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内皮微粒与心血管疾病         ★★★ 【字体:
内皮微粒与心血管疾病
作者:田海军    文章来源:心血管论坛    点击数:    更新时间:2007-8-9

    摘      要
    内皮微粒(EMP)是内皮细胞在激活或凋亡状态下所释放的微小囊泡状物质,由脂质双分子层膜和膜内容物组成。在多种疾病状态下均有EMP含量升高的表现。在心血管疾病(CAD)的发生过程中,EMP通过启动外源性凝血途径以及与血小板形成聚合物可促进血栓和纤维蛋白的形成;激活中性粒细胞,促进单核细胞与内皮细胞结合并对中性粒细胞产生趋化作用,参与炎症反应的发生;影响血管内皮功能,削弱Ach介导的血管舒张反应,这些都对CAD的发生均起了重要作用。通过体内EMP水平的测定可以对CAD进行诊断,并对冠脉病变程度作出评估,也可以监测CAD的治疗效果,可以作为诊断心血管疾病的新方法。
  
    内皮微粒(EMP)是内皮细胞在激活或凋亡状态下所释放的微小囊泡状物质。前人的研究先后在镰形细胞贫血、内毒素血症、艾滋病(HIV)、1型糖尿病、2型糖尿病、血栓性血小板减少性紫癜(TTP)、红斑狼疮、高血压、急性冠脉综合症(ACS)、多发性硬化症等多种疾病状态中发现EMP升高的现象。近年来实验证明EMP在炎症、凝血及血管功能等方面均有一定的影响,从而与心血管疾病的发生密切相关,为心血管疾病发病机理以及诊断的研究提供了一个新的方向。
  
    1 EMP的形成及结构
    各种不同细胞来源的微粒形成均可通过两条途径:细胞激活和凋亡,EMP也不例外。内皮细胞(EC)可受多种激动剂作用被激活从而释放EMP,如细菌脂多糖类,肿瘤坏死因子2α(TNF-α)、白介素21(IL-1)等多种细胞因子,C5b-9补体复合物以及过氧化氢等。内皮细胞(EC)凋亡过程中EMP的产生依赖于Rho因子相关激酶(ROCKⅠ)的激活[1],细胞骨架结构中的肌动肌球蛋白产生的收缩力被认为是膜囊泡形成的驱动力。研究证明EC通过凋亡和激活两种途径产生EMP在数量和蛋白抗原表型上均有差别,且不同血管产生EMP的能力也有所不同。
  
    EMP的大体结构可分为膜和膜内容物,目前人们对膜内容物的相关信息还知之甚少,其表面有一层磷脂双分子层膜,主要由脂类和蛋白质构成。EMP的蛋白成分有来源于母体细胞的蛋白,也有激活或凋亡过程中新出现的成分。

    2 EMP在CAD发生中的作用
    近年来,越来越多的研究结果表明心血管疾病的发生和血管内的炎症反应、凝血机制异常以及内皮细胞功能不全有关。基于这些认识,人们也逐渐注意到了EMP在这些过程中所发挥的作用,并证明了EMP参与了这些过程从而与心血管疾病的发生有着紧密联系。

    2.1凝血机制 
    心血管疾病患者特别是心肌梗死(MI)病人均有凝血活性异常增强的表现,这在其发病机制中起了重要的作用。已有证据证明,在一些高凝的疾病状态下,如急性心肌梗死(AMI)、红斑狼疮、TTP等,EMP的含量明显高于正常水平。而在Sott综合征、格茨曼病等一些出血障碍的病人中,EC产生EMP的能力是降低的。这些为EMP参与凝血机制改变提供了证据。
  
    前面已经提到,在EMP的形成过程中,膜中带负电子的磷脂酰丝氨酸等磷脂重新分布到了双分子的外层。这种带负电的磷脂暴露在膜表面,可以与激活的凝血因子结合,表达组织因子活性,从而启动外源性凝血途径。组织因子Ⅶa复合物迅速激活凝血因子Ⅸ、Ⅹ,从而导致血栓产生,纤维蛋白形成。Kushak等[2]观察到锚定蛋白Ⅴ-Cy3可以结合到TNF-α激活的人
  
    脐静脉内皮细胞(HUVEC)及其所释放的EMP表面,并证明了上述观点,同时他们通过生色测定的方法检测到了TNF-α激活后的HUVEC其脱落的EC、残余附着的EC和EMP三种成分表面均表达组织因子(TF)活性,各成分占总TF活性的百分比分别为60%、35%和5%,而相应的未激活的对照组各种成分均未检测出TF活性。值得注意的是,激活后EC释放的EMP虽表达TF活性,但其所占百分比仅为5%,可能EMP在参与这种凝血途径中所起到的作用比较有限,而EC激活后引起自身膜结构的改变更值得重视。然而,有一些学者的研究也发现了大量磷脂酰丝氨酸阴性的EMP和单核细胞微粒(MMP)[3]
  
    Francois等[4]提出了内皮微粒-血小板聚合物(EMP-P)的概念,认为EMP可以结合血小板,参与AMI中血栓形成。他们通过测定CD105+(EC特异性),CD41a+(血小板特异性)微粒的数量,证实稳定型冠心病(SCD)EMP2P聚合物的水平显著高于对照组,而AMI病人在介入治疗前及再灌注-h时EMP-P聚合物的水平显著低于对照组和SCD组,发病48h后逐渐上升至接近SCD的水平。据此推测AMI发病时出现的EMP2P聚合物数量的下降可能因其滞留在梗死相关血管,参与了血栓形成,进一步佐证了EMP的促凝作用,但具体机制尚需进一步实验证实。然而,在这项实验中,未考虑到前面提到的脱落的内皮细胞(dEC)是否也会进一步形成dEC-P聚合物,实验方法中未能有效排除dEC的干扰,因此该实验结果还有待进一步验证。
  
    最近,Jimenez等[5]又通过实验发现EMP表面表现有巨大的vWF,可以促进血小板的聚集,并且可以稳定已形成的血小板聚合物。
  
    2.2 炎症反应
    心血管疾病患者血管内炎症反应增强已得到公认。EMP能够促进炎症反应的发生,而炎症反应与EMP的产生亦有着密切的联系。多项研究表明EMP具有激活中性粒细胞,促进单核细胞与EC结合并对中性粒细胞产生趋化作用,这些作用可能是通过氧化磷脂类所介导的[6,7]。凋亡及氧化应激激活的EC培养液中均可检测到氧化磷脂成分,而在非氧化应激刺激的EC培养液中则检测不到该成分。氧化磷脂可以激活血小板活化因子(PAF)受体,从而发挥作用。然而其具体的完整机制尚未弄清,并且这种激活作用与PAF对其受体的激活作用是否相同尚无定论。Chiri-nos等[8]的研究显示EMP水平与血中炎症因子IL26水平成正相关,从而也说明了EMP与炎症反应之间确有某种联系。
  
    Anthony等[9]发现采用氟伐他汀后,被TNF2α激活后产生CD105+、CD51+EMP数量减少,而同样的现象在使用Rho因子抑制剂Y-27632后亦可出现,从而推测他汀类药物和Rho因子抑制剂均可通过抑制炎症反应的途径减少EMP的生成。
  
    2.3 内皮功能
    内皮细胞功能不全(ECD)近年来已成为人们研究的热点,ECD被证明存在于以ACS为代表的各种心血管疾病当中。Boulanger等[10]首次报道了从AMI病人体内提取的EMP削弱了离体血管的内皮依赖性舒张反应。Brodsky等[11]亦在动物实验中发现EMP抑制了SD大鼠中取得的主动脉弓Ach介导的血管舒张反应。同时发现加入EMP培养的EC释放过氧化物的量明显增加,这种效应可为SOD所抑制。此外,他们在EMP中发现了NADPH氧化酶的p22(phox)亚单位。体内实验也证实了以ECD为特征的心血管疾病患者中,EMP的含量明显增加[12]。这些足以证明EMP在ECD发生中起到了重要的作用。但其具体发挥作用的成分及作用机制还有待进一步研究。
  
    3 EMP在CAD中的诊断价值
    寻找一种新的简便、准确而又创伤小的CAD诊断方法,已成为各国学者普遍关注的焦点。内皮细胞功能的评估已被证明是一种有效的方法[13]。然而在实际操作中,尚有许多问题没有解决。常用的评价指标有血流介导的舒张反应(FMD)[14]以及一些生化检测指标。FMD的测定较为繁琐且测量结果数据难以形成统一指标,并且可重复性较差,使之受到局限;常用的生化测量指标有细胞间黏附分子21(ICAM-1)、血管细胞黏附分子(VCA-1)、E2选择素、vWF,但这些均不是EC特异性指标,亦难以推广。EMP作为EC在异常状态下产生的物质,有望成为CAD诊断的一项新的生化指标。

    前面提到,EMP的蛋白成分有来源于母体细胞的蛋白,这些膜表面表达的内皮细胞源性的分子为我们检测EMP提供了很好的方法。通常采用荧光抗原染色,流式细胞技术的方法检测EMP的含量,常用的标记物有CD31、CD105、CD51、CD54、CD62E、CD106、CD144、CD146、锚定蛋白V等。目前比较常用的检测方法为用CD31、CD42b抗体标记样本,将EMP定义CD31+,CD42b-且直径<1.5μm的颗粒,方法较为简便[15,16],但也有人认为CD31在血小板中表达丰富,这种方法测量可能不够准确[17]。目前在EMP的测量方法以及测量数值上尚未形成统一标准。

    3.1 CAD的临床诊断
    EMP能够很好的反映病人的内皮功能情况,因而理论上可作为CAD的一种比较简单的诊断方法。Bernal-Mizrachi等[15]选取了84名CAD患者和42名健康对照者加以比较,他们将冠心病患者分为AMI、不稳定型心绞痛(UA)和稳定型心绞痛(SA)。通过比较,CAD组的EMP水平显著高于对照组,其中AMI组CD31+EMP水平高于UA组,首次MI病人EMP高于复发MI。该试验表明,如果能确定EMP的标准正常值,即可通过EMP对CAD进行快捷方便的诊断。

    3.2 冠脉病变程度的判断
    Bernal-Mizrachi等[16]随后的试验又证明了通过冠脉造影发现的冠脉病变程度与测定的EMP水平存在相关关系。他们选取了进行冠脉造影的43名患者,比较其冠脉造影结果与EMP水平,发现冠脉造影示冠脉损伤为偏心斑块Ⅱ型或多支病变的患者其EMP水平比同心斑块或偏心Ⅰ型患者高2.5倍,有血栓形成的患者其EMP水平比无血栓的高3倍。通过对经冠脉造影证实有狭窄的病人进行危险分层(高危:偏心斑块Ⅱ型、有血栓形成、多支病变;低危:同心斑块、偏心Ⅰ型),证明各种高危人群EMP水平均高于相应的低危人群。上述研究结果表明, EMP水平测定不仅可以定性诊断CAD,而且可以初步了解冠脉病变程度。对CAD的明确诊断及进一步治疗提供了重要信息。

    3.3 CAD治疗效果的监测
    EMP测定有着快捷方便的优点,同时又是一项可定量表示冠脉病变程度的指标,这无疑为其对CAD的监测提供了优势。患者可通过定期复查血中EMP含量,比较前后测量值的差别,就可以了解血管内皮功能情况及药物治疗效果,为临床医生进行下一步的治疗计划提供有效的依据,从而达到最理想的治疗效果。

    4 针对EMP的CAD治疗方法
    EMP概念的提出不仅提供了CAD发病机理、诊断方法方面的新信息,同时在治疗方面也提出新的思路。研究证实EMP的形成过程是钙离子依赖的,因此钙离子拮抗剂对EMP可有一定抑制作用;此外,一项随机对照双盲研究证明充血性心力衰竭病人使用VitC可抑制MMP的产生[18]。近年来针对他汀类药物的研究证实了除降脂作用外,他汀类药物还具有稳定斑块、抑制炎症反应、恢复内皮功能以及抑制血栓形成的作用。Anthony等[9]研究表明,在使用氟伐他汀后,体内提取的HUVEC被TNF-α激活后产生CD105+、CD51+EMP数量减少,并且采用Rho因子抑制剂Y-27632也可产生同样的作用,从而说明其作用机理可能在于抑制了Rho激酶的激活。

    5 小结
    本文针对EMP形成、结构成分以及功能进行了介绍,并着重讨论了其与心血管疾病之间关系的一些新的研究进展。人们已经发现EMP通过炎症反应、凝血机制、内皮功能等多方面途径参与到了CAD的发病过程,并试图通过检测EMP的方法进行CAD诊断。但目前尚需确定一个EMP测量值的统一标准,使EMP含量评价标准化,从而为诊断、监测以及治疗CAD提供一条更好的途径。

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