动脉粥样硬化的免疫机制研究进展

王晨阳，周福良，刘伟，江明宏

作者单位：1 071000 保定,解放军第252医院医务处;2 071000 保定,71282部队卫生连;3 071000 保定,解放军第252医院心内科

动脉粥样硬化（As）是临床常见病之一，易导致冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）、脑卒中等多种疾病，且发病率和致死率较高，严重影响了人民身体健康和生存质量，并已成为心血管领域关注的热点，特别是急性心肌梗死发病率的年轻化及患病率的增多，以引起人们的高度重视及广泛预防，本文就免疫细胞在动脉粥样硬化中的作用进行综述。

1 动脉粥样硬化概述

随着对于动脉粥样硬化研究的深入，对其认识已从代谢性疾病向免疫性疾病转变，认为动脉粥样硬化是一种慢性血管炎症性疾病[1]，且在治疗上已从单纯降脂、调脂、稳定斑块，扩展到对免疫损伤及炎症的预防和控制。

对于动脉粥样硬化的形成表现出免疫损伤的特征，其中一个关键启动过程是在内膜保留了携带脂蛋白的载脂蛋白（apo）B，从而扰乱血流和降低剪切力[2]。在脂蛋白、剪切力、感染性微生物、高血压等各种损伤因素的作用下，引起单独或联合诱导内皮功能紊乱，进而导致一系列的免疫反应和内皮功能紊乱，促使T细胞和巨噬细胞向血管壁浸润，且巨噬细胞不断摄取氧化型低密度脂蛋白（oxLDL）形成泡沫细胞，最终形成动脉粥样硬化。

巨噬细胞组成的胞外脂质库具有类似粥样斑的特征，特别是在新生儿中，约有40%富含脂质的巨噬细胞出现在内膜，但在2岁以前会逐渐退化，到40岁左右，有95%会出现一定程度的血管内皮损伤[3]，纤维增厚、裂隙、血肿和血栓形成，表明合并损伤越来越多，一旦损伤的大小降低了血液流动，或损伤破裂导致血管封闭，心肌梗死和中风就是其导致的突发事件[4]。在动脉粥样硬化及并发症中，几乎涉及各种免疫细胞，它们的行为既不均匀，也不分级。一些免疫细胞可导致动脉粥样硬化，而另一些则可防止动脉硬化[5]，因此，对于疾病治疗来说，这种功能的异常既是挑战又是机会。

2 单核-巨噬细胞

单核细胞和巨噬细胞均来源于骨髓，其中骨髓祖细胞（HSPCs）分化成单核细胞进入外周血，成熟的单核细胞短暂停留于外周血，进入组织分化成巨噬细胞。生理状态下，动脉组织中巨噬细胞比例很低；而在动脉粥样硬化形成过程中，血液中单核细胞和动脉组织中巨噬细胞明显增多，且单核-巨噬细胞通过促进炎症、脂质沉积和斑块破裂，最终在动脉粥样硬化发生与发展中起到重要作用。

2.1 单核细胞的作用人类和小鼠血液中都含有至少两种不同的单核细胞亚群，它们具有不同的迁移特征[6]，一种是炎症型单核细胞（inflammatory monocytes，包括小鼠Ly-6Chigh单核细胞和人的CD16-CD14+单核细胞），对高胆固醇血症起反应，骨髓和脾脏会过度生产Ly-6Chigh单核细胞，它进入循环系统后，会导致单核细胞大量增加，先积累到损伤部位，并且分化成巨噬细胞[7]。另一种是定居型单核细胞（resident monocytes，包括小鼠的Ly-6Clow单核细胞和人的CD16+单核细胞），被认为是对损伤的修补机制，它巡视血管系统，减少动脉粥样硬化的几率，若免疫系统被过度激活，产生过多的免疫细胞，相当一部分免疫机制会防止动脉硬化的发生。

载脂蛋白E缺陷（ApoE-/-）和LDL受体缺陷（LDLR）小鼠的胆固醇代谢被阻断，它们和人类动脉粥样硬化病变非常相似，ApoE-/-小鼠可产生严重的白细胞和单核细胞增多。最近研究表明，ApoE-/-或磷脂蛋白缺陷（如三磷酸腺苷ABCA1和ABCG1）的小鼠中，造血干细胞（HSC）及其前体由于缺少重要的胆固醇流出机制，它积累的胆固醇导致了质膜上表达粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和IL-3 β链受体，且对HSC的过度增殖起抑制作用[8,9]。同时，脂类富集的脾巨噬细胞释放IL-23，诱导HSPCs从骨髓生态位大量释放[10]，当HSPCs定位在髓外部位，它们就能遇到GM-CSF和IL-3[7]，净效应导致HSPCs增殖，髓外白细胞生成，并不断增多，最终加速动脉粥样硬化形成[11]。然而，大多数人类没有ApoE，LDLR，ABCA1或ABCG1缺陷，他们可正常处理胆固醇，但心血管疾病患者，通常会产生粒细胞增多[12]。胆固醇清除缺陷的小鼠会导致严重炎症，但人类的粒细胞增多比较温和，说明胆固醇清除能力的缺乏可能是多种因素的综合作用。

2.2 巨噬细胞的作用巨噬细胞是血管损伤过程中数量最多的免疫细胞。内膜脂类积累可扰乱血流、降低剪切力，作为应答，内皮细胞会允许单核细胞（主要是巨噬细胞前体）通过内皮，新浸润的单核细胞衍生的巨噬细胞能够识别和吸收高胆固醇的脂类进入内膜[13]。巨噬细胞是一种特殊的吞噬细胞，可以通过感知、内吞，处理不同的脂类成分。模式识别受体表达在质膜上，它可识别各种天然的和氧化的脂蛋白类，促进它们吸收溶酶体的降解产物[14]。同样，细胞质传感器，如NLRP3（NLR family，pyrin domain containing3）对胆固醇结晶起作用，释放白介素1β（IL-1β），它是一种主要的炎症细胞因子[15,16]。

巨噬细胞可以摄取脂类，参与危险物质的清除。它摄入氧化的脂蛋白后，会形成泡沫细胞，最后死亡，变成一个大的脂类核，这种特征的损伤易导致破裂[17]。总之，巨噬细胞都是积累脂类、分泌可吸引其他免疫细胞的细胞因子、产生可消化胞外基质的蛋白酶、扰乱平滑肌细胞功能、能够影响内皮依赖性血管扩张[17]，巨噬细胞可使炎症反应消退、加速肉芽组织形成[18]，此外还可控制低密度脂蛋白（LDL）水平，LDL作为动脉硬化的一个治疗目标，会诱导巨噬细胞远离炎症反应，胆固醇从细胞内流出增加[19]。

2.3 单核-巨噬细胞的流动和功能对于巨噬细胞的流动，包括单核细胞通过内皮迁移，后分化成巨噬细胞，最终巨噬细胞截留在粥样硬化形成或消减中。在粥样硬化形成过程中优先积累Ly-6Chigh的单核细胞，它依赖于趋化因子信号CCR2-CCL2，CX3CR1-CX3CL1，CCR5-CCL5等，在小鼠体内中和这些趋化因子信号就能够去除动脉粥样硬化[20]。在脂类摄取和积累过程中，巨噬细胞释放神经生长因子netrin-1，这是质膜UNC5b上的一个引导分子，能够直接阻断损伤引起的巨噬细胞迁移[21]，如果缺少这个分子，损伤是比较小的。由此可见，巨噬细胞流动或死亡对于疾病的进展是关键的[3]。

3 T细胞

适应性免疫是利用抗原的特异性，产生有效防御，最终对这种抗原维持记忆。最初，树突状细胞捕获抗原，进而递呈到位于主动脉的naive T细胞，与淋巴结或第三级淋巴器官中活化的T细胞[25]相互作用，最终影响到动脉粥样硬化的进程[22-24]。研究表明，特异性的干扰和大多数伴随T细胞产生的细胞因子揭示Th-1和Th-17是导致动脉硬化的，Th2和Treg是起保护作用的[26]。Th1产生IFN-γ，活化巨噬细胞和扩大炎症反应，反之，Treg产生IL-10和TGF-β可以缓冲炎症反应。

在ApoE-/-小鼠的研究中发现，对于阻断功能性的T细胞和B细胞可使动脉粥样硬化减轻70%，结果表明获得性免疫对动脉粥样硬化过程有促进作用[27]，再给该小鼠补充功能性CD4+T细胞，加速了动脉粥样硬化达到ApoE-/-小鼠的正常水平，并且提出了CD4+T细胞在动脉粥样硬化进程中的起到了重要作用。

种系编码的受体信号能够活化T细胞，启动T细胞的克隆性增殖。天然淋巴细胞、自然杀伤T细胞（NKT细胞）、组织固有的γδT细胞对受体信号分子模式的反应不同，作用也不同。因此，种系编码和遗传重组受体在识别相关的动脉粥样硬化抗原和影响疾病进展方面有着重要相关性。

4 B细胞

B细胞在动脉粥样硬化的血管损伤中比较少见，而是更多的出现在血管外膜，能够防止动脉硬化或者导致动脉硬化[28]。B1型B细胞是防止动脉硬化的，可能因为他们产生天然免疫球蛋白IgM抗体，可标记Fc受体介导移除的脂类；适应性的B2型B细胞，通过与其他的免疫细胞相互作用或者分泌炎性细胞因子[26]，促使疾病发生。因为在适应性免疫中牵涉到的细胞和分子组分可以调节动脉粥样硬化，如果他们被控制，将会改变疾病进程。

5 浆细胞样树突状细胞（pDC）

对于浆细胞样树突状细胞（pDC），是树突状细胞的亚群之一，并且能够介导免疫应答和免疫耐受，参与多种感染性、免疫性疾病的发生发展。

pDC通过上调MHC-Ⅱ类分子和共刺激分子的表达来促进T细胞效应，还产生大量的炎性趋化因子，如CXCL10、CCL3、CCL4、CCL5，通过聚集活化的淋巴细胞来增强炎症反应[29]。pDCs能够产生外周血中绝大部分的I型IFN（包括IFN-α和IFN-β）。IFN（尤其是IFN-α）能改变内皮祖细胞的表型和功能，从而阻碍血管修复和重建，增加心脏血管的风险。同时IFN-α诱导外周血单核细胞中scavenger receptors class A（SR-A）表达增加，SR-A主要介导脂质的吸收，斑块内巨噬细胞吞噬脂质后泡沫细胞数量增加，加速动脉粥样硬化的发生发展[30]。在ApoE-/-小鼠中，IFN-β通过刺激巨噬细胞聚集促进动脉粥样硬化的进展。IFN-β可显著增加CCL5的分泌，CCL5能够趋化炎症因子迁移到病变位点[31]。

另一方面，pDC可诱导免疫耐受，抑制T细胞的活化和增殖，动脉粥样硬化的LDLR-/-小鼠的CD3+T细胞表达高水平的GATA-3（Th2标记物）和t-bet（Th1标志物）。pDC减少后GATA-3效应增强，pDC可减少LDLR-/-小鼠中高脂饮食诱导的Th1转变。应用pDC抗体120G8封闭功能性pDC，使斑块数量增加2～3倍，表明pDC可能会阻碍斑块的形成[32]。

6 参与炎症反应的其他因素

在动脉粥样硬化损伤到血管内壁中，能够检测到中性粒细胞、肥大细胞、血小板，说明它们均参与了动脉粥样硬化，导致其并发症的发生。中性粒细胞，炎症性的粒细胞，在损伤和感染的早期，通过不断的循环和积累，在实验性的动脉粥样硬化中，中性粒细胞数量在血液中明显上升，最终通过释放警报和形成颗粒性蛋白，使单核细胞粘附和迁移[33]，同时中性粒细胞，也含有大量的髓过氧化物酶，NADPH氧化酶和脂氧和酶，其中脂氧和酶可促成氧化应激，导致内皮细胞功能障碍、损伤增加和不稳定性的主要决定因素。肥大细胞，在变态反应和过敏反应中对它们的作用了解的比较清楚，通过释放内容物蛋白酶-细胞因子-内分泌物富集的颗粒[34]，促进动脉粥样硬化发生。对于血小板，其实扮演一个重要的双重角色，即在动脉粥样硬化过程中，血小板粘附在内皮，帮助单核细胞浸润到损伤部位[35]，而在斑块破裂过程中，血小板形成血栓，引起下游组织缺血，结果，中性粒细胞、肥大细胞和血小板全部通过增强炎症反应，促进动脉粥样硬化形成。

7 展望

目前还未实现以免疫细胞为靶向来治疗心血管疾病，可能是因为相关的基础生物学研究不透彻。在今后的工作中，需整体把握免疫细胞的功能，避免自我破坏，保持生理稳定，以期达到长久预防和抑制心血管疾病破坏性的后果。