中性粒细胞活化导致血管内皮功能损伤在子痫前期发病中的作用研究进展

徐振华，马廷学，王永红

子痫前期（pre-eclampsia，PE）在全球发生率高达10%[1]，据统计不仅在低、中等收入国家频发[2]，在高度发达国家也是如此[3]。其是一种以新发高血压和蛋白尿为特征的妊娠并发症，可发展为心、肝、肾等多器官损害性的综合征，对母婴安全造成极大的威胁[4-5]。血管内皮功能损伤是PE的关键机制之一[6]。Boeldt等[7]认为血管内皮细胞损伤是PE发生、发展的标志。中性粒细胞活化后黏附至血管内皮细胞导致的炎症级联反应是PE患者血管内皮细胞损伤的重要原因[8]。现对中性粒细胞活化导致血管内皮功能损伤在PE发病中的作用研究进展进行综述。

1 中性粒细胞活化与血管内皮功能损伤

1.1 中性粒细胞与血管内皮细胞 中性粒细胞是血液中最丰富的白细胞，是宿主防御感染或组织损伤防御机制的第一道防线[9]。中性粒细胞活化后可通过脱颗粒、释放中性粒细胞弹性蛋白酶、髓过氧化物酶等的储存，也可通过呼吸爆发释放细胞毒性活性氧簇（reactive oxygen species,ROS）发挥其效应[10]。Bruschi等[11]认为中性粒细胞衍生蛋白DNA组成的中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）也是机体抵御外源性感染的防御机制之一。Calo等[12]则认为NETs与胎盘生成不良及严重妊娠并发症的发生有关。

血管内皮细胞是单层内皮细胞，是构成动脉、静脉和毛细血管的细胞内层，其可直接接触血液中的各种成分和细胞[13]。内皮细胞不仅是血液循环与周围组织之间的屏障，而且还可以调节血管紧张度、血液流动性和血小板功能[14]。内皮细胞及脉管系统的改变在高风险疾病的发病机制中发挥着中心作用[15]。内皮细胞功能的失调可导致机体代谢紊乱，进而加剧血管功能障碍，并可能作为代谢紊乱发展的反馈环[14]。Sachdev等[16]研究证实，机体代谢紊乱也会加速血管内皮功能损伤的进展，导致氧化损伤和多系统性血管疾病的发生。

1.2 中性粒细胞与血管内皮屏障 血管内皮功能损伤表现为血管内皮屏障通透性的破坏，是心血管疾病炎症反应发展过程中的重要部分[17]。炎症可触发内皮细胞、淋巴细胞和血小板的活化，引起组织中性粒细胞浸润和器官炎症损伤[10]。活化的内皮细胞又会导致中性粒细胞活化、募集、滚动、黏附和转运，导致炎症反馈效应[14]。Filippi[18]认为在急性炎症中，血管内皮细胞表面P-选择素“捕获”中性粒细胞后，介导其沿血管壁滚动并牢固黏附到血管内皮细胞，并通过内皮迁移渗透血管，逐步完成级联反应。Millar等[10]研究证实，活化的内皮细胞可分泌促炎性细胞因子并增加其黏附分子的表达，从而导致中性粒细胞的转运增加。此外，受外源病原体刺激后，活化的内皮细胞一方面可通过白细胞介素6（IL-6）促进中性粒细胞向组织的深入迁移，另一方面也可通过粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（granulocytemacrophage colony stimulating factor,GM-CSF）延长中性粒细胞的寿命[19]。Hind等[20]通过微型系统模型模拟宿主微环境也证实了该观点。

Uz等[21]通过对行冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）的患者于麻醉诱导和体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）后进行舌下微循环入射暗场（incident dark-field，IDF）成像，采集白细胞-内皮细胞相互作用视频图像，并用平均帧对白细胞滚动进行识别和量化，结果显示CPB前、后沿内皮细胞滚动的白细胞计数与全身白细胞计数之比增加，证实了CPB期间发生的全身炎症反应综合征，推测白细胞与内皮细胞间的相互作用在全身炎症反应中发挥着重要作用。Wang等[22]研究证实，在肾小球内皮细胞（glomerular endothelial cells，GEnC）和中性粒细胞共培养系统模型中，与经损伤相关分子模式蛋白——高迁移率族蛋白1（high mobility group box-1，HMGB1）处理的正常GEnC组相比，经HMGB1处理的抗中性粒细胞胞浆抗体（antineutrophil cytoplasmic antibody，ANCA）阳性IgG组中性粒细胞中乳铁蛋白浓度（中性粒细胞脱颗粒的生物标志物）显著增加。同时进一步研究证实，中性粒细胞过度活化导致可溶性细胞间黏附分子1（soluble intercellular cell adhesion molecule-1，sICAM-1）、可溶性血管细胞黏附分子 1（soluble vascular cell adhesion molecule-1，sVCAM-1）和血管内皮屏障破坏水平显著增加。结果显示，在ANCA阳性IgG存在的条件下，HMGB1可促进中性粒细胞的活化、迁移、脱颗粒、呼吸爆发，导致GEnC的活化和损伤，加重肾功能恶化。Jickling等[23]研究证实，在缺血性脑损伤中，中性粒细胞活化、募集、迁移，并借助黏附分子黏附在活化的内皮细胞上，可导致梗死面积扩大、血脑屏障和神经系统的损伤。Madjene等[24]通过对肾缺血再灌注损伤模型进行研究发现，与野生型小鼠相比，肥大细胞糜蛋白酶 4（murine mast cell protease 4，MCPT4）缺陷型小鼠肾脏中性粒细胞浸润明显，髓过氧化物酶的表达上调，肾功能恶化明显。同时发现，MCPT4缺陷型小鼠表现出中性粒细胞渗出所需的黏附分子表达增加，包括中性粒细胞CD162和内皮细胞CD54。推测在肾缺血再灌注损伤中，MCPT4通过抑制中性粒细胞的活化、黏附，从而表现出抗炎功能，抑制了肾脏内皮功能的损伤。

2 血管内皮功能损伤与PE

2.1 PE血管内皮病理 PE是一种与心血管疾病风险增加相关的妊娠期高血压疾病。其发生风险的增加归因于炎症引起的血管病变加速，中性粒细胞在其发生和发展中起重要作用，且与PE妇女胎盘血管功能损伤和慢性炎症状态有关[25]。曹丽等[26]认为中性粒细胞/淋巴细胞比值（neutrophil to lymphocyte ratio，NLR）可作为预测PE的新指标；郑文斐等[27]则认为NLR在PE的疾病诊断中具有一定的敏感性，但特异性不高。血管内皮功能损伤是PE的标志之一。妊娠期间子宫-胎盘单位的血流量增加是母体血管对妊娠反应的正常生理改变，以满足胎儿发育的基本需求。母体脉管系统对妊娠的不适应可导致PE等妊娠期高血压疾病[7]。

血管内皮功能损伤是心血管疾病、慢性肾功能衰竭和肥胖症等发病机制的初始阶段[28]。Boeldt等[7]认为PE的特征在于妊娠后期子宫血管阻力下降不足。内皮功能损伤相关指标在PE病程中相互协同，进一步加剧病情恶化。妊娠引起的全身血容量增加和血管阻力下降不足是造成PE高血压的重要原因[28]。血管内皮完整性和功能的破坏可导致机体平衡功能的慢性丧失，进而演变成心血管疾病的各种病理[29]。血管内皮功能损伤的特征是血管的舒张和收缩失衡、ROS和促炎因子升高、一氧化氮（NO）生物利用度降低[17]。Crowley[30]进一步证实在高血压疾病中，炎症反应会激发血管的氧化应激，加速内皮功能损伤的进展。炎症环境中促炎细胞因子的释放、凝血级联反应的激活、补体系统和淋巴细胞的活化可加速内皮功能和微循环损伤，导致终末器官病变[10]。于颖等[31]研究证实，血管内皮生长因子的异常表达先于母胎界面补体成分的增加，导致PE蜕膜血管生成不良。

2.2 PE血管内皮的炎症反应 Shaheen等[32]通过对PE和正常孕妇的400份血液样本和100份胎盘组织进行研究，分光光度计结果显示，与对照组相比，PE组ROS和硫代巴比妥酸反应性物质（thiobarbituric acid reactive substances，TBARS）的水平显著增加；采用免疫组织化学方法检查显示，与对照组相比，PE组内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）免疫反应细胞数量显著降低；实时定量聚合酶链反应（quantitative real time polymerase chain reaction，qRT-PCR）显示，与对照组相比，PE 组eNOS表达明显下调，推测胎盘和母体内皮细胞eNOS表达的下调和氧化应激可能在PE病理过程中起一定作用。Goulopoulou等[33]研究证实，即使PE内皮细胞中eNOS表达增加，由于早发型PE中观察到的精氨酸酶表达增加和不对称型二甲基精氨酸增加，NO的整体生物利用度可能仍会降低。Motta-Mejia等[34]认为eNOS的下调会降低NO的生物利用度，从而导致内皮细胞功能损伤，并认为这是PE的特征。Zhang 等[35]通过研究层黏连蛋白 α5（laminin alpha 5，LAMA5）表达水平对PE患者人脐静脉内皮细胞（human umbilical vein endothelial cells，HUVECs）的影响发现，与正常胎盘组相比，LAMA5蛋白和mRNA在PE胎盘血管内皮细胞中呈低表达，并模拟PE胎盘的氧化应激模型，发现HUVECs的增殖、迁移和血管生成因子表达下降，凋亡增加。推测LAMA5的低表达可抑制PE胎盘血管内皮细胞增殖、迁移和血管生成。

3 结语

综上所述，PE患者机体受到感染或损伤等相关刺激后，炎症环境中内皮细胞活化，释放多种细胞因子和炎症介质等，引起中性粒细胞活化、募集、滚动、黏附和转运，触发炎症级联反应，从而导致血管内皮功能损伤，可能是PE发生、发展的重要原因。通过对该发病机制的深入研究，尝试阻断炎症级联反应中相关生物标记物的联系，可能为临床上PE的早预测、早诊断及早治疗提供有效依据。