血小板活化与动脉硬化相关性的研究进展

胡诗宛，杨 佳

血小板是由骨髓中成熟的巨核细胞质脱落裂解产生的无核碎片，在血液凝固、维持内环境稳定等生理情况及心血管疾病等病理过程中发挥着重要的作用。动脉硬化作为冠心病、心肌梗死、脑卒中等心血管疾病的主要病理基础，是以血脂代谢异常、血小板聚集和血栓形成为基础的一类慢性炎症性病变。动脉硬化病理机制复杂，目前公认的主要有炎症学说、脂质浸润学说和血栓形成学说等[1]。近年来发现，血小板参与某些自身活化途径与炎症反应和脂质代谢等病理过程，既相互联系又相对独立存在，因此，这类途径可能是治疗动脉硬化的新靶标。通过综述血小板活化与动脉硬化的相关性及血小板活化在动脉硬化中的作用机制，以期为心血管疾病的诊断及治疗提供依据。

1 血小板活化与动脉硬化炎症反应的相关性

有研究发现，血小板除直接参与动脉硬化血栓的形成，也可作为炎症细胞参与机体宿主防御，发挥免疫功能[2]。

1.1 血小板活化及相关炎性因子 病理状态下如血流剪应力变化、血管内皮损伤时，血小板由静息状态被激活后脱颗粒，即血小板内释放血小板颗粒(主要有α颗粒、致密颗粒、溶酶体)，并进一步释放血小板相关炎性因子加速炎症反应，从而促进动脉硬化发展。其中，相关炎性因子包括促炎细胞因子、趋化因子、黏附分子等几大类。

白细胞介素(IL)家族是一类常见的促炎细胞因子，其中IL-1β认为在血管炎症中发挥着重要的作用，目前已成为治疗冠心病的主要指标[3]。活化的血小板合成的IL-1β经E-选择素，在细胞间黏附分子和趋化因子等协同作用下，诱导内皮细胞炎症反应并促进血小板与白细胞的黏附，加速动脉硬化发展。血小板表面CD40配体(CD40 ligand，CD40L)的鉴定是一项早期观察，表明血小板不仅表达与止血有关的因子，同时表达与免疫有关的因子。血小板活化后分泌的可溶性CD40L(soluble CD40L，sCD40L)是循环系统中sCD40L的主要来源。血小板表面CD40L可诱导内皮细胞分泌趋化因子及黏附因子，从而导致白细胞募集和血管炎症区域血小板-白细胞聚集体形成，这是动脉硬化过程中血栓形成和炎症反应之间的重要连接点[4]。有研究显示，sCD40L与心血管事件发生率及死亡率增加相关，可预测病人心血管疾病并发症发生率和死亡率，并作为动脉硬化炎症生物标志物，可用于肾病晚期病人心血管并发症发生风险及预后情况的评估[5]。有研究显示，sCD40L作为系统动脉硬化的标志，可能在特定的动脉区域有不同程度的预示作用[6]。上述研究说明，血小板活化后释放的sCD40L与动脉硬化发展关系密切，血清sCD40L可评估动脉硬化性心血管疾病严重程度及预后恢复情况。

活化的血小板可分泌多种趋化因子，主要在血管壁上募集造血干细胞、嗜中性粒细胞和单核细胞等，以引发血管损伤部位的局部炎症，如CXCL4与CCL5结合形成异二聚体，协同募集单核细胞以促进动脉硬化发展[7]；CXCL4与CXCL12可协助巨噬细胞摄取氧化型低密度脂蛋白，从而促进泡沫细胞形成，推动动脉硬化斑块脂质核心的发育；另一方面，CXCL4与CXCL12通过抑制炎性因子黏附损伤处血管，发挥对动脉硬化的反向抑制作用，有学者认为可能是动脉硬化处在不同的发展阶段[8]。

血小板活化后引起黏附因子激活的表达，其中，P-选择素作为细胞间相互作用的桥接分子，是典型的血小板活化标志物之一，它不仅应用于临床血液相关疾病的筛查，同样也是全身炎症反应的指标[9]。P-选择素促进了与白细胞稳定的相互作用，也是联系止血和炎症反应之间的关键分子，因此，P-选择素可能成为治疗动脉硬化相关疾病的一个靶点[10]。

上述研究说明，血小板活化分泌的炎症相关因子均对动脉硬化有促进作用。

1.2 模式识别受体介导的血小板活化 血小板参与Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)介导的炎症反应是近年研究发现的重要途径。TLRs是模式识别受体中的一类，它广泛表达于血小板等免疫细胞，TLRs的表达与激活引起血小板活化和炎症介质释放。血小板通过表达与病原体结合的TLRs，介导血小板发挥免疫功能充当循环“哨兵”，与相应的感染因子结合，从而传递炎症信号[11]。

上述研究表明血小板-TLRs表达的上调与血栓炎症状态增强有关，提示血小板活化水平与动脉硬化血管炎症状态有相关性。

1.3 核因子-κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)信号介导的血小板活化 NF-κB是炎症反应和血栓形成的重要调节因子，是激活各类炎性因子的共同通道。NF-κB也是血小板活化中涉及的诸多功能性转录因子之一，与血栓形成和炎症反应密切相关[12]。

凝血酶受体4即蛋白酶激活受体4(protein kinase activated receptor 4，PAR4)是血小板NF-κB的主要激活剂。凝血酶与PAR4结合可诱导激活鞘磷脂酶，并增加C24：0-神经酰胺的水平和p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的激活，最终导致NF-κB启动和血小板激活。胶原是一种血小板激动剂，通过磷酸化IκB-α以激活NF-κB，从而引起血小板活化。有研究显示，sCD40L是NF-κB的有效激活剂，通过激活转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)以活化血小板[13]。糖基化终末产物(advanced glycation end-products，AGEs)与其受体RAGE结合认为在心血管疾病及糖尿病的外周动脉疾病发展中发挥着重要作用。在血小板中，RAGE激活增加了血小板膜上P-选择素的表达，从而促进血小板活化。

刘凌琳等[14]发现心肌组织中可检出NF-κB，心脏功能损害激活炎性因子NF-κB，加重心肌损害。孙欣等[15]研究显示，不稳定型心绞痛病人体内NF-κB及CD63、CD62P水平均上调，随着炎症反应加重，各血小板活化参数明显升高，且血清NF-κB与血小板活化标志物CD63呈正相关。

上述研究表明NF-κB信号通路与各类促进血小板活化炎症介质之间的相关性，证实了NF-κB是炎症反应和血栓形成的重要调节因子。

2 血小板活化与脂质代谢相关性

氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein，ox-LDL)作为一种氧化的脂质代谢产物，通过凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1(LOX-1)作用于包括血小板在内的多种细胞，并通过诱导血栓形成中的炎性因子以活化血小板并促进血栓形成，在动脉硬化中发挥着重要的作用[16]。

临床和实验研究均证实了低密度脂蛋白(LDL)浓度增高可促进动脉硬化，并易被内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞氧化。被氧化后的ox-LDL可诱导P-选择素在内皮细胞上表达，使单核细胞与内皮细胞黏附，从而促进动脉硬化。Nie等[17]在体外将ox-LDL与血小板共同孵育，发现ox-LDL可提高二磷酸腺苷(ADP)诱导的血小板最大聚集率，促进血小板表面活性物质P-选择素和CD40L表达，血小板内活性氧生成增加，并诱导血小板易于活化。ox-LDL与血小板孵育后，血小板磷酸化蛋白激酶B(p-AKT)表达增加，提示ox-LDL可能通过磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)信号通路增加p-AKT，进而增强血小板活化。

LDL促进动脉硬化发展有多条途径，主要受到CD36调控。清道夫受体摄取ox-LDL可能导致巨噬细胞衍生的泡沫细胞形成和动脉硬化[18-19]。CD36作为主要的B类清除剂受体，可影响巨噬细胞对ox-LDL的摄取[20]。CD36在调节动脉硬化的初始和进展阶段具有重要的作用，如参与炎症反应、脂质代谢、内皮功能障碍、平滑肌细胞功能障碍和泡沫细胞形成等众多活化途径。晚期AGEs可直接特异性与血小板衍生的CD36相互作用，增强血小板活化作用，促进血栓快速形成，并参与维持血栓稳定。CD36-/-小鼠延迟了形成闭塞性血栓的时间证实了这一观点[21]。血小板反应蛋白1(TSP-1)是另一种CD36配体，大量存在于血小板的α颗粒中。有研究发现，CD36-/-和TSP-1-/-小鼠均显示出胶原蛋白形成的血栓溶解明显增强[22]。这些研究提示TSP1/CD36(配体/受体轴)参与维持血栓稳定。有研究表明，血小板CD36通过细胞外信号调节激酶5(ERK5)增强了体内Caspase依赖性促凝活性，受到ox-LDL刺激时，血小板与单核细胞形成聚集体，进而促进单核细胞以CD36依赖性方式摄取ox-LDL[20]，从而加速动脉硬化。

血小板活化释放的α颗粒是基质细胞衍生因子1(SDF-1)的主要来源，SDF-1作为一种趋化因子，激活后在血小板表面过度表达[23]。Mehrpouri等[24]研究发现，与低表达SDF-1基因的健康人相比，高表达SDF-1的冠心病病人血小板增强了单核细胞向泡沫细胞的分化，因此血小板活化对动脉硬化发展起推动作用。相关研究显示，与脂质代谢途径密切相关的受体，如B类清道夫受体(scavenger receptor class B type，SR-B)、肝X受体α(liver X receptor α，LXRα)和ATP结合盒转运子A1(ATP binding cassette transporter A1，ABCA1)表达水平在此过程中增加，与巨噬细胞、泡沫细胞的胆固醇外流有关[25]。将胆固醇从外周巨噬细胞向肝脏反向转运具有心脏保护作用。

上述研究表明，一方面，心血管疾病病人血小板可促进单核细胞分化最终变成泡沫细胞，推动动脉硬化进程；另一方面，该过程导致脂质反向转运增强，从而成为延缓动脉硬化进程的保护机制。该论点存在争议，有待于进一步研究明确。

3 血小板自身活化途径

血小板除参与血栓形成和血管炎症反应外，同时有一套独立完整的血小板活化系统，动脉硬化斑块破裂后，暴露内皮下胶原蛋白及凝血酶和腺二磷酸的产生，通过与血小板上表达的几种受体相互作用，如血小板膜受体糖蛋白(GP)IB-IX-V、GPVI-FCRγ、蛋白酶激活受体、P2Y嘌呤能受体和整合素等，触发血小板活化。

3.1 P2Y嘌呤能受体信号转导通路 P2Y12受体是1998年发现的一种G蛋白耦联受体家族之一，在血小板表面有表达。血管内皮胶原暴露后，血小板分泌的ADP释放并与血小板表面受体P2Y12受体结合，引发血小板形态改变及血小板聚集等活化。基因敲除P2Y12受体小鼠实验中显示出血时间显著延长，相应的ADP血小板聚集作用较差，凝血酶及胶原敏感性降低等凝血功能抑制的表现，与野生型小鼠相比，P2Y12基因敲除(P2Y12-/-)小鼠因横向主动脉缩窄引起的心肌肥厚、胶原合成、炎性细胞募集和心功能障碍等病理变化受到不同程度抑制，由此证明P2Y12受体信号转导通路在凝血功能及心血管疾病发展中发挥着促进作用；与野生型相比，P2Y12-/-小鼠可显著改善心功能；将野生型小鼠体内血小板再注射到P2Y12-/-的小鼠体内后可逆转这一现象[26]，说明血小板表达P2Y12基因可促进血小板活化，P2Y嘌呤能受体是介导血小板活化的重要路径。

3.2 蛋白酶激活受体转导途径 凝血酶是引起血小板聚集强度最高的活化剂，其中细胞作用是由G蛋白耦联受体家族的蛋白酶激活受体(protein kinase activated receptor，PAR)介导实现的。人类血小板主要表达的是PAR1和PAR4，凝血酶通过裂解PAR1和PAR4激活血小板，暴露新的N-末端，后者作为一个固定配基与受体进行分子内结合，从而激发跨膜信号转导，引起血小板聚集、释放及膜糖蛋白等一系列改变，从而加速动脉硬化斑块形成，增加心血管意外发生的可能。

目前认为PAR1和PAR4均可能成为抗血小板药物的作用靶点[27]。与PAR1比较，PAR4与凝血酶的结合需要高出10倍以上的凝血酶浓度，因此PAR1可被低浓度凝血酶激活，产生快速而短暂的信号；PAR4激活可介导产生持久的信号，因而形成的血栓更牢固。需要注意的是，PAR1和PAR4可在循环系统中包括内皮细胞等多种细胞内表达，因此，抑制PAR1和PAR4可能对血小板以外的其他组织细胞产生一定的作用[28]。

3.3 活性氧参与血小板活化途径 活性氧在活化的血小板内产生，并在调节血小板对胶原蛋白和胶原蛋白介导的血栓形成过程中发挥着重要作用。氧化应激水平增强有助于动脉硬化的发展，最终导致血栓形成，进而成为心脏病和中风发作的主要原因之一[29]。血小板活性氧主要由还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶[nicotinamide adenine dinucleotide phosphate(NADP) oxidase，NOX]产生，其中NOX2作为NOX家族成员之一，与心血管疾病密切相关，是血小板活化及血栓形成的重要调节剂。

包括O2-、OH-或H2O2在内的活性氧，作为第二信使通过Ca2+的动员、一氧化氮的失活和与花生四烯酸的相互作用形成异丙氨酸，从而激活血小板。人类血小板中NOX2酶活性是调控产生血小板活性氧的关键因素，如NOX2遗传性缺陷病人血小板几乎不产生活性氧证明了这一观点[30]。NOX2基因先天缺陷者与肥胖人群相比，前者动脉硬化程度更轻。因此，抑制NOX2基因表达可一定程度减少氧化应激相关的血小板活化水平，达到抗血栓的目的，然而具体机制有待进一步研究。

3.4 细胞自噬在血小板活化中的作用 自噬作为一种由溶酶体介导的高度保守的途径，可降解真核细胞中胞质成分，对维持正常发育过程中的细胞存活和蛋白质稳态是必不可少的，自噬功能障碍参与了许多人类疾病。近年来，自噬在血小板中的作用已逐渐被人们所认识。有研究发现，活性氧通过调节PI3K/AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在ox-LDL诱导的血小板活化过程中调节自噬的机制，结果显示，ox-LDL诱导的氧化应激触发了血小板活化并增加了活性氧产生，抑制了PI3K/AKT/mTOR信号通路下游活性，促进了血小板自噬，从而加剧血小板活化导致的聚集和黏附作用。说明抑制活性氧的产生可激活PI3K/AKT/mTOR途径从而减少自噬，一定程度阻断血小板活化，最终达到抑制血小板聚集的目的[31]。

4 抗血小板药物现状

早期抗血小板药物主要是为了防止血小板聚集及血栓形成，越来越多的研究发现，血小板可作为“炎性细胞”参与动脉硬化，因此可围绕抗炎作用进一步开发。

目前应用的抗血小板药物主要包括阿司匹林、P2Y12受体拮抗剂、糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂和蛋白酶激活受体(如PAR1)拮抗剂等；已有的抗血小板药物不能完全满足临床需求，主要表现为出血副作用严重、药效不足及药物抵抗等[27]。基于这种现状，研究者致力于寻找安全有效的抗血小板药物或替代抗血小板治疗的新方法。新型抗血小板药物可能仅针对血小板的炎症作用而不会影响原发性止血。人类基因组DNA多态性导致不同人群对同一种药物的耐受性存在差异。因此，可从药物基因组学角度研究，提高用药精准性，可能会减少耐药或副作用发生。

5 小结与展望

梳理了血小板活化与动脉硬化之间的关系，明确了在动脉硬化发展过程中，血小板参与血管内皮炎症反应、脂质代谢及自身活化的相关机制，并认识到血小板活化是促进心血管疾病发展的关键环节。该研究领域尚存在未解决的问题：目前已知的血小板活化因子及血小板活化通路繁杂，但这些活化因子或活化通路之间的相互作用尚不明确；目前无法直观量化不同的血小板活化因素对血小板激活作用大小的差异；血小板活化因素对动脉硬化的影响是否存在双向调控性；对不同动脉硬化阶段的血小板活化推动作用是否存在差异。

从临床应用角度分析，参与血小板活化的特异性标志物可作为动脉硬化发生发展的监测指标，预测疾病发展与预后；可作为临床治疗动脉硬化的潜在生物靶标，有助于突破临床抗血小板治疗的瓶颈。虽然参与动脉硬化的血小板活化分子种类繁杂，某些分子可能产生双向调节的效应，很难全面了解血小板活化对心血管疾病发展的作用。目前尚无确凿证据表明，在疾病诊断方面，这些分子可替代传统生物标志物，从发展的眼光看，可将其作为潜在的风险预测因素，补充到现有的疾病诊断标志物范围中，协助临床治疗。