内皮细胞微颗粒和心血管疾病的关系

王丹宇 综述 王军奎 审校

(1.西安医学院，陕西西安710032；2.陕西省人民医院心血管内一科，陕西西安710068)

心血管疾病目前是导致死亡的主要原因之一，对于有传统心血管危险因素(年龄、性别、吸烟等)的患者进行有效干预，仍有心血管事件发生的残余风险。因此，发现新的有效的干预靶点就显得尤为重要。内皮细胞微颗粒(EMPs)作为一种新兴的血管内皮细胞活化的替代标志物，在心血管疾病的发生、进展、诊断和临床预后中有着重要的应用价值。

1 EMPs简介

内皮细胞功能障碍是发生动脉粥样硬化的始动因素，是内皮细胞长期暴露于多种心血管病危险因素后导致的结果，当内皮细胞激活或凋亡时，细胞膜结构发生改变，使得磷脂酰丝氨酸外翻，以“出泡”的方式从细胞膜上脱落一种亚细胞组分，称为微颗粒(MPs)，几乎所有的细胞都能产生MPs，MPs的类型及其在疾病进展中的作用总结见表1。其中血小板微颗粒(PMPs)占MPs总数的70%～90%，EMPs占MPs的10%。EMPs直径在0.5～1.0 μm，内皮细胞膜表面为膜蛋白和细胞质成分[1]，主要是带有负电荷的磷脂酰丝氨酸，有促凝、促炎和改变血管功能的作用。具体可表现为以下病理生理作用：(1)刺激内皮细胞炎性因子释放白介素(IL)-6和单核细胞趋化蛋白-1等；(2)诱导细胞黏附的表达(如细胞间黏附分子-1、血管内皮细胞黏附分子-1和E-选择素)；(3)诱导白细胞细胞膜表面相关受体的表达[2]。

表1 微粒的类型及其在疾病中的作用

注：MMPs：单核细胞微颗粒。

Combes等[8]1999年首次在人脐静脉内皮细胞中发现EMPs，提出了测量EMPs的方法,并将其应用于临床。研究发现，EMPs可刺激人脐静脉内皮细胞产生活性氧簇，并增加NO生成[9]。由于EMPs表面表达不同的抗原标记，故可根据其自身大小、膜表面标志物和结合膜联蛋白的能力，通过流式细胞仪检测[10]。也有研究发现EMPs可刺激p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)表达，并产生大量炎症因子如肿瘤坏死因子(TNF)-α和IL-6，其均在培养的人脐静脉内皮细胞中靶向抑制p38 MAPK的siRNA表达[11]。故临床上可通过检测循环中MPs的水平及含量，从而对血栓相关性疾病如心血管疾病做出早期诊断。检测发现健康人体中也存在少量的EMPs，当机体受到某些因素的刺激，如：TNF-α、C反应蛋白(CRP)、凝血酶和纤溶酶原激活物抑制剂、P-甲酚、高血糖等[12]，可增加EMPs的释放，并且数量明显高于正常状态。一定水平的EMPs可通过刺激内皮细胞产生细胞因子和其他炎症介质而介导细胞间反应，而且可通过适应性免疫应答而发挥抗炎等一系列积极作用。较高水平的EMPs却会持续损伤血管内皮，因此有效地降低显著升高的EMPs水平将有助于修复损伤的血管内皮[13]。

2 EMPs与心血管疾病

2.1 高血压

高血压是一组以动脉血压升高为主要临床表现的全身性疾病，它可导致心、脑、肾等多种靶器官受损，尽管高血压发病机制仍不是很清楚，但大量的临床研究表明高血压的发生、发展与内皮细胞受损有着密切联系。患者血压升高时，致使血流速度加快，血管剪切力也相应增加，损伤内皮所依靠的血管组织，最终释放大量EMPs[14]。另外，EMPs还可参与新生血管的形成及血管重塑，促进血管内膜钙化，临床研究表明EMPs数目和血压节律也有密切关系，24 h血压紊乱的患者内皮功能受损更为严重[15]。

2.2 动脉粥样硬化

动脉粥样硬化是一种血管炎症性疾病，由于脂质、炎性细胞、血管平滑肌细胞(VSMC)的积累以及脂质过氧化、内皮功能障碍、炎性介质的释放、血管内腔变窄，导致活化的巨噬细胞和血管内皮细胞的迁移和内膜增殖。EMPs通过损伤动脉内皮参与动脉粥样硬化形成。在动脉粥样硬化斑块中发现有炎性巨噬细胞聚集。单核细胞-巨噬细胞通过吸烟、促炎因子(TNF、IL-1)和CRP的激活来表达MPs，是动脉粥样硬化不稳定斑块进展的关键因素。NO在调节内皮细胞功能中起着重要作用，且参与内皮细胞与血液及血管平滑肌的相互作用和损伤内皮舒张功能，而在缺氧条件下产生的EMPs可抑制NO的生成。Burger等[16]发现内毒素可通过激活NO合酶的途径诱导巨噬细胞MPs形成。Mahmoud等[17]在游离脂肪酸棕榈酸酯诱导的氧化应激模型中发现，EMPs可携带功能性内皮型一氧化氮合酶(eNOS)并通过正性调节eNOS/Akt信号传导来保护机体免受氧化应激，从而增加NO、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的含量，并抑制NADPH氧化酶和活性氧产生。

Wang等[18]研究显示单核巨噬细胞MPs中的IL-1可增强血管炎症过程并激活内皮细胞。Hoyer等[19]的研究表明单核巨噬细胞MPs可促进小鼠动脉粥样硬化斑块的发展，并且增加了巨噬细胞在血管壁的聚集。人类动脉粥样硬化斑块中含有由坏死区内各种凋亡细胞死亡释放的EMPs。这些结果表明EMPs从活化的单核巨噬细胞释放的MPs有助于促进血管炎症物质的表达，导致动脉粥样硬化和心肌梗死[20]。

2.3 急性冠脉综合征

急性冠脉综合征(ACS)是以冠状动脉粥样硬化斑块破裂或侵蚀，继发完全或不完全闭塞性血栓形成为病理基础的一组临床综合征，内皮细胞功能障碍和炎性浸润在血栓形成过程中起着重要作用。EMPs是血管内皮细胞功能障碍的特异性生物学标志物，可反映内皮细胞功能障碍并介导血管内皮细胞损伤，EMPs的失调可能是血管功能障碍的早期标志[21]。机制可能是心肌梗死患者血中的EMPs可损害内皮细胞四氢生物蝶呤途径,从而对EMPs的释放产生抑制作用。应用NO合酶抑制剂可减轻EMPs对血管的损伤，印证了冠心病的内皮损伤反应学说。Mallat等[22]证实在ACS患者的循环血中存在高浓度的促凝剂EMPs(CD31+和CD146+)，并且可能促进冠状动脉内血栓的形成。CD31+和CD146+对血管内皮具有明显的损伤作用。所以EMPs可能需达到一定的数量级才可产生明显的病理作用，也可能是ACS时EMPs所携带的生物活性物质有所不同，从而对EMPs等表面标志物分化及功能产生了作用，两者相互作用和促进，共同导致了ACS的发生。

George等[23]通过63例ACS患者[ST段抬高型心肌梗死(STEMI)28例，非ST段抬高型心肌梗死(NSTEMI)35例]中进行的前瞻性队列研究发现NSTEMI患者的EMPs及PMPs水平均高于STEMI患者。他们还发现EMPs、PMPs与射血分数呈直接相关，这表明EMPs和PMPs水平在射血分数保留的患者中很丰富，随着左室射血功能恶化，其水平降低，但具体机制尚不清楚。他们还发现EMPs在ACS患者中明显升高，并与GRACE和TIMI评分呈负相关，这可能表明EMPs在冠状动脉粥样硬化性疾病中具有保护作用。相比之下，Biasucci等[24]在意大利人群中的研究未显示STEMI和NSTEMI之间的任何差异。他们发现在行经皮冠脉介入术后，PMPs、EMPs水平在ACS患者中均高于稳定型心绞痛患者，是否合并血管疾病并不影响PMPs的含量。由此可得出结论，EMPs可直接反映血管内皮的受损程度，可用于冠状动脉粥样硬化性心脏病的初筛，有望可以像心肌损伤标志物一样作为诊断ACS的补充。

3 干预EMPs在心血管疾病治疗中的作用

诸多临床研究已证实，多种涉及心血管疾病特别是冠心病的病理生理状态，均有EMPs数量的明显升高，如前所述，EMPs能直接反映内皮细胞受损及功能障碍，可作为较敏感可靠的生化指标。同时，降低EMPs水平能通过改善血管内皮功能从而改善冠心病患者的预后。他汀类药物是冠心病治疗的基石，具有抑制炎症反应、保护内皮细胞、稳定动脉粥样斑块等作用[25]，各种指南均强烈推荐。研究表明[26]强化阿托伐他汀治疗不仅可通过抑制内皮炎症，改善内皮功能，减少EMPs的生成，且还可能通过抑制EMPs功能和作用，有效抑制其促炎、促栓和内皮损伤作用。内皮祖细胞(EPC)是一种具有增殖潜力的并能分化成血管内皮细胞的前体细胞，在血管内皮损伤后的自身修复中具有重要作用。法舒地尔能增加EPC的数量，降低EMPs含量，并呈现剂量依赖性，由此可得出结论，法舒地尔能促进冠心病患者EPC的动员、增殖过程，提高外周循环中EPC数量，改善机体的血管内皮功能状况[27]。因此在常规药物治疗的基础上，有选择性地使用上述药物可降低机体内EMPs的含量水平，保护血管内皮功能，可望作为冠心病治疗的一个重要靶点。

4 小结及展望

EMPs作为一种新型的具有特异性的标志物，对提高心血管疾病患者的早期检出率、识别高危人群的损伤程度、预测患者的预后等方面都有其不容小觑的临床意义。EMPs不仅在心血管疾病研究中有价值，还可介导细胞间信息转导或作为效应物参与各种病理生理作用，所以很有必要进一步明确EMPs的生成途径、损伤内皮功能详细的作用机制、优化EMPs的检测方法、更新仪器设备、提高临床诊断率，为相关疾病的防治及预后提供更多的临床参考和指导。