颅内粥样硬化易损斑块生物学标志物特征的研究进展

刘雅虹 江名芳

1）内蒙古医科大学研究生院，内蒙古 呼和浩特 010058 2）内蒙古医科大学附属医院，内蒙古 呼和浩特010059

急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）临床上又称急性脑梗死（acute cerebral infarction，ACI），为各种原因所致的局部脑组织血流供应中断，导致其缺血、缺氧发生坏死，引起相应神经功能缺损的一类临床综合征。近些年来随着人们生活水平的提升、生活节奏的加快，导致ACI 的发生率明显升高，严重危害人们的生命健康。颅内动脉性疾病（intracranial arterial diseases，ICAD）是AIS 的主要原因之一。

ICAD 是由颅内动脉粥样硬化（intracranial atherosclerosis，ICAS）、动脉夹层、烟雾病、血管炎等各种病因组成的一种疾病，是预示进一步的脑血管事件的独立预警因素。其中，ICAS是ICAD的主要病因，分别占亚洲人和白人脑缺血事件（CIE）的30%～50%和10%［1-3］，也是复发性脑卒中的高危因素，尤其是在近期发生过卒中或短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA）及有严重动脉狭窄的患者中［4］。临床中常将颅内动脉的狭窄程度作为评价ICAS 疾病严重程度的指标，但近些年来随着对动脉粥样硬化疾病研究的深入，发现不能仅将ICAS 血管的狭窄程度作为评价ICAS 疾病严重程度的唯一指标。据统计，约80%的脑卒中是由脑缺血引起的，20%的脑卒中是由动脉斑块破裂、脱落引起［5-6］，因此，除管腔狭窄外，易损斑块也可能导致脑梗死，表明易损斑块也可能在导致缺血性脑卒中发挥关键作用，所以斑块不稳定性才是ICAS 相关性疾病更重要的促发因素，导致患者发生CIE，严重者可能会致死。研究表明［7］，在评估CIE 风险和颈动脉血运重建时机时，动脉斑块的形态应被考虑在内，因此，采用简单快捷的方式能够早期识别这些潜在高危斑块并评估斑块的稳定性将有助于改善ICAS 患者的风险分层，为个别患者做出治疗决定并尽早进行预防治疗，可有效减少CIE发生，这也成为临床最为关注的问题。

1 易损斑块

易损斑块或不稳定斑块，即所谓的“脆弱斑块”，是指血管壁斑块内部出现较大脂质核、出血、斑块表面钙化以及斑块纤维帽较薄或破裂状态，这些均可以自发或在某些特定条件下发生破裂，如高血压患者在情绪激动或其他原因导致血压突然增高时都可能出现斑块破裂引发卒中，严重者可危及生命。

2 易损斑块与生物学标志物

2.1 易损斑块与炎症因子众所周知，炎症过程对AS 发生和发展都有贡献，激活的炎症因子数量增加对动脉粥样硬化斑块形成、演变和破坏发挥着重要作用。动脉粥样硬化斑块内浸润着较多的巨噬细胞、T 细胞和肥大细胞等多种炎症细胞，这些细胞可能通过释放基质降解酶和血栓形成物质而导致AS斑块不稳定和急性血栓事件的发生［8-10］，表明AS 是一种炎症性病理过程。ICAS是全身动脉粥样硬化的一部分，也同样存在多种促炎因子的作用，现就以下6种炎症因子分别进行讲述。

2.1.1 中性粒细胞：中性粒细胞作为炎症主要决定因素，现已成为探讨炎症水平与AS 关系的焦点，中性粒细胞是脑梗死后首先浸润脑缺血区域的白细胞，被认为是炎症的标志［11］。中性粒细胞通过释放各种破坏性物质（如细胞毒素、活性氧自由基、花生四烯酸和蛋白水解酶）加速炎症过程，这些物质不仅调节急性炎症反应，还导致内皮功能障碍［12-13］，进而促进AS斑块的发生和发展。所以，中性粒细胞升高可能是内皮损伤相关心脑血管疾病的风险因素。曾有研究报道颈内动脉硬化（internal carotid atherosclerosis，ICA）斑块稳定性与中性粒细胞计数相关，推测中性粒细胞增高与ICAS易损斑块明显相关。

2.1.2 超敏C 反应蛋白：超敏C 反应蛋白（hs-CRP）作为一种炎性标志物，是由白细胞介素-6（IL-6）刺激肝脏生成的应激产物，参与炎症反应及AS，其作用是促进ICAS 斑块中巨噬细胞对内源性低密度脂蛋白的摄取，进而形成泡沫细胞，促进其他炎性细胞因子的释放及合成，加速ICAS 斑块的形成与发展，导致不稳定斑块脱落。有研究表明hs-CRP 能够反映斑块不稳定性，是一项重要敏感指标［14］。因此，hs-CRP是ICAS易损斑块的炎性因子之一。

2.1.3 单核细胞趋化因子1：单核细胞趋化因子1（MCP-1）又称趋化因子CCL2，是趋化因子CC 类亚家族成员，也是一种可反映斑块稳定性的促炎性细胞因子，可以促使单核/巨噬细胞被激活，诱导IL-1和IL-6的产生，进而吞噬脂质形成泡沫细胞，最终引起斑块不稳定和破裂［15］；同时MCP-1 可以通过直接和间接作用，引起血小板集聚和血管平滑肌细胞不断增殖来促进AS的发生和发展［16-17］。MCP-1与冠状动脉和ICA 斑块稳定性有极大关系，正常情况下MCP-1 在脑组织表达很低，当脑组织发生缺血缺氧时可产生MCP-1，因此，推测MCP-1 增高可能与ICAS易损斑块有密切关系。

2.1.4 肿瘤坏死因子α：肿瘤坏死因子α（TNF-α）是一种兼具炎症和细胞凋亡调节活性的多效细胞因子，也是炎症标志物之一，可引起炎症及细胞坏死，通过内皮素-1 的作用而引起血管壁损伤和血栓形成，并引起平滑肌细胞增殖，内皮细胞活化，还可以促进内皮细胞上黏附分子表达，并启动动脉壁内炎性级联反应［18］。此外，TNF-α 还干扰甘油三酯和胆固醇代谢，促进肝脏胆固醇合成，降低高密度脂蛋白胆固醇。有研究认为TNF-α可以通过细胞毒作用破坏血管壁的完整性，并且可以促进白细胞介素-6（IL-6）等炎性介质的释放［19］，上述这些机制均会导致AS的产生及斑块的不稳定，与ICAS斑块稳定性密切相关。

2.1.5 白介素-6：白介素-6（IL-6）在促进冠状动脉粥样硬化斑块形成、破裂方面起重要作用，已经确定在AS病变发展的后期阶段发挥作用，导致细胞外基质帽变薄，从而使斑块容易破裂。它是一种促进白细胞迁移、调节趋化因子产生和黏附分子表达的多效性促炎细胞因子，可作为对脑损伤反应的一部分［20］。入院后24 h内血清IL-6浓度升高是一个高度敏感的卒中生物标志物，同样也是评估ICAS 斑块稳定性的重要炎性标志物。可见，IL-6是ICAS斑块稳定性的重要预测因素。

2.1.6 丙二醛（MDA）与人血清白蛋白（HSA）偶联：MDA 属于脂质过氧化产物，是一种促进炎症形成的因素，是临床评价氧化应激较常用的指标，预示血管内皮功能受损程度，从而评价AS 斑块形成。由于MDA在AS中会被广泛暴露，这一发现可能对斑块破裂和脑血管疾病（CVD）有重要意义。MDA 与HSA偶联（MDA-HSA）又有什么作用呢？MDA-HSA可诱导DC介导的促炎T细胞活化（致炎T细胞和DC激活是易损斑块的典型现象），激活的DC 和T 细胞都定位在脆弱的斑块［21］，因此，MDA-HSA可能在AS斑块炎症和免疫激活中发挥作用，这种炎性标记物可能在预测ICAS易损斑块中起一定作用。

在治疗一年半后对病人进行的家访显示，病人生活良好。她在外面承担女仆的工作，把她每月所挣的3美元交给她丈夫，因为冬季里她丈夫的风湿病会发作。

2.2 易损斑块与蛋白类因子

2.2.1同型半胱氨酸：同型半胱氨酸（Hcy）是甲硫氨酸向半胱氨酸转化过程中形成的一种中间氨基酸，被认为是一种积极参与多种生化反应的因子。众所周知，高同型半胱氨酸（HHcy）是发生脑血管疾病的高危因素，与ICAS独立相关。HHcy可以激活氧化应激及其下游的信号通路，从而导致血管炎症和内皮功能障碍［22-24］。此外，一项新的调查发现，同型半胱氨酸可以直接激活血管紧张素ⅡⅠ型受体，该受体在病理性血管损伤中起重要作用［25］，充分说明Hcy 在促进AS 过程中的潜在作用。因此，HHcy 是血管损伤的重要标志，是预防血管损伤尤其颅内动脉损伤的潜在靶点，是易损斑块的重要标志物。

2.2.2 细胞黏附分子：细胞黏附分子（CAM）已被报道参与AS 和斑块易损性的进展。现就一类黏附分子来讲解，如黏附分子CD146 及sCD146，AS 患者斑块中新生血管内皮细胞膜结合的CD146 可能是sCD146的重要来源。

CD146 最初被认为是黑色素瘤标志物，现研究发现其为血管生成标志物。据报道CD146能够上调新生血管内皮细胞［26］，并介导许多慢性炎症过程，表达于中膜平滑肌细胞和血管周围小血管平滑肌细胞。此外，CD146 在新生血管斑块中的表达密度较高，提示CD146 的过度表达与AS 病变有关，黏附分子CD146 及其可溶性与AS 炎症及斑块不稳定性的发生密切相关［27］，因此，CD146是监测颅内动脉疾病患者动脉粥样硬化斑块发展和不稳定性的一种生物标志物。

血清sCD146 可能与单核细胞上的未知配体结合，促进单核细胞与活化内皮细胞的相互作用，从而促使单核细胞向斑块的迁移，促进斑块的不稳定性，导致AS的进展［28］。此外，由于其促血管生成和促炎作用，sCD146可能与斑块新生血管有关，斑块内新生血管是斑块发展和易损性的重要特征，从而促进斑块的不稳定性，因此，检测血清sCD146 可预测炎症活动程度和易损性AS 斑块的发展，提示sCD146 是ICAS斑块不稳定的一个新的生物标志物。

2.2.3 基质金属蛋白酶：基质金属蛋白酶（MMPs）是一类锌依赖的内肽酶家族，其主要功能是降解和沉积细胞外基质（ECM）中的结构蛋白［29］，受到氧化应激、生长因子和炎症等因素的刺激，导致其上调或下调，引起内皮细胞损伤。它可分为不同亚型：MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9和MMP-10等，现就其中两种亚型MMP-2 和MMP-9 进行简述。有研究表明MMPs的失调与血管疾病有关并影响斑块的稳定［30］。

在慢性CIE 患者中，血浆MMP-2 和HHcy 与ICAS 的关系比与颅外动脉粥样硬化（ECAS）的关系更为密切［27］，提示MMP-2可能在ICAS的发生发展中起到一定作用。

文献报道易损斑块患者血清MMP-9水平明显高于稳定斑块患者，MMP-9在斑块纤维帽变薄过程中发挥重要作用，提示MMP-9与斑块易损性有关［31-32］。

许多研究表明，确定MMP-2 和MMP-9 在AS 不稳定斑块表达之间的关系发现，MMP-2和MMP-9的高表达与纤维帽破裂有显著的相关性，表明它们影响了斑块的不稳定性［33］。因此，MMPs是ILA预测斑块稳定性的潜在标志物，其更多亚型可能也可以推测易损斑块，需要进一步证实。

2.2.4 脂蛋白相关磷脂酶A2：脂蛋白相关磷脂酶A2（Lp-PLA2）是一种可以裂解氧化磷脂SN2 位的氧化脂肪酸侧链，产生溶血磷脂酰胆碱和氧化游离脂肪酸，介导多种炎症途径的因子［34］。大量研究表明Lp-PLA2 与CIE 有关，与ICAS 有独立相关性，ICAS 斑块的稳定性被认为是预测缺血性脑卒中的重要指标，可能与Lp-PLA2的炎症过程有关。

2.2.5 低密度脂蛋白受体-1：低密度脂蛋白受体-1（LOX-1）是内皮细胞中氧化型低密度脂蛋白（Ox-LDL）的主要受体。通过与Ox-LDL 结合，LOX-1 可能导致大量内皮功能障碍，并可能导致血管动脉粥样硬化、炎症、急性冠脉综合征和卒中［35］。HAYASHIDA等［36］研究发现sLOX-1水平升高可以反映斑块的脆弱性，这种可溶性受体水平升高可能会削弱纤维帽，从而导致斑块破裂，以上说明LOX-1的含量在一定程度上可以反映AS 的易损性。根据之前的研究结果，血清sLOX-1对卒中的进展也有明显影响。sLOX-1 可能会成为早期诊断和预测ICAS 的生物标志物，同时也可能成为评估颅内动脉斑块性质的重要手段。

2.3 易损斑块与遗传物质新的证据表明，AS也是一种表观遗传病，具有多种表观遗传机制。

2.3.1 N6-甲基腺嘌呤（M6A）DNA：人类基因组中的N6-甲基腺嘌呤DNA（M6ADNA）M6A 是一类新的DNA 修饰基因，由甲基转移酶N-6 腺嘌呤特异性DNA 甲基转移酶1（N6AMT1）和去甲基酶AlkB 同源物1（ALKBH1）介导［37］，在真核生物基因组中的分布具有物种和组织特异性。有研究提示ALKBH1-m6A调节轴可能通过MIAT控制斑块进展，白细胞m6A水平比5mC 水平对斑块进展更敏感［38］。值得注意的是，白细胞中m6A随着AS斑块的进展而逐渐降低，这是一种新的、敏感的AS进展的生物标志物，在AS进展过程中可能对ICAS 易损斑块具有诊断和监测的潜在作用。

2.3.2 rs2107595 组蛋白去乙酰化酶9：组蛋白去乙酰化酶9（HDAC9）是一个蛋白质编码基因，属于组蛋白去乙酰化酶超家族，IIA 类，它位于染色体7p21.1上，大小为915.4 kb，编码一个负责组蛋白去乙酰化的蛋白，通过抑制转录来影响染色体结构并执行组蛋白去乙酰，因此，它在转录调控、细胞周期进展和发育事件中发挥重要作用，到目前为止，HDAC9已被报道影响动脉粥样硬化发病的多个方面，即血小板聚集、白细胞介素6（IL-6）信号、炎症进展。另外，有一些研究发现HDAC9基因rs2107595多态性与ICA、缺血性和出血性卒中、大血管动脉粥样硬化性卒中（LVAS）和动脉粥样硬化性冠状动脉疾病的发生和发展有关［39］。MARKUS等［40］的免疫组织化学分析显示rs2107595HDAC9 在血管内皮细胞和血管平滑肌细胞中均有表达，在导致AS斑块形成的病理生理途径中处于关键位置，还强调了HDAC9 基因与AS、心脏病发作和卒中的发病相关。因此，有理由推论rs2107595HDAC9 基因可能与ICAS 斑块稳定性有关。

2.3.3 高迁移率族蛋白1：高迁移率族蛋白1（HMGB1）是一类广泛存在于真核细胞内的非组核蛋白，是一个重要的转录调节因子，可与免疫球蛋白超家族RAGE以及某些Toll样受体家族成员结合，激活信号通路，放大配体的生物学作用，从而增高内皮单层细胞通透性，在组织损伤和细胞死亡的反应中扮演重要角色。近年来研究发现，HMGB1能够刺激中性粒细胞表达IL-6、IL-8等多种促炎细胞因子，引起NF-κB的核移位，释放促炎介质，进一步活化单核巨噬细胞，从而又引起后者对HMGB1 的进一步释放，形成正反馈，可导致水平不断升高［41-42］。因此，高表达HMGB1 可能会增加AS 斑块的不稳定性。既然HMGB1 可造成血管内皮损伤以及可刺激促炎因子释放，可以推测HMGB1 会造成ICAS 易损斑块的形

成，其增高时可提示斑块易损，从而可以早期预防脑血管疾病的危险。

2.3.4 循环microRNAs-579-3p：循环microRNAs（miRNAs）是一种DNA转录分子，通过组装成一种称为miRNA 诱导沉默复合物（RISC 或miRISC）的复合体来负向调节mRNA的翻译，能够调节细胞的增殖、分化、生长、代谢和凋亡，一些实验和临床证据提高了对miRNAs在影响AS斑块发生和发展过程中作用的认识。JIA等［43］研究发现，30例患者CEA中切除的症状性与无症状性颈动脉斑块中miR-100、miR-125a、miR-127、miR-133a、miR-145 和miR-221 显著过表达，提示这些miRNAs 在斑块向生长、不稳定和破裂的演变过程中具有潜在的调节作用。最新研究表明，在皮层神经元中过表达miRNAs 的一种亚型即miR-579-3p 可抑制IL6、TNFα、iNOS 和COX2 的表达，增加IL10的表达，提示miR-579-3p过表达可激活内源性抗炎因子，具体这种亚型作为一种预测不稳定斑块的因子需要进一步验证。

3 小结

ICAS评估斑块稳定性尤为重要，斑块内存在血栓或溃疡是斑块易破裂的不稳定斑块的特征，这与动脉狭窄程度无关，AS 易损斑块更容易破裂释放栓子，造成生命危险。然而，现阶段评估斑块类型的检查费用较高，所以寻找与斑块稳定性相关的生物标志物，既经济又便捷，而且预测价值更高，可以减少更多CIE的发生。因此，积极寻找新的生物标志物与易损斑块相关性，并提供靶向治疗是未来研究的重要方向。