川崎病冠狀動脈損傷機制免疫遺傳研究進展

邱佳韻綜述 周國平審校

南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院兒科（江蘇南京 210029）

川崎?。╧awasaki disease，KD）又稱皮膚黏膜淋巴結綜合征，可引起全身血管，尤其是冠狀動脈的病理性改變，給冠狀動脈帶來永久性損傷。盡管當前標準治療方法即靜脈注射丙種球蛋白（intravenous immunoglobulin，IVIG）和口服阿司匹林已將KD 患者的冠狀動脈并發(fā)癥發(fā)生率從20%～25%控制到5%～15%[1-2]，仍有部分患者因IVIG 抵抗等原因難以避免永久性冠狀動脈病變（coronary artery lesion，CAL）的風險。因此，從免疫遺傳角度探討川崎病冠狀動脈損傷的機制具有重要臨床意義。雖然當前這方面研究尚不清晰，但是最近國內(nèi)外學者也提出了一些新成果與構想。本文基于國內(nèi)外最新研究及研究爭議進行綜述，以增加對川崎病冠狀動脈損傷機制的認識，為未來的新診斷方法、治療靶點及預后情況的判斷奠定基礎。

1 KD相關基因

1.1 生物信息學檢測的易感基因

目前已有47個基因與KD的冠狀動脈損傷有關，主要可按照機制分為4 組：增強T 細胞活化（1,4,5三磷酸肌醇3激酶C基因、ORAI1基因、STIM1基因）、B細胞信號轉導失調(diào)（CD40基因、B淋巴細胞激酶、FCGR2A基因）、減少細胞程序性死亡（半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1、3）和改變轉化生長因子信號（轉化生長因子-β2、轉化生長因子-β受體II型、基質(zhì)金屬蛋白酶、SMAD基因）[3]。

研究顯示，心臟缺血性纖維化或彌漫性纖維化常常是KD 患者出現(xiàn)冠狀動脈瘤及不良預后的評估和預測指標[4]。轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）可以通過磷酸化其下游的SMAD3 (drosophila mothers against decapentaplegic protein 3)，誘導膠原蛋白Ⅰ、Ⅲ等基因的轉錄，參與心血管重塑與纖維化。TGF-β/SMAD通路已成為眾多學者公認的改善心臟纖維化的潛在治療靶點[5]。目前已經(jīng)證實TGF-β2、轉化生長因子-β 受體Ⅱ型（transforming growth factor-β receptor type Ⅱ，TGFBR2）與KD易感性、動脈擴張、動脈瘤、IVIG治療反應的相關性[3,6-7]。盡管部分實驗仍存在樣本量小、基因標記局限性等問題，但不可否認，TGF-β、TGFBR 2、SMAD 一定程度上參與KD CAL 的形成與進展。

IgG 受體Ⅱa 的Fc 片段（Fc fragment of IgG receptor Ⅱa，F(xiàn)CGR2A）是經(jīng)過反復驗證的KD易感基因之一，但其與CAL的相關性目前仍有爭議[3,8-9]。既往研究認為FCGR2A僅與KD嚴重程度、IVIG治療抗藥性有關，但與心血管并發(fā)癥無關[3,8]。然而與之相反，最近有學者提出FCGR 2 A 可能通過間接影響其他細胞因子，維持C 反應蛋白介導的炎癥反應持續(xù)存在，從而參與自身免疫和心血管相關的炎癥性疾病的發(fā)展[10]。一項meta 分析中也發(fā)現(xiàn)了FCGR2A與KD 冠狀動脈瘤的可能關聯(lián)位點[9]。由此可見，F(xiàn)CGR2A對KD CAL的相關性研究有待進一步探索與更新。

SHR和Wistar大鼠模型顯示基質(zhì)相互作用分子1（stromal interaction molecule 1，STIM1）及ORAI1的異常表達可能通過影響L型鈣離子通道和鈣池操縱性鈣通道，造成鈣平衡調(diào)節(jié)的紊亂、增加T細胞活化，引起冠狀動脈血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMC）功能異常，從而導致CAL 的形成[3,11-12]。此外，多項meta 分析發(fā)現(xiàn)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1、3 可能與KD CAL、IVIG 抗性有關，它們可能通過細胞凋亡、內(nèi)皮性焦磷酸化等方式損傷內(nèi)皮、減少血管生成及促進心肌纖維化來參與KD CAL[3,13-14]。

除上述4 組易感基因外，國內(nèi)外學者還檢測出一些其他KD 相關的易感基因。全基因組關聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)，AGT基因的變異雖然與KD 易感性無關但與12 個月以下的KD 兒童的CAL 風險相關[7]。盡管因樣本量較少，結果仍存在不確定性，但其也為后期KD 相關基因研究提供了方向。同時該研究結果也進一步揭示了KD易感基因與KD CAL相關基因的分離，即兩者分別由不完全相同的基因影響和操控[7,9]。此外，另一組南方KD病例樣本的分析發(fā)現(xiàn)，TNFRSF 11 A基因的CC 基因型可能是KD 冠狀動脈損傷的保護因素，尤其是對于≤60 個月的KD 患者[15]，暗示了KD CAL相關基因可能存在時間上的影響分化。

盡管仍需要進一步實驗的驗證，部分參與CAL形成機制的KD易感基因為早期預防提供了思路。

1.2 miRNA

除部分易感基因外，miRNA 也是調(diào)控冠狀動脈損傷的關鍵因素。miRNA 是一組18～25 個小核苷酸共同組成的非編碼RNA，可通過與目標mRNA的3'不可翻譯區(qū)(UTR)不完全雜交來調(diào)節(jié)和控制基因表達，參與細胞增殖、生長、凋亡和重要生物過程的代謝[16]。

1.2.1 miR-92、miR-93 血管內(nèi)皮生長因子A（vascular endothelial growth factor A，VEGFA）能與血管內(nèi)皮表面受體結合，通過一氧化氮的釋放間接引起血管生成、血管舒張，刺激單核巨噬細胞和粒細胞的趨化。miR-92a通過上調(diào)VEGFA促進血管生成，防止血管損傷后的心內(nèi)膜形成，并通過抑制絲裂原活化蛋白激酶4（MAP kinase kinase 4，MKK4）和c-Jun氨基末端蛋白激酶(c-jun n-terminal protein kaiser，JNK)通路阻礙內(nèi)皮細胞凋亡[17]，提示miR-92a對CAL的潛在治療作用。此外，VEGFA mRNA還被發(fā)現(xiàn)與miR-93 的表達呈負相關[18]，提示miR-93 可能對KD 的冠脈損傷有保護作用，有一定預后判斷價值。綜上可以推測，miR-92a、miR-93可作為KD CAL的潛在治療靶點。

1.2.2 miR-145 目前研究表明miR-145-5 p 和miR-145-3p在難治性KD患者中表達顯著增高，可能通過與其他miRNA 共同調(diào)控TGF-β 通路參與IVIG 治療反應及疾病嚴重程度的基因調(diào)節(jié)[19-20]。Wu等[21]研究也肯定了miR-145對疾病嚴重程度的預測能力，他們還指出miR-145 的過表達可以通過靶向下調(diào)叉頭盒蛋白O1來改善內(nèi)皮損傷、促進細胞增殖和遷移，提示了miR-145的治療潛力。

1.2.3 miR-197-3p miR-197-3p在KD冠狀動脈損傷中的功能可從多方面進行解釋。一方面，基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metallo proteinase 9，MMP9）是冠脈損傷的關鍵因素。增加的miR-197-3 p 通過直接抑制組織金屬蛋白酶抑制因子3（tissue inhibitor of matrix metallo proteinase 3，TIMP3）的表達，提高MMP 9 表達及血管內(nèi)皮損傷標志物血小板反應蛋白1、血管性血友病因子、人硫酸肝素蛋白聚糖2 的水平來誘導人冠狀動脈內(nèi)皮細胞（human coronary artery endothelial cells，HCAECs）的損傷和血管壁動脈瘤產(chǎn)生[19]。另一方面，胰島素樣生長因子1 受體 (insulin-like growth factor 1，IGF-1R)是VSMC中的直接靶基因，且是VSMC和內(nèi)皮細胞凋亡的重要調(diào)節(jié)因子。B 細胞淋巴瘤2 (B cell lymphoma-2，BCL2)是細胞凋亡的關鍵基因。miR-197-3p可能通過直接靶向KD血清誘導的IGF-1R和BCL2來抑制HCAECs的增殖和遷移并促進細胞凋亡。由此可見，抗凋亡基因可能是miR-197-3p的直接靶點[18]。綜上可以認為miR-197可作為KD CAL的預測因子及預后指標。

1.2.4 miR-125 a-5 p miR-125 a-5 p 能誘導內(nèi)皮細胞凋亡，可作為KD 新標志物[18]?；贛KK 7 參與JNK 信號通路的調(diào)控，影響細胞凋亡在內(nèi)的多種細胞內(nèi)事件的前提，人臍靜脈內(nèi)皮細胞(human umbilical vein endothelial cells，HUVEC)中miR-125a-5p通過抑制MKK7水平調(diào)節(jié)Bax/Bcl2通路，以此激活半胱天冬氨酸蛋白酶3，誘導促凋亡蛋白Bax 表達，同時抑制抗凋亡Bcl-2 蛋白表達水平從而誘導HUVEC 凋亡[20]。miR-125 a-5 p還可以通過抑制內(nèi)皮素-1（endothelin，ET-1），間接調(diào)節(jié)VEGF和內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的表達，抑制血管生成[20]。由此可以推測，靶向抑制miR-125a-5p相關通路可以促進內(nèi)皮細胞增殖和血管修復，miR-125 a-5 p可能成為KD CAL治療的新的研究方向。

1.3 lncRNA

lncRNA可以通過轉錄、轉錄后和表觀遺傳調(diào)控來調(diào)節(jié)基因表達并影響信號通路。有關研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA XLOC_006277 對CAL 的上游信號至關重要，可能成為CAL 發(fā)展的新型預測指標[22]。部分lncRNA對CAL還有保護作用，可能成為KD治療的新位點。例如，lncRNA NEAT 1 可能通過激活miR-140-3p/絲裂原活化蛋白激酶1通路增加細胞活力并抑制CAL 細胞凋亡，揭示了lncRNA NEAT 1 作為CAL治療靶點的潛在意義[23]。

1.4 circRNA

circRNA 作為miRNA 海綿可以間接增加編碼mRNA 的翻譯水平，部分circRNA 也可作為KD CAL 患者療效和預后的評估指標。有研究發(fā)現(xiàn)，高爾基體膜和微管假基因1及鋅指蛋白124的circRNA（circ-WHAMMP1和circ-ZNF124）有可能分別通過調(diào)控miR-663b和miR-181b-5p參與CAL機制[24]；此外也有發(fā)現(xiàn)circ-YOD 1 可能可以作為CAL 的診斷或預后判斷標志物[25]。lncRNA 與circRNA 為miRNA水平的研究開拓了新的思路，現(xiàn)已成為新的研究熱點。

2 相關蛋白

蛋白標志物是除基因以外的另一類冠狀動脈損傷介導因素，主要與炎癥免疫失衡、內(nèi)皮細胞損傷及功能障礙有關，這兩者是已經(jīng)公認的KD CAL 核心形成機制。目前已發(fā)現(xiàn)周期性色氨酸蛋白2（periodic tryptophan protein 2，PWP 2）、微小染色體維持蛋白（minichromosome maintenance protein，MCM）、SLD 5（GINS 復合物的亞基）、組蛋白去乙酰化酶2（histone Deacetylase 2，HDAC 2）等多種相關標志物在不同程度上參與CAL 診斷、IVIG 療效判斷等過程[26]。

PWP 2 主要功能是促進核糖體的合成與加工，PWP 2 下調(diào)可能抑制冠狀動脈內(nèi)皮細胞增殖，加重內(nèi)皮細胞損傷[26]。由此推測PWP 2 可能可以作為冠狀動脈損傷程度的判斷標準。MCM 的功能是對DNA 復制中高水平復制起始位點的選擇，SLD 5 能激活MCM的此項功能。SLD5的下調(diào)能限制冠狀動脈內(nèi)皮細胞增殖時的DNA 復制過程從而加重內(nèi)皮細胞損傷[26]。因此上調(diào)MCM 與SLD 5 可能對血管內(nèi)皮功能起保護作用。綜上，PWP 2、MCM、SLD 5不僅能作為診斷指標，還可為臨床治療的療效提供直觀反映。

T N F-α 和I L-1 β 介導分泌的穿透素-3（pentraxin-3，PTX-3）是一種可溶性模式識別受體，主要參與先天性免疫系統(tǒng)激活、炎癥反應、血管生成等。有研究發(fā)現(xiàn)，PTX-3水平與各炎癥指標高度相關，尤其是對IVIG耐藥的CAL患者。此外，PTX-3能與P 選擇素相互作用，通過一氧化氮途徑減少內(nèi)皮細胞中氮氧化合物合成，減少細胞增殖和功能，從而引起血管內(nèi)皮功能障礙的發(fā)生。與此同時，PTX-3 還能通過抑制成纖維細胞生長因子2來抑制血管生成與修復[27-28]。綜上可以認為PTX-3參與KD冠脈損傷的發(fā)病機制，可作為KD 冠狀動脈損傷患者的診斷指標和IVIG療效判斷的預后指標，尤其是針對難治性KD患者。

3 相關通路

冠狀動脈內(nèi)皮損傷、炎癥激活、VSMC 去分化及功能障礙是KD CAL 的重要形成因素，常能導致病理性血管重塑及永久性冠狀動脈損傷[1]。對基因與蛋白標志物等致病原理進一步探索，當前研究發(fā)現(xiàn)核轉錄因子NF-κB（nuclear transcription factorκB，NF-κB）、smad1/5-Runt相關轉錄因子2（Runt related transcription factor 2，runx2）、磷酸肌醇-3-激酶/蛋白激酶B（phosphoinositide-3-kinase/ protein kinase B，PI3K/ Akt）、Ca2+/激活T-細胞核因子1（Ca2+/nuclear factor of activated T-cells，Ca2+/NFAT）等通路，通過調(diào)節(jié)不同細胞因子、基因或蛋白等，成為CAL形成的重要調(diào)控途徑。

3.1 NF-κB通路

NF-κB 通路主要參與編碼促炎因子、趨化因子、黏附分子等炎癥相關基因的轉錄，可以通過氧化應激等因素誘導激活，參與冠狀動脈等血管損傷[29]。目前已有較多研究證實了NF-κB 通路對KD CAL的干預。

3.1.1 HMGB1/RAGE/NF-κB通路 高遷移率組蛋白1（high-mobility group box 1 protein，HMGB1）一方面能促進免疫細胞釋放各種促炎因子，這些促炎因子進一步促進單核巨噬細胞、內(nèi)皮細胞、NK細胞等分泌HMGB1，形成正反饋回路，促使炎癥持續(xù)遞進。另一方面，HMGB1與晚期糖基化終產(chǎn)物受體（receptor for advanced glycation endproducts，RAGE）的結合促進了絲裂原的激活和p38激酶、c-Jun氨基末端激酶/應激活化蛋白激酶、細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2等蛋白激酶的磷酸化，進而激活多種信號通路，如NF-κB和p38絲裂原活化蛋白激酶，誘導炎癥的發(fā)展[30]。由此可見，干擾HMGB1/RAGE/NF-κB通路能有效減少炎癥引起的KD 內(nèi)皮損傷，從而抑制病理性血管重塑和CAL。

3.1.2 E-選擇素 E-選擇素主要參與炎癥細胞的黏附過程，較高濃度的E-選擇素可能導致更嚴重的內(nèi)皮-單核細胞相互作用。臨床病例研究發(fā)現(xiàn)，急性期KD患者血清中可溶性形式E-選擇素增加且在伴冠狀動脈病變的KD 患者血清中表達更為顯著。氧化磷酸化可以通過調(diào)節(jié)腫瘤壞死因子（TNF-α）刺激的內(nèi)皮炎癥中的核因子NF-κB 信號通路參與E-選擇素的表達和內(nèi)皮細胞-單核細胞相互作用，進而與活性氧（reactive oxygen species，ROS）一起參與冠狀動脈內(nèi)皮炎癥[31-32]。由此可見，氧化磷酸化和E-選擇素參與了CAL的發(fā)病機制，E-選擇素可作為KD冠狀動脈損傷的監(jiān)測指標。

3.1.3 髓樣相關蛋白8/14、S 100 鈣結合蛋白A 12 Toll 樣受體4（toll-like receptor，TLR-4）、RAGE 等與其在炎癥部位高濃度釋放的內(nèi)源性配體髓樣相關蛋白8/14（myeloid-related-protein-8/myeloid-related-protein-14，MRP-8/MRP-14）異源二聚結合，刺激ROS產(chǎn)生、激活NF-κB 通路并誘導多種促炎因子表達，損傷冠狀動脈內(nèi)皮完整性[33-34]，參與CAL 形成。與之相對，也有研究顯示未發(fā)現(xiàn)MRP-8/MRP-14 與CAL 的相關性，僅發(fā)現(xiàn)IVIG 治療可以抑制MRP-8和MRP-14的表達同時預防CAL發(fā)生，這可能與研究樣本過小、檢測技術差異及研究設計本身存在的問題有關[34]。S100鈣結合蛋白A12（S100 calcium binding protein A12，S100A12）一方面可以協(xié)同MRP-8/MRP-14 通過模式識別受體RAGE 或TLR-4 介導炎癥反應，另一方面可以依賴IL-1β（協(xié)同IL-1α），間接誘導內(nèi)皮細胞無菌炎癥反應[35]。由此可以推斷MRP-8/MRP-14、S100A12相關的抑制劑可能可以作為KD 冠狀動脈病變的治療藥物。

3.1.4 氧化應激 氧化應激在KD冠狀動脈內(nèi)皮損傷的過程中起重要作用。有關研究顯示氧化低密度脂蛋白能通過凝集素樣氧化型低密度脂蛋白受體-1等清道夫受體激活NF-κB信號通路、刺激ROS生成，產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶，誘導黏附分子、細胞因子表達和細胞凋亡，從而參與血管內(nèi)皮損傷和功能障礙、平滑肌細胞遷移與增殖、動脈粥樣硬化等過程[36-37]。

3.1.5 miR-223、miR-150 miR-223 通過抑制血小板衍生生成因子受體β（platelet-derived growth factor receptor β，PDGFR-β）的表達，抑制過度的血管平滑肌細胞去分化，促進血管損傷后傷口愈合[1]。此外，miR-223-3 p 還可以通過靶向IL-6 ST 阻止IL-6 表達，同時阻止STAT 3 和NF-κB p 65 信號通路激活，影響炎癥因子水平，對KD內(nèi)皮損傷起保護作用[16]。

miR-150 的保護作用可以從兩方面進行解釋。首先，miR-150 能通過抑制脂多糖誘導的TNF-α、IL-6等炎癥因子并負調(diào)節(jié)NF-κB通路，從而阻斷內(nèi)皮細胞凋亡[38]。其次，miR-150 還能通過恢復血管內(nèi)皮細胞的增殖遷移功能[21]，對CAL 起保護作用。由此可見，miR-150、miR-223 可作為KD 冠狀動脈病變的潛在治療靶點。

3.2 smad1/5-runx2通路

對干擾素誘導蛋白10和白介素17的研究發(fā)現(xiàn)，它們可以通過骨形態(tài)發(fā)生蛋白6（bone morphogenetic protein，BMP6）自分泌和激活smad1/5-runx2通路顯著上調(diào)人VSMC中成骨基因/蛋白質(zhì)（如骨橋蛋白、骨鈣素、堿性磷酸酶）的表達，引起冠狀動脈鈣化及功能失調(diào)，從而導致一系列KD 冠狀動脈疾病[39]。對smad1/5-runx2通路的研究可能成為新的CAL治療研究方向。

3.3 PI3K/ Akt通路

既往研究已證明，PI3K/Akt通路通過調(diào)節(jié)炎癥、凋亡對細胞的影響，參與多種心血管疾病[40]。增強KD 中PI 3 K/Akt 通路可以通過減輕TNF-α 對內(nèi)皮祖細胞增殖的抑制作用保護內(nèi)皮細胞，修復血管損傷[26]。從而基因角度，敲低HDAC 2 顯示可以改善PI3K-Akt信號通路磷酸化水平，從而加強VEGF轉錄、促進血管生成和修復的作用[26,41]。從藥理學角度，麝香保心丸、葛根素、腎素-血管緊張素系統(tǒng)抑制劑、犀角地黃湯等研究進一步肯定了激活PI3K-Akt通路磷酸化對冠狀動脈平滑肌細胞的增殖、修復作用[42-45]。綜上可以認為，PI3K-Akt通路可作為CAL的治療靶點，為新藥研究提供線索。

3.4 Ca2+/NFAT通路

Ca2+/NFAT 通路是KD 冠狀動脈損傷的良好干預靶點。Ca2+/NFAT是VEGF刺激內(nèi)皮細胞的主要信號通路，其主要參與冠狀血管的生成和靜脈瓣膜的發(fā)育等過程。Ca2+/NFAT 通路特異性抑制劑環(huán)孢菌素A 通過抑制下游炎癥因子表達，展現(xiàn)出良好的減輕內(nèi)皮功能障礙療效[32]?；蛘{(diào)控角度的研究則表明1,4,5三磷酸肌醇3激酶C基因可以負調(diào)節(jié)Ca2+/NEAT通路，通過磷酸化三磷酸肌醇、減少T細胞活化，對冠狀動脈內(nèi)皮起保護作用[3,7]。

4 結語

川崎病累及兒童冠狀動脈的常見疾病。盡管發(fā)病機制尚不明確，目前已發(fā)現(xiàn)不少可能參與KD CAL 發(fā)病機制的保護因素，如miR-92、miR-223、MCM 蛋白、SLD 5 蛋白、PI 3 K/ Akt 通路等。此外，包括TGF-β、miR-197-3p、PWP2、PTX-3、E選擇素在內(nèi)的一系列損傷因素為診斷預防、IVIG療效預測、未來新藥的制備提供機制解釋及新靶點。目前已經(jīng)證實Ca2+/NFAT抑制劑、PI3K-Akt通路激活類藥物的臨床療效。同時IncRNA、circRNA對CAL的干預可能成為未來研究熱點。針對FCGR2A、MRP-8/MRP-14等研究爭議還需要進一步研究。