用，但心肌梗死后单纯减少中性粒细胞的集聚浸润似乎并不是有效的临床治疗方法。

2 中性粒细胞招募作用

中性粒细胞在清理坏死心肌细胞产生的细胞碎片等物质时，所释放的炎性介质不但会引起组织损伤，同时也会进一步对更多白细胞起到明显的招募作用。因为急性心肌梗死的发生，可强有力地刺激机体免疫系统，导致多种细胞因子和趋化因子的产生和释放[8]，继而诱导大量包括中性粒细胞和单核细胞在内的白细胞进入梗死区域[9-10]。这些中性粒细胞、单核细胞及分化而来的巨噬细胞，又可通过释放多种细胞因子、蛋白酶、活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)等物质来延长炎症反应的过程。同时，其吞噬作用可帮助清除梗死区域死亡的心肌细胞、中性粒细胞及细胞碎片，而这种吞噬过程或许又可影响巨噬细胞的表型[11]。

中性粒细胞在促进单核细胞的招募及激活方面，可能也会起到一定作用[12]。单核细胞在心肌梗死发生初期发挥重要作用。野生型小鼠结扎冠脉后，利用淋巴细胞抗原6G(lymphocyte antigen 6G，Ly-6G)单克隆抗体减少体内的中性粒细胞可使脾储Ly-6 G high单核细胞的释放数量减少，而梗死区域内减少的Ly-6 G high单核细胞又可促进区域内巨噬细胞的增殖并且使其表型发生改变[13]。中性粒细胞上携带的人中性粒细胞多肽1(human neutrophil peptide 1，HNP1)可和血小板衍生的CC类趋化因子配体5[chemokine(C-C motif)ligand 5，CCL5]结合形成二聚体，二聚体通过CCL5配体(CCL5 receptor，CCR5)来调节单核细胞的粘附能力。与此同时，在大鼠心肌梗死模型中，针对其结构特点设计出的HNP1-CCL5二聚体的干扰性多肽减弱了中性粒细胞对单核细胞及巨噬细胞的招募作用[14]。

中性粒细胞可通过多种途径对单核/巨噬细胞发挥作用。在心肌梗死中，中性粒细胞的集聚可产生多种炎症信号，使梗死心肌组织损伤并且诱导更多的白细胞进入组织发挥作用，最终通过中性粒细胞或者由中性粒细胞调控巨噬细胞的作用帮助清除坏死细胞。

3 中性粒细胞分泌的生化因子

在心肌梗死中，中性粒细胞主要通过3种介质发挥其对心肌组织的损伤功能：整合蛋白家族(integrins)，选择蛋白家族(selectins)及部分免疫球蛋白家族，例如细胞间粘附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管细胞粘附分子-1、血小板内皮细胞粘附分子-1等。

选择蛋白家族中，在心肌损伤的过程中发挥关键作用的主要有3种，分别是L选择蛋白、E-选择蛋白及 P-选择蛋白，其中L-选择蛋白在中性粒细胞被激活后释放，对中性粒细胞的招募及向目的地前进速度均具有重要的调控作用[15]。

但单一的依靠选择蛋白无法使细胞与靶标部位产生稳定的粘附作用和迁移作用，还需要整合蛋白家族的配合。整合蛋白家族是细胞表面受体的主要蛋白质家族。18 α-整合蛋白的异源二聚体和8β-整合蛋白的子单元可在内质网中形成24个不同的整合蛋白受体[16]。心肌梗死时，β2整合蛋白对中性粒细胞的招募发挥着重要作用[17]。中性粒细胞需要β2整合蛋白(CD18)将其β链与CD11a的α链牢固结合，这不但使CD11/CD18与内皮细胞表面配体ICAM-1结合还可使中性粒细胞改变为可运动形态[18]。当中性粒细胞被激活后，细胞膜发生改变并向细胞外快速释放大量的ROS及MPO等分子，这一过程已被证实与脉管炎的发病机制相关[19]。研究发现，MPO大量存在于中性粒细胞的嗜天青颗粒中，在中性粒细胞净重中的比重可达到5%以上[20]。虽然在单核/巨噬细胞中也检测到MPO的表达，但机体95%的MPO仍由中性粒细胞产生[21]。MPO在血管壁中可氧化低密度脂蛋白及胞外基质，造成内皮细胞的损伤[22]，诱导中性粒细胞表面粘附分子CD11b的表达，激活中性粒细胞与内皮细胞的粘附作用。报道称，从心肌梗死患者外周血中提取的中性粒细胞与正常的样本相比，中性粒细胞与内皮细胞的粘附率明显升高，MPO抑制剂ABAH可抑制AMI患者体内中性粒细胞MPO的活性，并且其对内皮细胞的粘附能力也与ABAH剂量相关[23]。

临床实验中发现，在肌钙蛋白阴性的急性心肌梗死发病最初阶段，MPO的增高早于其它心肌细胞坏死标志物，发病2 h之内便可检测到MPO的升高。而在冠脉疾病中被证实可提高MPO表达水平的肝素，在急性心肌梗死患者中却没有明显的变化[24]。这种现象说明，在急性心肌梗死发生的早期，中性粒细胞就已被激活，甚至有可能早于急性心肌梗死临床症状的出现。

有研究者注意到，体内氧自由基(ROS)等致损化学因子几乎只能由粘附之后的中性粒细胞释放。当中性粒细胞与血管内皮形成稳定的粘附效果之后，内皮细胞也可表达多种粘附分子，使其与内皮细胞间的连接作用减弱，细胞间缝隙增宽，允许中性粒细胞通过从而进入梗死组织发挥作用。进入梗死区域后，中性粒细胞可分泌ROS、MPO及多种蛋白酶对心肌细胞发挥作用[25]。其中，ROS可对心肌细胞的细胞膜产生直接的损伤作用，最终导致细胞死亡。

4 中性粒细胞炎症损伤作用的调控靶点

研究显示，许多基因均可作为调控中性粒细胞作用的靶点，改变中性粒细胞的作用方式或者强度。髓系细胞触发受体-1(triggering receptor expressed on myeloid cells-1，TREM-1)在中性粒细胞和成熟的巨噬细胞表达，被视为先天免疫放大器。Boufenzer等[26]发现，无论在小鼠还是人类体内，TREM-1在缺血心肌中的表达均上调。在小鼠体内，长时间的左心室缺血可诱导TREM-1在缺血心肌区域的表达，且主要在浸润到心肌组织中的中性粒细胞上表达。利用LR12抑制TREM-1基因表达，可减弱对中性粒细胞的招募作用及心肌的炎症反应，同时还可降低单核细胞趋化蛋白-1(monocyte Chemoattractant Protein-1，mcp-1)的产生，从而减弱单核细胞向梗死心脏的趋化行为，最终提高左心室的功能及小鼠的生存率。

核因子κB受体活化因子配体(receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand，RANKL)可激活中性粒细胞等免疫细胞并且在梗死后的损伤和恢复过程中发挥作用。无论是在血浆还是心脏组织中，RANKL表达量在再灌注早期即可升高。Carbone等[27]在动物实验中发现，向鼠体内注射RANKL中和抗体之后，抵消了RANKL诱导的中性粒细胞的迁移和脱颗粒作用，随着中性粒细胞向心肌组织浸润的减弱及ROS、基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinases-9，MMP-9)释放的减少，心肌梗死面积及心脏功能均得到了改善。这些证据表明，RANKL在中性粒细胞介导的心肌损伤中发挥重要作用。

另外，经LPS活化的中性粒细胞在抑制转化生长因子激酶1(TGF-β-activated kinase-1，TAK1)基因后，与对照组相比，IKK、p38、JNK的磷酸化水平，IL-1β、 IL-6、TNF-a、ROS等分子表达量也均有所提高[28]。

5 中性粒细胞在梗死后呈现的保护作用

中性粒细胞在心肌梗死发展过程中的炎症损伤作用虽已得到大多数研究者的一致认可，但也有部分实验数据表明，中性粒细胞或许在梗死后心肌的恢复过程中也可能起到一定作用。

在心肌梗死后，中性粒细胞自身的凋亡及巨噬细胞对其的吞噬过程中释放的TGF-β可使得炎症反应逐渐减弱并且使心肌发生纤维化[25]。Bournazou等[29]发现，在中性粒细胞自身凋亡的同时，可分泌膜联蛋白AⅠ及乳铁蛋白减弱对中性粒细胞的招募作用。这两种蛋白同时还对巨噬细胞具有一定的趋化作用[30]，诱导巨噬细胞清除细胞碎片。Horckmans等[13]认为，在心肌梗死后，中性粒细胞可参与协调单核/巨噬细胞的表型及数量，且有益于梗死心肌组织的修复及心脏功能的恢复。中性粒细胞在清除抗原物质之前首先需使机体恢复到平衡状态，此种双重作用类似于一种失效保护机制。

这样看来，中性粒细胞在心肌梗死后的作用更像是一把双刃剑，对心肌细胞同时发挥着损伤和一定的保护作用。

6 结语

中性粒细胞是组成人类循环白细胞中数量最多的有形成分，在循环白细胞中比例可达40%～75%。在机体发生感染或者出现损伤时，中性粒细胞率先抵达目标部位，并且通过分泌多种酶类(蛋白酶、水解酶)、细胞因子等物质激发炎症反应，从而保护机体免受各种病原体的损害。但过于强烈的炎症反应在急性心肌梗死时却会大大加重心肌的损伤程度。

随着研究的深入，中性粒细胞在心肌梗死中的病理生理机制、作用及调节机制和途径正逐渐被人们所了解。中性粒细胞不仅可清除坏死组织，分泌促炎因子及通过招募单核巨噬细胞发挥作用，或许还可对梗死后的心肌起到一定的保护作用。在当前研究中发现的多个中性粒细胞功能的调节靶点基因，或许可为将来心肌梗死的预测、治疗及预后提供新的思路。

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R446;R542.2+2

A

2017-02-12)

(本文编辑王海燕)

10.13602/j.cnki.jcls.2017.09.11

翟泰宇,1990年生，男，硕士研究生，主要从事临床检验诊断学研究。

孙轶华，教授，E-mail:syh200415@163.com。