微粒体在缺血性卒中的作用

周蕾，吴冬雨，姚小梅，时彦莹，朱宪策，黄晶，王春雪，张宁

卒中是世界范围内引起残疾的第三大原因，其中缺血性卒中约占所有卒中的87%[1-2]。缺血性卒中病因可分为大动脉粥样硬化型、心源性栓塞型、小动脉闭塞型、其他明确病因型和不明原因型5种类型。微粒体是由活化细胞所释放的一种囊泡，目前多项研究认为微粒体可以作为缺血性卒中有前景的生物标志物之一。

1 微粒体来源

微粒体是不同类型的细胞活化、损伤或凋亡时从其表面脱落下来直径为100～1000 nm之间的富含脂质的囊泡颗粒[3]。微粒体含有母体细胞来源的各种蛋白质、脂质、信使RNA（messenger RNA，mRNA）和微小核糖核酸（micro RNA，miRNA）等生物活性物质，在细胞间信号传导及相互作用过程中起着媒介作用，并参与了内皮细胞功能障碍、炎症、细胞的存活与凋亡、血栓与止血、血管重构与再生等病理生理过程[4-6]。

血液中的血小板、血管内皮细胞、白细胞、红细胞、平滑肌细胞和肿瘤细胞等在受到不同刺激因子作用后，相关跨膜受体被激活，细胞膜极性丢失、细胞骨架重排，细胞膜向外伸展变形，细胞膜部分以出芽方式形成小囊泡或伪足脱落进入微循环而形成细小微粒体[7-8]。

2 微粒体的分类与功能

依据细胞来源不同，将微粒体分为血小板微粒体、内皮微粒体、白细胞微粒体等，而白细胞微粒体又分为许多亚群。在健康人群循环血液中，微粒体以来自血小板的微粒体为主，内皮细胞微粒体、白细胞微粒体及其亚群数量较少[9]。在循环血液中，来源不同的微粒体可表达与其母细胞一致的表面抗原，来源于内皮细胞的微粒体可表达CD144、CD62E、CD31等抗原，血小板来源的微粒体可表达CD41a、CD42b、CD62P等抗原，白细胞来源的微粒体表达CD45、CD4、CD8、CD14等抗原，而红细胞来源的微粒体则表达CD235a抗原，可以通过其表达的抗原来区分不同的微粒体[10]。

微粒体的功能主要取决于微粒体的组成成分和来源。研究发现微粒体在结构上同样具有细胞膜的双层磷脂结构，具有凝血活性的磷脂酰丝氨酸排列在膜表面，并表达各种膜受体，微粒体内部携带各自母细胞来源的脂类、生长因子、miRNA和线粒体等信息，母细胞通过向循环中释放微粒体的形式将其信息转移到不同的靶细胞，但是这种通过微粒体而进行的信息传递并不依赖于微粒体的数量多少，而是取决于微粒体的组成成分和来源[11]。研究发现在许多血管性疾病中均可检测到微粒体升高，且其升高程度与疾病严重程度相关。血小板微粒主要在凝血过程、炎症过程、血栓形成和肿瘤进展中起作用[12]；内皮细胞微粒与内皮功能障碍、血管生成、肿瘤生长和氧化应激增加有关[13-14]；白细胞微粒与内皮功能障碍、脓毒血症和血管炎症相关[15]。

3 微粒体与缺血性卒中

在急性缺血性卒中、严重高血压和冠状动脉粥样硬化性心脏病高风险的患者中，观察到了高水平的内皮微粒体和血小板微粒体[16-17]。微粒体与心脑血管疾病的发生密切相关。

3.1 内皮微粒体与缺血性卒中 急性缺血性卒中发生的机制主要与血管内皮损伤、血管闭塞、炎性因子产生有关[18]。研究表明促炎因子、促凋亡因子、促凝血因子及氧化脂质和毒素均能在体外诱导内皮微粒体的形成和释放[19]。吸入二手烟后血管内皮祖细胞及NO合酶被抑制，内皮微粒体数量升高[20]。

内皮细胞产生的微粒体参与炎症、促凝血、血管生成等多种病理生理过程，因此被认为是血管内皮细胞活化和损伤的生物标志物[4，21]。当血管腔内的血流切应力及湍流损伤内皮细胞时，内皮细胞发生活化，细胞膜溶解，释放内皮微粒体[8]。研究表明，内皮微粒通过减少NO信号通路和前列环素途径来诱导内皮细胞功能失调与内皮功能障碍，其中携带的mRNA和miRNA能促进动脉粥样硬化斑块内部新生血管形成和增加促凝作用从而加快动脉粥样硬化损伤的进程[22-24]。

血管内皮细胞受到不同类型刺激能释放出不同表型的血管内皮细胞微粒体。内皮细胞活化时能释放CD62E+、CD54+细胞间黏附分子、CD106+血管内皮细胞黏附分子，而内皮细胞凋亡时则释放CD31+、CD105+、CD146+黑色素瘤细胞黏附分子、CD144+血管内皮细胞黏附分子[4]。研究表明，与健康对照组相比，缺血性卒中患者CD62E+内皮细胞微粒体增加，且在缺血性卒中发生7 d和90 d时仍保持在较高水平[25]。Aurélie S.Leroyer等[24]证明，CD40+内皮微粒能促进内皮细胞增殖，促进动脉粥样硬化斑块内新生血管的形成，并促进斑块内出血。CD40+与表达CD40受体的内皮细胞结合后对血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和1-磷脂酰肌醇3-激酶-丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶（phosphatidylinositol-3-kinase/serine threonine kinase，PI3K/AKT）的激活和细胞增殖有调节作用。

3.2 白细胞微粒体与缺血性卒中 单核细胞、粒细胞、淋巴细胞等成熟白细胞在活化或凋亡过程中能释放白细胞微粒体，白细胞微粒体经常存在于血液中，在2型糖尿病、血栓形成、冠状动脉粥样硬化性心脏病患者血液中均发现异常升高的白细胞微粒体。白细胞微粒体在缺血性卒中中主要引起血管内皮功能障碍和血管炎症，从而参与动脉粥样硬化斑块的形成和发展[26]。

在动脉粥样硬化斑块形成过程中，白细胞穿过内皮细胞，渗透到血管壁引起炎症反应，并释放大量白细胞微粒体，白细胞微粒体自身也是一种炎症因子，不仅可促使单核细胞或巨噬细胞聚集，而且还可进一步活化血管内皮细胞，促使血管内皮细胞释放内皮微粒体，进一步加重血管内皮损伤[27]。因此，在炎症的过程中生成的白细胞微粒体可能增强和放大了炎症细胞的效应，从而形成了恶性的循环造成炎症慢性化[26]。一项纳入了26例行颈动脉内膜切除术患者的研究显示，从颈动脉粥样硬化斑块中可分离出大量微粒体，而健康血管中则没有微粒体，动脉粥样硬化斑块中微粒体主要来源于白细胞。斑块中微粒体水平至少是血浆中微粒体的200倍。动脉粥样硬化斑块和血浆中白细胞微粒体表面均暴露出组织因子，诱导产生凝血酶，但这种活性在从动脉粥样硬化斑块中分离出的微粒体是血浆中微粒体的2倍多。该研究结果表明，在动脉粥样硬化斑块中的微粒体比血浆中微粒体更加丰富、诱导血栓形成的活性更强。

一项研究比较了76例缺血性卒中患者和70例健康对照组血液中白细胞微粒体水平差异，并分析特异性白细胞微粒体作为炎症介质在促进血管炎症方面的作用。结果显示，在缺血性卒中患者血液中，来自于白细胞（CD45+）、单核细胞（CD14+）、淋巴细胞（CD4+）、粒细胞（CD15+）的微粒体数量显著高于正常对照组，CD14+微粒体与缺血性卒中严重程度、脑血管狭窄程度、卒中亚型相关，其他表型白细胞微粒体则无明显相关性。该研究结果提示，白细胞微粒体作为一种促炎介质，可能参与了急性缺血性卒中的血管炎症，CD14+微粒体可能会是临床中一项较有前景的反映缺血性卒中严重程度及预后的生物标志物[28]。

3.3 血小板微粒体与缺血性卒中 血小板活化和聚集增加参与了急性缺血性卒中的发病过程，并与高血压和高胆固醇血症等卒中危险因素相关[29]。血小板微粒体是血小板受刺激活化后产生的，体内血小板微粒的形成、释放及水平反映体内血小板活化程度[30]。有研究发现患有血小板减少性紫癜伴有进行性认知障碍的患者血液中血小板微粒体数量明显增高。研究者回顾分析这些患者的资料发现，没有出血症状的患者比有出血症状患者的血小板微粒体水平增高；伴有认知功能障碍的患者通常没有出血症状，其血小板微粒体增高更明显，研究者认为血小板微粒体在特发性血小板减少性紫癜患者中替代了正常血小板功能，在高水平是诱发脑微血管的血栓形成[31]。Young J Lee等[32]观察了TIA、小血管闭塞型卒中、大血管闭塞型卒中、多发性硬化及AD患者，发现除了AD外，在其余几种疾病的患者中都能够观察到血小板微粒体水平升高，而且小血管闭塞型卒中患者血小板微粒体水平比大血管闭塞型卒中患者升高更明显，因此推测长期及高水平的血小板微粒体或者某些亚型血小板微粒体可代替血小板形成血栓诱导脑缺血。这些研究均表明血小板微粒体可能更多地与微血管内血栓形成相关，而与大血管内血栓形成关系不大。

一项研究纳入了112例急性缺血性卒中患者，其中包括大动脉粥样硬化型53例和小动脉闭塞型59例，还包括35例对照组，分别采集入院时和给予抗血小板治疗后的外周血，比较各组循环血小板微粒体和血小板参数（平均血小板体积、血小板计数、血小板压积和血小板分布宽度）及脑梗死体积。该研究结果发现：①急性缺血性卒中患者循环血小板微粒体和血小板体积水平较健康对照组显著升高；②血液循环中的血小板微粒水平在抗血小板治疗后下降，而血小板参数没有变化；③循环中血小板微粒体水平与大动脉粥样硬化型卒中梗死体积正相关，血小板参数与任何一种卒中亚型梗死体积均无关联；④回归分析显示，在调整其他影响因素（高血压和糖尿病）后，循环血小板微粒体是急性缺血性卒中患者梗死体积的独立危险因素[33]。这项研究提示循环血中血小板微粒体水平与急性缺血性卒中的梗死体积大小有关，为急性缺血性卒中患者提供了一种新的可能的评价指标。

血小板微粒体的测定对缺血性卒中的病因诊断有潜在意义。研究表明，与对照组、心源性栓塞型、其他不明原因型卒中组比较，大动脉粥样硬化型卒中和小动脉闭塞型卒中患者血浆中血小板微粒体水平更高。Gemma Chiva-Blanch等[34]的研究也显示在大动脉粥样硬化型卒中中，CD62P+血小板微粒体在发病90 d时水平高于其他病因引起的缺血性卒中，而在缺血性卒中发病时则不存在此种现象。

有研究结果还显示，血小板微粒体可能是急性缺血性卒中成功静脉溶栓的标志，血小板微粒体水平与接受rt-PA静脉溶栓后血管再通及再灌注相关，可能是评估静脉溶栓再通的潜在指标[35]。

4 微粒体在缺血性卒中的临床应用

微粒体在缺血性卒中的病理生理过程中起着关键作用，其临床应用也逐渐受到关注，目前用微粒体更多的是被用来监测和评估缺血性卒中的治疗效果[36]。例如，他汀类、阿司匹林和抗氧化剂已被证明可以降低患者血液中微粒体的水平，微粒体水平可用于评估上述药物的治疗效果[37]。

此外，微粒体作为一种细胞间的信息传递载体，它携带有诸如RNA、mRNA、miRNA等遗传物质，可作为潜在的基因治疗的工具[34]。在临床诊断和预后判断中，微粒体也可以作为生物标记物或诊断工具。A E Berezin等[38]的研究通过大样本调查发现凋亡内皮细胞与活化内皮细胞释放的微粒体之间的不平衡，这种不平衡被称为“表型受损”，为心力衰竭和心血管风险提供了预测评分，这些评分与其他指标结合在一起，对心力衰竭患者具有更好的评估作用。在缺血性卒中的诊断中也使用了类似的预测评分，有研究者通过使用CD62E/CD31比值，来区别内皮细胞活化还是凋亡，并鉴别动脉狭窄的部位[39-40]。

在缺血性卒中发生、发展及预后过程中，微粒体都有不同水平的升高，较高水平的微粒体进一步加重血管内皮损伤、诱导血栓进一步形成、使动脉粥样硬化斑块更易破裂出血。对于微粒体能否作为一种生物标记物来反映血管内皮损伤程度及判断预后，这方面仍需更多研究来证实。

【点睛】本文对内皮、白细胞、血小板等不同来源的微粒体与缺血性卒中的关系及目前微粒体在临床中的应用及前景进行了总结。