自身抗体及炎症因子与动脉粥样硬化相关性的研究进展

王 茨，迟伟群，姜晓峰

(哈尔滨医科大学附属第四医院 检验科，黑龙江 哈尔滨150000)

心血管疾病(Cardiovascular diseases,CVD)是全球最常见的死亡病因，其高致死率、致残率严重危害人类健康。动脉粥样硬化(Atherosclerosis,AS)是CVD最重要的病理基础，其发病机制尚未明确，近年来研究指出AS是一种多因素引起的，以具有多种生物学效应的细胞因子为特征的慢性炎症过程。

长期以来，人们已经认识到自身免疫疾病患者的心血管事件的发病率和死亡率增加[1]，类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)患者发生CVD的风险与2型糖尿病患者相当，其CVD风险预测值为一般人群的1.5倍[2]，系统性红斑狼疮患者颈动脉斑块的患病率约为健康对照组的2倍[3]。这种增加的风险可能与疾病本身的因素有关，包括免疫功能失调和全身炎症。本文阐述了与AS相关的主要自身抗体和炎症因子以及与之相关的作用机制。

1 自身抗体

近年来，大量数据指出自身抗体的潜在作用既是炎症的驱动因素，也是与CVD风险相关的独立因素。在自身免疫疾病患者中，自身抗体作用于脂纹形成、斑块钙化、破裂、血栓形成等各个环节。截至2016年6月，Iseme[4]检索了Pubmed等五个数据库，数据表明在未患有自身免疫疾病的个体中观察到自身抗体与AS相关的心血管事件之间的关联，进一步支持自身抗体本身具有促AS形成的作用。

1.1 氧化低密度脂蛋白和抗氧化低密度脂蛋白抗体

1.1.1氧化低密度脂蛋白(Oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)

ox-LDL是LDL在体内经氧化修饰形成，具有趋化性、免疫刺激性和毒性，被认为是氧化应激和脂质过氧化的早期标志。ox-LDL在促进单核细胞活化、浸润以及平滑肌增殖中起重要作用，同时可被炎症细胞吞噬转化成泡沫细胞，促进基质金属蛋白酶分泌裂解纤维帽，增加斑块易损性。此外ox-LDL参与调节内皮细胞功能，从而促进AS的起始和进展[5]。研究表明AS患者与健康人群相比，血浆中ox-LDL含量更高且与动脉内膜中层厚度(Intima-media thickness,IMT)呈正相关[6]。李方江研究显示急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)患者血清ox-LDL含量明显高于稳定和不稳定心绞痛患者，进而验证了ox-LDL与AS斑块易损性的关系，其含量可作为斑块稳定性的评估指标[7]。最近的研究表明，ox-LDL可调节与AS相关的TGF-β/Smad信号通路，并进一步加速其发展[8]。因此ox-LDL可能是AS潜在的生物标志物。

1.1.2抗氧化低密度脂蛋白抗体(抗ox-LDL抗体)

氧化修饰后的LDL具有很强的免疫原性，可刺激机体产生抗ox-LDL抗体。George[9]对冠心病患者的数据资料进行收集整理并构建一个统计学模型，分析发现包括传统危险因素在内的25项不同检测参数中，预测冠状动脉受累程度最佳的指标是抗ox-LDL抗体。

冠心病患者血清中抗ox-LDL抗体水平较正常组显著升高，并与血管狭窄程度及病变支数呈正相关[10]。然而抗ox-LDL抗体在AS相关疾病进展中的作用仍存在争议，公布的数据结果大相径庭。Fukumoto[11]发现健康人群中抗ox-LDL抗体与IMT增厚呈负相关。Tornvall等[12]对初发心梗后幸存的男性患者随访11年，发现抗ox-LDL抗体水平与AS无关。

虽然抗ox-LDL抗体和AS关联性的研究结果相互矛盾，但仍需要更好的评估抗ox-LDL抗体在健康和疾病中的作用，同时应考虑到其独特性、不同类别和亚类抗体的影响，同时强调考虑抗原靶点的重要性。

1.2 抗磷脂抗体

1.2.1抗心磷脂抗体(Anticardiolipin antibody,ACA)

ACA的靶抗原是血小板和内皮细胞上带负电荷的心磷脂，直接诱导血液高凝状态，可作为连接免疫与凝血两大生理系统的重要桥梁[13]。庄献博研究发现，在调整年龄等影响因素后，ACA-IgG仍是大脑中动脉狭窄程度的独立预测因子[14]。但ACA导致AS的机制尚未明确，可能的机制：

①损伤血管内皮功能

ACA可直接损伤内皮细胞，促进血小板活化和聚集，释放细胞因子，随后引发凝血级联反应。ACA还可以通过结合血管内皮细胞或血小板的膜磷脂，改变凝血酶调节蛋白的表达，抑制激肽释放酶原的激活，进而抑制纤溶系统。ACA与ox-LDL二者表面具有相同的抗原决定簇导致抗体交叉反应，促进血栓形成。Wang等[15]证明ox-LDL/β2GPI/抗β2GPI复合物通过TLR4/NF-κB途径进一步增强血管平滑肌细胞的泡沫细胞形成，促进炎性因子的表达，同时复合体对血管平滑肌细胞增殖和凋亡的双重作用促进AS典型结构的发展，特别是局灶性过度生长与坏死交替。大量研究表明β2GPI/oxLDL复合物可能是冠心病严重程度及并发症的预测指标。

②影响脂代谢过程

吕锦研究表明，ACA-IgG和TG之间存在明显正相关(r=0.44)，高TG血症是影响冠心病风险的决定因素。冠心病患者血清中持续存在的高效价ACA可能通过影响脂质代谢从而促进疾病发生[16]。

1.2.2Anti-β2 glycoprotein I(β2GPI)

β2GPI是一种具有热稳定性的血浆糖蛋白，在人AS斑块的内皮下层高度表达。β2GPI损伤血管内皮细胞，通过体液免疫反应刺激粘附因子表达增加、炎症细胞浸润，造成局部免疫炎症反应，在AS形成早期起重要作用。体外实验证实IgG抗β2GPI抗体增加血管炎症，加重AS并促进ApoE缺陷小鼠中易损斑块的形成[17]。抗β2GPI抗体促进小鼠动脉血管的炎症因子以及血栓相关分子如IL-1β、vWF、TLR4等的表达从而促进AS形成[18]。同时抗β2GPI/β2GPI复合物以时间和浓度依赖性方式上调TLR4/MyD88/MAPKs通路，诱导体内外中性粒细胞胞外陷阱(Neutrophil extracellular trap,NETs)形成，促进血小板活化、聚集，进而加速形成血栓[19]。

1.3 类风湿因子(Rheumatoid factor,RF)

RF的靶抗原是变性IgG，其主要为IgM类自身抗体。RF在RA患者中的阳性率很高，但RF并非RA独有的特异性抗体。无论是否存在风湿性疾病，RF阳性均是CVD事件的重要预测因子[20]。RA患者的AS好发于左主干和左前降支，并且左前降支不稳定斑块发生率高[21]。Alizade等[22]对268名非RA的稳定型心绞痛患者研究表明，RF(P<0.001)是高SYNTAX评分的独立危险因素，并与冠心病复杂性和严重程度独立相关。

RF促进AS形成的可能机制是机体免疫系统向T细胞递呈自身抗原和共刺激，免疫复合物促进细胞因子和趋化因子的产生，局部免疫炎症与AS发病机制有关。同时抗风湿药物可降低心血管风险发病率和死亡率，对治疗AS有效。但评估AS与RF关系的相关研究较少，仍需要大型前瞻性研究来探索RF在AS过程中的免疫病理机制。

1.4 抗热休克蛋白60抗体(Heat Shock Protein 60,HSP60)

HSP即应激蛋白，是一组高度保守的蛋白质，可激活免疫反应及补体系统维持细胞稳定，参与蛋白质的折叠和转运。同时HSP在心血管组织中高表达，诱导炎症反应。HSP60是HSP家族成员之一，诱导树突状细胞的活化，其作为特异性抗原呈递细胞在AS的进展和晚期阶段具有重要意义。HSP60可能是斑块中的重要T细胞抗原，有报道称人类AS斑块中存在HSP60反应性T细胞，其中HSP60或由其衍生的肽表位被AS斑块克隆扩增的T细胞识别[23]。

HSP60是AS研究领域感兴趣的自身抗原之一，诱导机体免疫系统产生抗HSP60抗体。多项研究表明冠心病患者中抗HSP60抗体水平明显高于健康人，且抗体水平与动脉狭窄程度有显著相关性，是CVD的风险标志物。血循环中的抗HSP60抗体水平可与细胞表面大量存在的HSP60结合形成IC，进一步诱导TNF-α、IL-1、IL-6等细胞因子的分泌，促进炎症细胞聚集，加速AS的进展。

2 炎症因子

炎症是AS性疾病的基本特征，大量研究证实AS具有变质、渗出及增生等炎症的特性。炎症因子具有复杂且广泛的生物学效应，参与血管疾病的炎症因子可分类为促炎和致AS或抗炎和抗AS，并且某些细胞因子在不同的环境中两种角色均可发挥作用。以下探讨与AS相关的主要的炎症因子及相应机制。

2.1 白介素

2.1.1白介素-1β(Interleukin 1 beta,IL-1β)

IL-1β主要由活化的单核-巨噬细胞产生的敏感且特异的一种急性期炎症因子。IL-1β可上调粘附和趋化因子的表达，促进血管平滑肌细胞的活化和增殖，募集单核细胞促进血小板粘附，分泌凝血介质从而促进血栓形成。同时也可诱导基质金属蛋白酶的表达，加速斑块的不稳定性。

动物实验证实，靶向IL-1β的单克隆抗体可抑制ApoE敲除小鼠中的AS斑块形成[24]。同样，给予IL-1β的单克隆抗体可减少颈动脉剥脱后大鼠的新内膜增厚和改善内皮细胞生长。CANTOS试验证明，用canakinumab针对IL-1β固有免疫途径的抗炎治疗可降低心血管事件发生率[25]。胡龙江研究指出冠心病患者血浆中IL-1β浓度显著高于对照组，且与凋亡相关微粒蛋白(ASC)正相关，当机体处于炎症状态时，IL-1β被以NLRP3炎性小体为中心的NLRP3-ASC-Caspase-1-IL-1β/IL-18信号通路激活[26]。IL-1β在早期AS斑块形成和导致急性破裂的过程中起关键作用[27]，中和炎性体活性可能是延迟AS进展的有用辅助疗法。

2.1.2白介素-6(Interleukin-6,IL-6)

IL-6是一种具有广泛生物学活性的多效能炎症因子，可调节体内免疫功能和一系列病理生理过程，在炎症过程中起核心调节作用。血管内皮细胞及平滑肌细胞分泌的IL-6可导致血管壁损伤，还可以通过促进血小板聚集，增强CRP及纤维蛋白原的表达，促进其他炎症因子的分泌，参与AS斑块的炎症过程。研究表明，冠心病患者血浆中IL-6水平明显高于健康对照组，且与Gensini积分和血管病变数量呈正相关[28]。IL-6信号系统参与AS形成和急性斑块破裂，可以考虑用阻断IL-6结合或改变IL-6受体活性的试剂抑制AS的形成。

2.2 超敏C反应蛋白(Hypersensitive C-reactive protein,hs-CRP)

hs-CRP是一种由肝脏合成的急性期反应蛋白，其血清中含量与炎症程度密切相关。荟萃分析显示，在校正年龄、吸烟等心血管危险因素后，hs-CRP与冠心病密切相关，能较好的预测多种心血管事件风险，并且认为hs-CRP在反应斑块稳定性及预测ACS预后方面有重要价值，是评估心血管事件最有力的炎症标志物之一。

hs-CRP可直接诱发血管内皮功能障碍，导致血管舒张因子NO和前列环素减少。同时hs-CRP还能通过C1q激活补体系统，参与白细胞趋化，调节巨噬细胞摄入ox-LDL促进泡沫细胞的形成，引发脂质沉积，并刺激巨噬细胞产生基质金属蛋白酶，增加斑块的不稳定性。

Itrat[29]及其同事发现高hs-CRP与缺血性卒中患者预后不良有关，与hs-CRP≤10 mg/L的卒中患者相比，hs-CRP>10 mg/L的患者全因死亡率增加2.65。同时研究显示，冠心病组hs-CRP与Gensini评分呈正相关[30]。高浓度hs-CRP也是微血管功能障碍的可靠预测因子,支持炎症在冠状动脉疾病病理生理学中的核心作用。了解高hs-CRP与CVD之间的积极关系，提高患者的生存率和生活质量。

2.3 降钙素原(procalcitonin,PCT)

PCT是降钙素的前肽物质，在正常人血清中含量极低，一般不超过0.1 ng/ml。当机体处于局部或全身炎症时，细菌内毒素和IL-1β、IL-6等促炎细胞因子可刺激肝肾等实质脏器迅速合成和分泌PCT。PCT可早期准确诊断脓毒症，是应用广泛的新型预后炎症标志。近年来，一些观察性研究表明PCT水平升高与急性缺血性脑卒中等动脉粥样硬化性疾病密切相关[31,32]。Ertem等[33]发现血清基线PCT浓度是ACS患者高SX分数的独立预测因子，可用于评估冠心病的严重程度，Kurtul等[34]表示在诊断患有稳定冠状动脉疾病的患者中，增加的PCT水平与较高的AS负荷独立且显著相关。以及血清基线高PCT水平与颈动脉增厚和明显狭窄有关，表明PCT浓度与颈AS密切相关[35]。

PCT与AS关联的机制可能是由于体内炎症状态，炎症伴随单核细胞激活是PCT分泌的先决条件，同时炎症在AS的进展中起关键作用。单核细胞中存在PCT信使RNA(mRNA)，PCT mRNA的表达直接由脂多糖和IL-6等促炎介质调节，这些介质都参与AS发生发展，并且PCT在单核细胞粘附和迁移中发挥重要的调节作用，可进一步刺激诱导型一氧化氮合酶基因的表达。

因此，将血清PCT水平调节在适当范围内是否可以改善AS是一个值得研究的话题。对于PCT水平较高的患者，可以考虑对心血管危险因素进行更强化和更积极的控制。但PCT能否成为识别冠心病高危患者和预测这些患者血管严重程度和复杂性的生物标志物，仍需要大型多中心随访研究来证实。

2.4 血清淀粉样蛋白A(serum amyloid A,SAA)

SAA是由感染、创伤性损伤或自身炎症疾病激活的复杂的全身早期防御系统，并在肝脏中高度表达的脱辅基蛋白家族。在机体急性反应期间，血浆SAA水平在短时间内上升高达1000倍。

早在1994年，Meek[36]等在人类AS病变细胞中便检测到SAA mRNA，随后对SAA与AS的关系进行了广泛的实验研究。大量流行病学数据将SAA与临床心血管疾病联系起来，但是SAA与AS相关性仍然存在很大争议。Ridker[37]等发现在约28,000名绝经后妇女中，SAA与三年随访期间的心血管事件无关。然而Johnson[38]等在疑似心肌缺血的女性冠状动脉造影后3年内发现SAA与心血管事件呈显著且独立的关联。Mayer[39]等发现在单因素Cox回归分析中，血清高SAA水平患者的心血管死亡风险显着增加。然而，在调整hsCRP后SAA与AS关联性没有统计学意义，表明SAA可能与AS形成无直接关系，而只是反映患者的炎症状态。

目前没有足够的研究确定SAA与AS的因果因素，但也不能明确排除。SAA可以募集单核细胞，直接刺激泡沫细胞形成，增强淋巴细胞的趋化作用，并且含有SAA的HDL结合血管内皮上的蛋白多糖，导致脂蛋白在血管壁内滞留。SAA还可以诱导血管平滑肌细胞表型从静止收缩型转变为合成增殖型，后者在AS的发展中具有重要作用[40]。

目前为止，SAA是否有助于临床动脉粥样硬化风险分层，能否作为冠状动脉疾病和心血管结局的预测因子的研究结果未能达成一致，仍需进一步探究。

3 总结与展望

随着对AS机制的深入探究，自身抗体及炎症因子与AS相关性的研究备受关注。全面考虑自身抗体、炎症因子及各种致病因素在AS形成中的相互作用，对AS发病机制的进一步阐明有重要意义。在未来，调节自身免疫反应及抑制炎症途径可能有助于修复损伤的血管内皮及调节其功能障碍。临床上检测自身抗体及炎症标志物，有助于医生能够在传统危险因素的基础上，评估预测心血管危险事件的发生，判断病情严重程度，为临床治疗提供新方向、新靶点，从而为CVD的预防和治疗带来新的希望。