生物標(biāo)志物診斷斑塊侵蝕的研究進(jìn)展

伍垚 綜述 陳劍玲 審校

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，貴州 遵義 563000

長(zhǎng)期以來(lái)，冠脈動(dòng)脈粥樣硬化血栓形成造成急性冠脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS），被人們認(rèn)為斑塊破裂（plaque rupture，PR）是其主要病理機(jī)制，但從尸檢觀察中得知，少數(shù)情況下斑塊侵蝕（plaque erosion，PE）也可引起閉塞性血栓形成[1-2]。且尸檢研究表明PE的病變特征為：纖維帽完整，富含平滑肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)，伴有內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡和缺失，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)少見(jiàn)，脂質(zhì)壞死核心極少見(jiàn)，主要形成白色血栓；而PR的病變特征為富含脂質(zhì)壞死核心和薄纖維帽破裂伴大量巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，平滑肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)含量少，主要形成紅色血栓[1，3]。從病理學(xué)和影像學(xué)研究證明25%～40%的ACS患者與PE有關(guān)，目前其診出率出現(xiàn)上升趨勢(shì)[3-4]。目前，光學(xué)相干斷層掃描成像（optical coherence tomography，OCT）是體內(nèi)診斷PE的唯一成像方式，但它是一種侵入檢查，一方面存在限制，當(dāng)冠脈存在大量血栓，尤其是紅色血栓時(shí)，很難觀察到斑塊形態(tài)，或者存在冠脈血管極度扭曲，或者患者病變位于左主干、冠狀動(dòng)脈搭橋病變、遠(yuǎn)端部位，容易導(dǎo)致成像不清晰[5]。另一方面，雖然OCT相對(duì)安全，但其存在很多潛在的嚴(yán)重并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)，如冠狀動(dòng)脈夾層、穿孔或急性閉塞[6]。以上原因使PE不能被準(zhǔn)確識(shí)別，醫(yī)生們考慮能不能尋找一種易于識(shí)別PE的診斷形式？所以有研究考慮從PE發(fā)病機(jī)制出發(fā)，在不增加侵入性操作的情況下，通過(guò)測(cè)定與PE相關(guān)的生物標(biāo)準(zhǔn)物來(lái)診斷PE，以便能夠指導(dǎo)ACS患者進(jìn)行個(gè)性化治療。

1 斑塊侵蝕的病理機(jī)制

PE的主要潛在病理機(jī)制包括平滑肌細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)增多、血管內(nèi)皮細(xì)胞缺乏和血小板活化[7-8]。由于PE中平滑肌細(xì)胞的過(guò)度增殖遷移，分泌大量的透明質(zhì)酸和多功能蛋白聚糖等細(xì)胞外基質(zhì)。透明質(zhì)酸作為細(xì)胞外基質(zhì)成分，正常生理情況下，發(fā)揮抗炎和抑制氧化損傷的作用。當(dāng)機(jī)體發(fā)生感染和組織損傷時(shí)，透明質(zhì)酸通過(guò)透明質(zhì)酸酶-2（hyaluronidase 2，HYAL2）將高分子量的透明質(zhì)酸片段降解為促炎性的低分子量的透明質(zhì)酸片段，通過(guò)CD44受體結(jié)合，參與局部炎癥，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的剝脫、凋亡及中性粒細(xì)胞的募集和激活；透明質(zhì)酸可與纖維蛋白、纖維蛋白原和纖維粘連蛋白等相互作用，構(gòu)建臨時(shí)微環(huán)境，誘導(dǎo)血栓形成[9-10]。有研究表明miR-3667-3p可能參與了細(xì)胞外基質(zhì)的沉積，并觀察到循環(huán)miR-3667-3p水平與纖維化斑塊成分（主要由膠原、蛋白多糖和平滑肌細(xì)胞組成）呈正相關(guān)，參與了PE的發(fā)生[11]。最近一項(xiàng)使用計(jì)算流體力學(xué)和OCT的人體研究證明血流紊亂是內(nèi)皮細(xì)胞死亡的潛在因素[12]，動(dòng)脈粥樣硬化小鼠在體實(shí)驗(yàn)表明血管內(nèi)皮細(xì)胞中先天免疫受體Toll樣受體2（toll-like receptor 2，TLR2）在血流紊亂部位的局部過(guò)度表達(dá)[13]。透明質(zhì)酸可激活TLR2，引起內(nèi)皮細(xì)胞剝脫，并可能導(dǎo)致其凋亡，以致于形成血栓；TLR2激活同樣能募集大量中性粒細(xì)胞。中性粒細(xì)胞激活后形成中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（neutrophil extracellular traps，NETs），其由髓過(guò)氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、瓜氨酸組蛋白和dsDNA組成。NETs可進(jìn)一步增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞應(yīng)激和剝脫以及凋亡，損傷的內(nèi)皮可激活血小板和凝血系統(tǒng)；也能網(wǎng)羅大量血小板與纖維蛋白原，還直接與凝血酶與血小板相互作用，從而形成血栓[14-15]。中性粒細(xì)胞分泌的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMP）可能通過(guò)降解基底膜上非纖維性Ⅳ型膠原致使內(nèi)皮剝脫，引起PE[16-17]。內(nèi)皮細(xì)胞剝脫造成內(nèi)膜完整性破壞，引起膠原纖維暴露，會(huì)觸發(fā)血小板的聚集、活化和黏附，形成局部富含血小板的白色血栓[18]。在以上復(fù)雜機(jī)制的促進(jìn)下血栓緩慢擴(kuò)增并逐漸阻塞血管，導(dǎo)致心肌損傷而發(fā)生ACS。

2 生物學(xué)標(biāo)志物與斑塊侵蝕

2.1 HYAL2透明質(zhì)酸是形成PE的重要成分之一。KOLODGIE等[19]報(bào)道了PE病變斑塊/血栓處透明質(zhì)酸及其受體CD44有較強(qiáng)的免疫染色，但穩(wěn)定斑塊或PR斑塊部位幾乎沒(méi)有透明質(zhì)酸蓄積，提示PE患者存在透明質(zhì)酸代謝異常。近期一項(xiàng)臨床研究從PE病變大量聚集透明質(zhì)酸這一病理現(xiàn)象入手，結(jié)果：HYAL2基因在ACS患者外周血單核細(xì)胞中過(guò)度表達(dá)（M：8.3；IQR：10.2），相比于穩(wěn)定性心絞痛患者（M：4.9；IQR：4.2）和正常人（M：3.6；IQR：5.0），CD44剪切變體6基因表達(dá)在ACS患者中也顯著升高；PE與PR患者相比，HYAL2和CD44v6基因的表達(dá)顯著增高（HYAL2：M：15.2；IQR：17.6vsM：7.3；IQR：4.9，CD44v6；M：17.5；IQR：35.3vsM；11.0；IQR：2.3）[20]。隨后1年的隨訪獲得的HYAL2和CD44剪切變體6基因表達(dá)的數(shù)據(jù)顯示，與急性期分析相同的PE患者相比，HYAL2和CD44剪切變體6基因的表達(dá)顯著降低（M；15.2；IQR：17.6vsM；2.0；IQR：0.7），表明了HYAL2和CD44剪切變體6基因的變化僅限于ACS的急性期。HYAL2在ACS中PE發(fā)揮了重要作用，HYAL2可能是一個(gè)潛在的有用的生物標(biāo)志物，用于無(wú)創(chuàng)鑒定PE。

2.2 miR-3667-3p MicroRNAs（miRNAs）是 一類(lèi)非編碼RNA，參與心血管病理生理過(guò)程，如調(diào)節(jié)動(dòng)脈粥樣硬化、脂質(zhì)代謝、炎癥等細(xì)胞外基質(zhì)的含量[21]。袁玉娟等[22]研究表明ACS患者冠脈血內(nèi)miRNAs表達(dá)具有差異性，提示冠脈血內(nèi)miRNAs可能與ACS發(fā)生急性血栓事件相關(guān)。近年來(lái)研究表明miRNAs在心血管疾病發(fā)生、發(fā)展和心肌梗死的預(yù)后有關(guān)[23-24]。其中一項(xiàng)研究以ACS患者為對(duì)象，以PR患者為對(duì)照組，期望篩選出PE具有特征性表達(dá)的循環(huán)miRNAs，從中得出與PR組相比，PE組僅miR-3667-3p顯著升高。該研究測(cè)定了血漿miR-3667-3p水平的敏感性和特異性，分別為0.696、0.733，調(diào)整傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素后，miR-3667-3p水平升高是PE的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子[11]。所以循環(huán)miR-3667-3p可作為鑒別PE和PR的潛在生物標(biāo)志物。以上研究只是初步篩選出PE患者差異表達(dá)的miRNAs，具體通路機(jī)制及作用需后續(xù)進(jìn)行相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)進(jìn)行研究，才有望為ACS疾病診斷、治療及預(yù)后等提供新途徑。

2.3 MPO中性粒細(xì)胞的募集活化與PE病變血栓發(fā)生有密切相關(guān)。MPO是一種血紅素氧化酶，主要表達(dá)于中性粒細(xì)胞嗜天青顆粒中，是中性粒細(xì)胞激活的標(biāo)志。內(nèi)皮細(xì)胞凋亡和剝脫可能暴露于次氯酸，是MPO產(chǎn)生的一種強(qiáng)有力的氧化劑，可促進(jìn)培養(yǎng)的人內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，引起組織因子基因表達(dá)的劇增；因此MPO作用可能刺激PE的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。這種酶在PE患者血液中和局部病變部位高度表達(dá)，相反PR很少顯示這種關(guān)聯(lián)[20，25]。FERRANTE等[26]發(fā)現(xiàn)確定發(fā)生PE的患者血漿中的MPO水平明顯增高。另外將因冠心病猝死患者的病變血管標(biāo)本進(jìn)行免疫組化染色后發(fā)現(xiàn)，PE血栓中MPO陽(yáng)性的細(xì)胞的聚集明顯大于位于PR中的血栓。另外一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)，PE的患者M(jìn)PO水平明顯高于PR和無(wú)血栓狹窄的患者，其檢測(cè)值分別為685.9 ng/mL[556.7～962.3]vs340.0 ng/mL[108.0～604.2]vs272.5 ng/mL[115.7～408.3]，以上分析可知PE最佳臨界值為MPO≥589 ng/mL[27]。但是有研究發(fā)現(xiàn)PR與PE之間MPO的水平無(wú)任何差異[28-29]。還需大規(guī)模的基礎(chǔ)和臨床研究數(shù)據(jù)進(jìn)一步證實(shí)MPO診斷PE的臨床價(jià)值。

2.4 瓜氨酸組蛋白與dsDNA NETs可促進(jìn)血栓生成。中性粒細(xì)胞激活時(shí)肽基精氨酸脫亞胺酶4進(jìn)入細(xì)胞核對(duì)組蛋白H3和H4上的特定精氨酸殘基進(jìn)行超瓜氨酸化作用，形成瓜氨酸組蛋白H3、瓜氨酸組蛋白H4，導(dǎo)致染色質(zhì)解聚，形成NETs。釋放到細(xì)胞外的瓜氨酸組蛋白可激活血小板，加速血栓形成，同樣可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生組織因子，啟動(dòng)凝血過(guò)程[30-31]。FRANCK等[32]從人類(lèi)頸動(dòng)脈內(nèi)膜切除的PE病變斑塊進(jìn)行瓜氨酸組蛋白H4的定位顯示在PE病變處表達(dá)。有研究報(bào)道瓜氨酸組蛋白與dsDNA可一起作為NETs形成的替代標(biāo)記物[33-34]。一項(xiàng)研究通過(guò)測(cè)量ACS患者的dsDNA濃度來(lái)評(píng)估NETs的循環(huán)水平，證實(shí)了ACS患者初發(fā)時(shí)循環(huán)中的dsDNA濃度顯著高于健康患者，并測(cè)定了急性冠脈綜合征患者的最佳臨界值的dsDNA濃度為400.69 pg/μL（靈敏度89.2%，特異度96.0%），可作為早期診斷的一種新的循環(huán)標(biāo)志物；還證明了dsDNA濃度高的患者，發(fā)生主要不良心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)高[35]。很遺憾的是，這項(xiàng)研究并沒(méi)有將ACS分為PR組與PE組進(jìn)行對(duì)比，不能明確dsDNA與PE明確相關(guān)性。利用PE患者斑塊處存在NETs為特征，將瓜氨酸組蛋白與dsDNA作為NETs的分子標(biāo)志物，具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，為PE的非侵入性輔助診斷提供了可能。

2.5 血小板反應(yīng)蛋白（Thrombospondins，TSP）TSP是一種基質(zhì)細(xì)胞糖蛋白，家族中有TSP-1、-2、-3、-4和-5五個(gè)成員。TSP-1和TSP-2是三聚體基質(zhì)細(xì)胞蛋白，其組結(jié)構(gòu)及功能均高度一致，二者通常是由被激活的血小板和內(nèi)皮細(xì)胞所分泌，參與調(diào)節(jié)動(dòng)脈血管壁的結(jié)構(gòu)和功能[36]。有研究示，在冠狀動(dòng)脈和外周血清樣本中，進(jìn)行細(xì)胞因子及酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定分析，TSP-1在PE患者中的表達(dá)明顯高于PR患者[28]。TSP-1在PE的具體機(jī)制尚不清楚。從既往研究得知TSP-1通過(guò)與其受體CD47結(jié)合，在早期似乎通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙，刺激平滑肌細(xì)胞增殖和抑制膠原沉積而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成。也同樣發(fā)現(xiàn)與斑塊纖維帽相關(guān)的血管平滑肌細(xì)胞、炎性細(xì)胞和泡沫細(xì)胞中能檢測(cè)到TSP1表達(dá)[37-38]。是否TSP-1與PE的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡及厚纖維帽有關(guān)，仍需進(jìn)行大量的研究。TSP-2通過(guò)刺激巨噬細(xì)胞的吞噬功能發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬 化 作 用[36]。TOPOL等[39]發(fā) 現(xiàn)TSP-2單 核 苷 酸多 態(tài)性對(duì)冠心病具有保護(hù)作用。在一組因PE導(dǎo)致的心臟猝死患者中，檢測(cè)編碼TSP-2的基因多態(tài)性?xún)H在PE中降低，提示與斑塊侵蝕有關(guān)[40]。但在血清或血小板中不存在TSP-2基因產(chǎn)物[41]，故不能將其作為生物標(biāo)志物。未來(lái)需進(jìn)一步研究TSP-1、TSP-2對(duì)PE的調(diào)節(jié)機(jī)制，揭示這些調(diào)節(jié)模式并認(rèn)識(shí)其功能意義將是非常有意義的。

2.6 MMP MMP-2和MMP-9可能是參與動(dòng)脈粥樣硬化的主要基質(zhì)金屬蛋白酶，在PE中呈現(xiàn)降解斑塊基底膜Ⅳ型膠原纖維的主要作用。其中一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)將不同TLR2激動(dòng)劑（如脂多糖、Pam3、透明質(zhì)酸）對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞共同培養(yǎng)，培養(yǎng)結(jié)束后通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞上清液的明膠酶譜分析顯示MMP-2、MMP-9活性提高；在加入中性粒細(xì)胞之前用阻斷TLR2的抗體預(yù)處理內(nèi)皮細(xì)胞，很大程度上阻止了共培養(yǎng)上清液中MMP-9活性的增加[15]。該研究表明TLR2激動(dòng)劑增強(qiáng)其MMP-2和MMP-9的活性。臨床實(shí)驗(yàn)研究表明，MMP-2在急性冠脈綜合征中水平顯著升高，明顯高于穩(wěn)定性心絞痛組和健康對(duì)照組[42]。但有臨床研究顯示PR患者的血清MMP-9水平高于PE患者[27-28]。以上研究結(jié)果的差異可能與體外與體內(nèi)研究的微環(huán)境存在不同有關(guān)，或MMP-2、MMP-9分別獨(dú)自反映PE的血標(biāo)志物具有一定的局限性。

3 總結(jié)

本綜述先簡(jiǎn)要概括了PE的潛在病理機(jī)制，然后總結(jié)了近年來(lái)發(fā)表的主要研究結(jié)果，確定了與PE有關(guān)的生物標(biāo)志物。HYAL2、miR-3667-3p、MPO具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值，dsDNA、瓜氨酸組蛋白、TSP、MMP在PE患者具有不同表現(xiàn)不能明確其與PE間的關(guān)系，仍缺乏大量的動(dòng)物及臨床研究。PE作為引起ACS的第二大病因，如果能通過(guò)上述指標(biāo)明確診斷，將可能針對(duì)這部分患者進(jìn)行個(gè)體化、精準(zhǔn)化的治療，從而對(duì)ACS的診療產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。