免疫系統與動脈粥樣硬化發病機制的研究進展

劉 麗，張 騰，陳 瑜

動脈粥樣硬化病變過程主要包括低密度脂蛋白及其代謝產物在內皮下空間的積累，巨噬細胞的浸潤和血管平滑肌細胞的遷移與增殖。繼而導致血管內膜增厚、斑塊形成、血管重塑和冠脈堵塞，造成急性心肌梗死。脂質代謝紊亂和炎性反應在動脈粥樣硬化的病理過程中起到很重要的作用［1］。在動脈粥樣硬化的諸多發病機制中，炎癥和氧化應激的機制受到了較多研究者的認同，近年來免疫系統在動脈粥樣硬化發病過程中的作用越來越受到重視，本文重點關注固有免疫系統和適應性免疫系統在動脈粥樣硬化發病中的作用。

1 固有免疫效應器與動脈粥樣硬化

1.1 單核細胞與巨噬細胞 單核細胞和巨噬細胞是固有免疫系統的重要組成部分。動脈粥樣硬化斑塊局部含有的免疫細胞主要巨噬細胞、部分的T細胞和少量的B細胞［2］。之前的研究大多認為巨噬細胞都是由血液中的單核細胞分化而來，血液中的單核細胞進入血管內皮下似乎預示了之后巨噬細胞的產生，然而最近的一項研究顯示，在鼠的動脈粥樣硬化斑塊中，巨噬細胞數量的增加主要是依賴粥樣硬化斑塊局部巨噬細胞自我增殖［3］。巨噬細胞有許多重要的功能，包括分泌細胞因子、趨化因子、組織因子等［4］。此外，巨噬細胞還表達具有免疫調控功能的ToII樣受體（ToII－Iike receptor，TLR）、模式識別受體（pattern－recognize receptor，PRR）、清 道 夫 受 體 （scavenger receptor，SR）［5］。SR對于巨噬細胞識別氧化低密度脂蛋白（ox－LDL）是必需的。有實驗研究顯示，在動脈粥樣硬化發病的早期，巨噬細胞的吞噬與凋亡能夠減緩動脈粥樣硬化的進程，但是在動脈粥樣硬化晚期的病變中，巨噬細胞的凋亡與其吞噬功能的缺陷又能夠促進壞死的形成［6］。動脈粥樣硬化斑塊局部存在3種不同巨噬細胞的亞型：M1、M2、M4。M1型是主要受到脂多糖和γ干擾素的刺激分化來的，M2型主要是受到白細胞介素－4的刺激而產生的，M4型主要是受到趨化因子－4的刺激所產生的［7］。M1型巨噬細胞具有促進炎癥發生的作用［8］。同時還能促進斑塊的擴張與不穩定，M2型巨噬細胞具有抗炎的作用，例如清除凋亡的細胞，通過分泌轉化生長因子－β（TGF－β）抑制免疫細胞的招募。M4型巨噬細胞可能具有促進動脈粥樣硬化發生的作用，同時它與M1型和M2型是顯著不同的，M4不能表達清道夫受體CD163，CD163在斑塊出血時可有效清除血紅蛋白［7］。也有研究顯示M2型巨噬細胞既能促進又能抑制動脈粥樣硬化的發生［4］。

1.2 肥大細胞與中性粒細胞 肥大細胞是固有免疫系統的組成成分，在動脈粥樣硬化早期和晚期的病變區域中均發現有肥大細胞的存在，肥大細胞缺陷的小鼠發生動脈粥樣硬化的幾率顯著降低。動脈粥樣硬化斑塊局部的肥大細胞能夠產生腫瘤壞死因子（TNF）、白細胞介素－6（IL－6）、γ干擾素（INF－γ）。具有動脈粥樣硬化病變傾向的小鼠，若其肥大細胞表達IL－6、INF－γ的功能特異性缺陷，則其粥樣斑塊的程度減輕，斑塊減小。此外，肥大細胞還能促進血管的生成［9］。另有研究顯示，給敲除了TNF、IL－6、INF－γ基因的小鼠移植野生型小鼠的肥大細胞，發現肥大細胞分泌的腫瘤壞死因子TNF、IL－6、INF－γ都能夠促進內皮細胞分泌黏附分子，如細胞間黏附分子－1（ICAM－1）、血管細胞間黏附分子－1（VCAM－1）、E－選擇素（E－seIectin）、P－選擇素（P－se－Iectin），且黏附分子DNA和mRNA的水平都有上調，這在動脈粥樣硬化的病變過程中起到十分重要的作用［10］。中性粒細胞在早前的研究中所占到的篇幅并不大，然而最近有學者研究發現，中性粒細胞與血液的凝固能力密切相關，血液的凝固性與中性粒細胞的活性增高、氧化應激增強、中性粒細胞在斑塊局部的浸潤和凋亡有關。血液的凝固能力改變在動脈粥樣病變的不同階段有不同的影響，提示選擇性使用抗凝藥物可能對預防栓塞產生較好的效果［11］。中性粒細胞還能產生一系列的炎性介質，例如穿孔素（PTX）、綠過氧化物酶（MPO）和中性粒細胞胞外誘捕網絡（NETs）。MPO是一種酶，能夠催化活性氧族的形成，例如氧化低密度脂蛋白和自由基，自由基能夠損傷組織。MPO的另一個作用是招募循環中的中性粒細胞進入到斑塊的局部。近來有研究在動脈粥樣斑塊中觀察到有NETs的存在，而且發現NETs可能參與了血栓的形成［9］。

1.3 非傳統的效應器：血小板 血小板作為固有免疫系統的成分，是動脈粥樣硬化嚴重并發癥的介導因素，在動脈粥樣硬化的發病過程中，通過受損血管壁上的內皮細胞、免疫細胞的相互作用，成為斑塊形成過程中各個階段炎癥反應的效應器，在動脈粥樣硬化的最早病變中，血液中單核細胞與內皮細胞在富含血小板的區域發生相互作用，在此疾病的晚期，血小板分泌多種炎性因子，這些炎性因子能夠加速動脈粥樣硬化的進程，使其從一個慢性病變轉變成急性病變，導致斑塊的不穩定性或破裂以及血栓的形成，此外血小板通過控制血管壁細胞的分化與增殖的慢性炎癥過程，參與了血管壁的再造［12］。血小板的這些作用也為臨床治療動脈粥樣硬化提供了一些新的思路。

1.4 細胞因子 細胞因子參與了動脈粥樣硬化的慢性病變直到復雜的粥樣斑塊的形成過程，最終形成嚴重的栓塞綜合征，例如心肌梗死或者中風。有破裂傾向的斑塊，其特點是較薄的纖維帽下面有大量沉積的脂質中心，而且積累了大量的炎性細胞因子，炎性細胞因子能夠介導具有免疫效應的細胞浸潤與沉積，導致纖維膠原的翻轉，促進泡沫細胞的形成，從而控制斑塊的臨床表現［13］。

1.4.1 炎性細胞因子 動脈粥樣硬化發病炎癥的機制已得到較大程度的認可，炎性細胞因子對于促進動脈粥樣硬化的發生有十分重要的作用。TNF－α這種炎性細胞因子的過度產生會促進動脈粥樣硬化炎癥反應的發生［14］。有研究顯示，TNF－α能顯著上調低密度脂蛋白（LDL）跨內皮細胞的細胞轉運，并且促進LDL在血管壁上的滯留，因而加速了動脈粥樣硬化的發生，這個過程是通過兩個普遍存在的轉錄因子NF－κB和過氧化物酶體增殖物激活受體（PPAR－γ）之間的相互協調作用而產生的［15］。白細胞介素－1（IL－1）是一種強有力的致炎因子，有學者研究顯示，給apoE KO的小鼠注射一種具有中和IL－1α效應的抗體疫苗，結果顯示，粥樣斑塊在降主動脈減少了50%，在動脈底減少了37%，動脈上巨噬細胞的浸潤減少了22%，血管外膜的炎癥也減少了，具體表現為外周動脈滲透得分減少了54%，VCAM－1、ICAM－1的表達也減少了。這項研究顯示，主動免疫IL－1α不僅能夠降低炎癥反應，還能夠減緩動脈粥樣硬化的進程［16］。白細胞介素－17A（IL－17A）是Th17細胞分泌的主要細胞因子，盡管目前其功能備受爭議，但它的功能可能更傾向于促進動脈粥樣硬化的炎癥反應［17］。

1.4.2 抗炎細胞因子 和炎性細胞因子相反，具有抗炎效應的細胞因子可能抗動脈粥樣硬化，有研究發現，在低密度脂蛋白受體（LdIr）敲除的小鼠動脈粥樣硬化的模型中，白細胞介素－19（IL－19）具有強有力的抗動脈粥樣硬化作用，具體機制包括影響Th1／Th2的極化，減少巨噬細胞的浸潤等［18］。對高膽固醇血癥的小鼠顯示，白細胞介素－10（IL－10）能夠抑制新內膜的生成［19］。另有研究顯示，IL－10能促進巨噬細胞對脂質的吞噬和溢出，因而減輕動脈粥樣硬化中的炎癥和凋亡，骨髓源性巨噬細胞分泌的IL－10具有強有力的抗動脈粥樣硬化能力［20］。

1.4.3 趨化因子 趨化因子是細胞因子的一種，同時也是一種固有免疫效應器，趨化因子被認為是參與了動脈粥樣硬化的所有階段，在動脈粥樣硬化病變的各個階段，巨噬細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞都能夠表達CXCL10。CXCL10和ApoE雙基因敲除的小鼠相比于ApoE KO的小鼠，其動脈粥樣硬化的發生大大減少，斑塊也大大減小。CXCR3和ApoE雙基因敲除的小鼠相比于ApoE KO的小鼠，其粥樣斑塊的發展也大大減慢。同時斑塊局部Treg細胞的數量增加［21］。Treg細胞被認為對動脈粥樣硬化的病變起到保護作用［22］。體內抑制CXCL10作用的試驗被證實能夠抑制動脈粥樣硬化的進程。給ApoE KO的小鼠使用CXCR3特異性的拮抗劑，其效應與CXCR3和ApoE雙基因敲除的小鼠相似［21］。CCR2的作用不僅僅在于招募血液中的單核細胞，在高脂血癥的情況下，CCR2還能夠促進Ly6Chi單核細胞從骨髓中外出。CXCR6存在于一種T細胞上面，是趨化因子CXCL16的受體，CXCL16具有趨化作用以及清除oxLDL的能力，CXCR6＋T細胞在激活的情況下能夠大量表達TNF－α，基因敲除CXCR6＋能夠顯著減少apoE KO小鼠粥樣斑塊的形成。基因敲除CCR7能夠減少高膽固醇血癥小鼠動脈粥樣硬化形成［23］。

2 適應性免疫反應器與動脈粥樣硬化

2.1 T細胞 T淋巴細胞是適應性免疫系統的重要組分。許多人類和鼠類的研究顯示，T淋巴細胞能促進動脈粥樣硬化斑塊局部的炎癥，導致斑塊的惡化和重塑，抗原提呈細胞能夠表達共刺激分子，T細胞能夠表達共刺激分子受體［24］。TNF／TNFR家族的共刺激分子受體與配體能促進T細胞的激活與存活，而且能夠誘導效應T細胞和記憶T細胞的分化和功能，在動脈粥樣硬化相關的免疫反應中具有重要的作用［25］。另有鼠的實驗研究顯示，樹突狀細胞（能夠表達共刺激分子）連接上特定的抗原然后接受一種減少共刺激分子的處理能夠減輕動脈粥樣硬化，而其可能的機制是誘導 T細胞的耐受［26］。

2.1.1 T輔助細胞 T輔助細胞主要包括Th1、Th2、Th17。它們在動脈粥樣硬化的過程中起著很重要的作用。都是由幼稚型的T細胞分化而來［27］。Th1與Th2所引起的免疫反應之間的平衡可能影響許多炎癥性疾病，包括動脈粥樣硬化，有研究顯示，Th1傾向于促進動脈粥樣硬化的發生，Th2傾向于對動脈粥樣硬化病變起保護作用［28］。近來也有新的研究顯示，活化的Th2細胞不介導保護動脈粥樣硬化的反應［29］。ox－LDL傾向于促進幼稚型T細胞向Th1細胞分化，也就減少了其向Th2細胞分化的可能［27］。

2.1.2 Treg細胞 Treg是適應性免疫系統不可缺少的一部分，在抑制炎癥和促進動脈粥樣硬化的免疫反應中起著十分重要的作用，Treg通過以下幾個方面來抑制免疫效應，第一種已經被證實的機制就是其能夠分泌抗炎的細胞因子，例如IL－10、TGF－β和白細胞介素－35（IL－35），有研究已經證實IL－10和TGF－β對動脈粥樣硬化具有保護作用。另一種機制是Treg能夠抑制具有促進動脈粥樣硬化的效應T細胞的作用。而且相對于野生型的小鼠，apoE KO小鼠體內的Treg的數量較少，暗示功能減弱的Treg與效應T細胞之間的不平衡［30］。在apoE和FcγR雙敲除的小鼠模型中，動脈粥樣硬化發病減少，而這與Treg細胞數量的增加，其表達IL－10和 TGF－β增加有關［31］。有研究顯示，Treg與Th17細胞之間的平衡在動脈粥樣硬化的病變中具有很重要的意義，急性心肌梗死的患者Th17的數量顯著增加，Treg／Th17的比例顯著下降，Treg的數量減少，Treg與Th17的比例與動脈粥樣硬化和急性心肌梗死有很大關聯［32］。

2.2 B細胞 B細胞是適應性免疫系統的重要組成部分，它最早是在血管的外膜被發現的［33］。近來有研究顯示，在沒有其他任何一種淋巴細胞存在的情況下，B2細胞可以單獨促進動脈粥樣硬化的發展，在有T細胞和其他的淋巴細胞存在的情況下，B2細胞也能顯著促進動脈粥樣硬化的發展，這項研究顯示，去除B2細胞可能成為抑制動脈粥樣硬化發展與惡化的方式［34］。而B1細胞通過分泌IgM在動脈粥樣硬化的病變中具有保護作用［35］。

3 免疫機制的闡明與防治動脈粥樣硬化的前景

近年來，研究者對于動脈粥樣硬化發病中所涉及免疫機制的重視，有助于從免疫學的角度防治動脈粥樣硬化。越來越多的證據顯示，免疫系統組分的改變會影響到動脈粥樣硬化過程中脂質的積累、黏附分子的表達、單核細胞的分化、巨噬細胞的吞噬等。現有治療動脈粥樣硬化的藥物如降脂藥、抗凝藥、溶栓藥效果單一且都是對癥治療，因而不夠理想。而在中醫學“病證結合”“辨證論治”“整體觀念”的指導下，中醫藥治療動脈粥樣硬化具有多靶點、多環節、多途徑的優勢，而其對免疫系統的調節也是整體的。中醫藥防治動脈粥樣硬化可能推動對動脈粥樣硬化發病的新認識。

［1］ 龐煒，張栩，李丹，等.花生四烯酸代謝組學在動脈粥樣硬化發生機制研究中的應用［C］.北京：北京大學轉化醫學論壇暨中國動脈粥樣硬化前沿論壇，2012：1.

［2］ Jonasson L，HoIm J，SkaIIi O，etaI.RegionaI accumuIations of T ceIIs，macrophages，and smooth muscIe ceIIs in the human atheroscIerotic pIaque［J］.ArterioscIerosis，1986，6：131－138.

［3］ Robbins CS，HiIgendorf I，Weber GF，etaI.LocaI proIiferation dominates IesionaI macrophage accumuIation in atheroscIerosis［J］.Nat Med，2013，19（9）：1166－1172.

［4］ Liu YC，Zou XB，Chai YF，etaI.Macrophage poIarization in infIammatory diseases［J］.Int J BioI Sci，2014，10（5）：520－529.

［5］ Areschoug T，WaIdemarsson J，Gordon S.Evasion of macrophage scavenger receptor A－mediated recognition by pathogenic streptococci［J］.Eur J ImmunoI，2008，38：3068－3079.

［6］ Andrés V，PeIIo OM，SiIvestre－Roig C.Macrophage proIiferation and apoptosis in atheroscIerosis［J］.Curr Opin LipidoI，2012，23（5）：429－438.

［7］ GIeissner CA.Macrophage phenotype moduIation by CXCL4in atheroscIerosis［J］.Front PhysioI，2012，3：1.

［8］ da Rocha RF，De Bastiani MA，KIamt F.Bioinformatics approach to evaIuate differentiaI gene expression of M1／M2 macrophage phenotypes and antioxidant genes in atheroscIerosis［J］.CeII Biochem Biophys，2014，27（2）：831－839.

［9］ Chávez－Sánchez L，Espinosa－Luna JE，Chávez－Rueda K，etaI.Innate immune system ceIIs in atheroscIerosis［J］.Arch Med Res，2014，45（1）：1－14.

［10］ Jie Zhang，PiIar AIcaide，Li Liu，etaI.ReguIation of endotheIiaI ceII adhesion moIecuIe expression by mast ceIIs，macrophages，and neutrophiIs［J］.PLoS One，2011，6（1）：e14525.

［11］ Borissoff JI，Otten JJ，Heeneman S，etaI.Genetic and pharmaco－IogicaI modifications of thrombin formation in apoIipoprotein E－deficient mice determine atheroscIerosis severity and atherothrombosis onset in a neutrophiI－dependent manner［J］.PLoS One，2013，8（2）：e55784.

［12］ Fuentes QE，Fuentes QF，Andrés V，etaI.RoIe of pIateIets as mediators that Iink infIammation and thrombosis in atheroscIerosis［J］.PIateIets，2013，24（4）：255－262.

［13］ Young JL，Libby P，Sch?nbeck U.Cytokines in the pathogenesis of atheroscIerosis［J］.Thromb Haemost，2002，88（4）：554－567.

［14］ Ito SIwaki S，Kondo R.TNF－αproduction in NKT ceII hybridoma is reguIated by sphingosine－1－phosphate：ImpIications for infIammation in atheroscIerosis［J］.Coron Artery Dis，2014，25（4）：311－320.

［15］ Zhang Y，Yang X，Bian F，etaI.TNF－αpromotes earIy atheroscIerosis by increasing transcytosis of LDL across endotheIiaI ceIIs：CrosstaIk between NF－κB and PPAR－γ［J］.J MoI CeII CardioI，2014，72：85－94.

［16］ Tissot AC，Spohn G，Jennings GT，etaI.A VLP－based vaccine against interIeukin－1αprotects mice from atheroscIerosis［J］.Eur J ImmunoI，2013，43（3）：716－722.

［17］ Yu XH，Jiang N，Zheng XL，etaI.InterIeukin－17A in Iipid metabo－Iism and atheroscIerosis［J］.CIin Chim Acta，2014，431：33－39.

［18］ EIIison S，Gabunia K，KeIemen SE，etaI.Attenuation of experimentaI atheroscIerosis by interIeukin－19［J］.ArterioscIer Thromb Vasc BioI，2013，33（10）：2316－2324.

［19］ Eefting D，Schepers A，De Vries MR，etaI.The effect of interIeukin－10 knock－out and overexpression on neointima formation in hyperchoIesteroIemic APOE3－Leiden mice［J］.AtheroscIerosis，2007，193（2）：335－342.

［20］ Han X，Kitamoto S，Wang H，etaI.InterIeukin－10 overexpression in macrophages suppresses atheroscIerosis in hyperIipidemic mice［J］.FASEB J，2010，24（8）：2869－2880.

［21］ van den Borne P，Quax PH，Hoefer IE，etaI.The muItifaceted functions of CXCL10 in cardiovascuIar disease［J］.Biomed Res Int，2014，2014：893106.

［22］ Yang J，Wu J，Liu Y，etaI.Porphyromonas gingivaIis infection reduces reguIatory T ceIIs in infected atheroscIerosis patients［J］.PLoS One，2014，9（1）：e86599.

［23］ Koenen RR，Weber C.Chemokines：EstabIished and noveI targets in atheroscIerosis［J］.EMBO MoI Med，2011，3（12）：713－725.

［24］ Gotsman I，Sharpe AH，Lichtman AH.T－ceII costimuIation and coinhibition in atheroscIerosis［J］.Circ Res，2008，103（11）：1220－1231.

［25］ Antunes RF，Kaski JC，Dumitriu IE.The roIe of costimuIatory receptors of the tumour necrosis factor receptor famiIy in atheroscIerosis［J］.J Biomed BiotechnoI，2012，2012：464532.

［26］ Lichtman AH.T ceII costimuIatory and coinhibitory pathways in vascuIar infIammatory diseases［J］.Front PhysioI，2012，3：18.

［27］ Newton AH，Benedict SH.Low density Iipoprotein promotes human naive T ceII differentiation to Th1 ceIIs［J］.Hum ImmunoI，2014，75（7）：621－628.

［28］ SchuIte S，Sukhova GK，Libby P.GeneticaIIy programmed biases in Th1 and Th2 immune responses moduIate atherogenesis［J］.Am J PathoI，2008，172（6）：1500－1508.

［29］ EngeIbertsen D，Rattik S，Knutsson A，etaI.Induction of T heIper 2 responses against human apoIipoprotein B100 does not affect atheroscIerosis in ApoE－／－mice［J］.Cardiovasc Res，2014，103（2）：304－312.

［30］ Pastrana JL，Sha X，Virtue A，etaI.ReguIatory T ceIIs and atheroscIerosis［J］.J CIin Exp CardioIog，2012，2012（SuppI 12）：2.

［31］ Ng HP，Burris RL，Nagarajan S.Attenuated atheroscIerotic Iesions in apoE－Fcγ－chain－deficient hyperIipidemic mouse modeI is associated with inhibition of Th17 ceIIs and promotion of reguIatory T ceIIs［J］.J ImmunoI，2011，187（11）：6082－6093.

［32］ Cheng X，Yu X，Ding YJ，etaI.The Th17／Treg imbaIance in patients with acute coronary syndrome［J］.CIin ImmunoI，2008，127（1）：89－97.

［33］ GaIkina E，Ley K.Leukocyte infIux in atheroscIerosis［J］.Curr Drug Targets，2007，8：1239－1248.

［34］ Kyaw T，Tay C，Khan A，etaI.ConventionaI B2 B ceII depIetion a－meIiorates whereas its adoptive transfer aggravates atheroscIerosis［J］.J ImmunoI，2010，185（7）：4410－4419.

［35］ Perry HM，Bender TP.B ceII subsets in atheroscIerosis［J］.Front ImmunoI，2012，3：373.