藥物洗脫支架置入術后再內皮化的研究進展

艾帥兵 王賀 司春嬰 孫丹 羅明華 關懷敏

[摘要] 血管支架尤其是藥物洗脫支架的使用很大程度上解決了冠狀動脈管腔丟失的問題，然而支架術后仍有10%～20%的患者發生支架內再狹窄，藥物洗脫支架的晚期血栓發生率亦呈上升趨勢，極大地影響著接受支架置入治療患者的生存率和生活質量。研究顯示支架術后再內皮化延遲與支架內再狹窄及晚期血栓的發生密切相關，而內皮覆蓋率是重要的預測指標。因此如何促進血管內皮細胞修復及功能改變，成為當今心內科基礎和臨床領域的研究熱點。現從加速再內皮化的藥物、內皮祖細胞相關研究以及基因治療三方面就血管支架再內皮化的研究進展進行綜述。

[關鍵詞] 藥物涂層支架；再內皮化；內皮細胞；內皮祖細胞；基因

[中圖分類號] R541.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2016）03（c）-0055-04

[Abstract] The use of vascular stent， especially durg-eluting stent has dramatically reduced the luminal losing of coronary artery. However， 10%-20% patients caused in-stent restenosis after stenting， late thrombosis rate of drug-eluting stent showed an upward trend， it influenced the survival rate and life quality of patients under carotid angioplasty and stenting. Researches showed that endothelial progenitor cell was closely to in-stent restenosis and late thrombosis， and endothelial cells coverage was a vital predictor of re-endothelial. As a consequence， how to repair endothelial cells and change function becomes the hot issue of cardiology basic and clinical aspects， this article reviews vascular scaffold re-endothelialization from 3 aspects of endothelial drugs acceleration， research on endothelial progenitor cell and gene therapy.

[Key words] Drug-eluting stent； Re-endothelial； Endothelial cells； Endothelial progenitor cells； Gene

藥物洗脫支架（drug eluting-stent，DES）的問世及應用成為介入治療史上的里程碑事件，DES置入后，包被于支架高分子聚合物表面的抗腫瘤或免疫抑制藥物，通過洗脫方式有控制地釋放，顯著降低支架內再狹窄（in-stent restenosis，ISR）的發生率，其臨床應用日益廣泛[1]。然而，一項為期2年的冠脈支架置入病例隨訪研究顯示[2]，支架術后2年仍有12%的DES組患者支架小梁無完整內皮覆蓋，并有微血栓附著和突出的黃色斑塊存在，其中85%的患者發生晚期支架內血栓（late stent thrombosis，LST）或支架內再狹窄，其發生率明顯高于裸金屬支架置入組。因此修復損傷的血管內皮細胞，恢復血管內膜完整性，是預防支架術后不良事件發生的關鍵因素。

1 完整血管內皮的功能

血管內皮細胞是襯貼于血管腔面的單層扁平上皮細胞，它沿著血管內壁有序排列成內皮層，并與內皮下層共同構成血管內膜層，為血液的正常液態流動提供光滑平面，并構成物理化學屏障把血液和血管外組織隔開。內皮細胞亦可分泌十余種作用各異的生物活性物質，如一氧化氮（NO），內皮素（ET），前列環素I2（PGI2）、成纖維細胞生長因子（VEGF），轉化生長因子（TGF），肝素（heparin），重組組織型纖溶酶原激活物（t-PA），血管性假血友病因子（vWF）等[3]。血管內皮在正常情況下，生物活性物質的合成和分泌處在動態平衡之中，以維持血管舒縮功能正常，使受損內皮修復穩定有序[4]。因此形態和功能完整的血管內皮是預防血管支架置入后ISR和LST發生的重要先決條件。

2 支架置入術后再內皮化正常進程

研究發現，支架置入后受損的血管內皮即啟動自我修復程序[5]，首先是血漿纖維蛋白在受損部位沉積，內皮細胞釋放VEGF、TGF等吸引血小板、中性粒細胞浸潤，逐漸形成可吸收的膜狀血栓，繼之多糖、蛋白和蛋白聚糖等細胞外基質成分在局部填充，基質層不斷加強，內皮細胞逐漸完整覆蓋受損部位[6]，最終完成再內皮化過程。

3 延遲再內皮化的發生機制

支架置入引起再內皮化延遲的機制研究眾多，但仍不清楚。目前研究較為透徹的是藥物對內皮細胞的直接抑制作用，一項旨在比較以高分子聚合物為載體的不同藥物洗脫支架在兔動脈粥樣硬化模型髂動脈支架置入術的系統研究顯示[7]，支架置入術后28 d，佐他莫司（ZES）內皮細胞覆蓋率為（70.0±24.0）%，而BMS為[（87.0±17.0）%，P=0.001]，藥物洗脫支架的新生內膜面積顯著小于裸金屬支架。研究[8]發現低劑量佐他莫司對平滑肌細胞存在抑制作用，高劑量在抑制平滑肌細胞增殖和遷移的同時，也抑制了內皮細胞的再生，內皮細胞對平滑肌細胞增殖的負向調控減弱，血管平滑肌細胞繼續增殖并逐漸導致狹窄。此外，無內皮細胞覆蓋的支架小梁成為持續性致血栓因素，誘發血小板黏附，活化凝血過程，在局部形成微血栓，逐漸進展至晚期支架內血栓形成[9]。

此外，既往研究表明[10]，病變部位特點，支架小梁的組織相容性致支架上纖維蛋白降解機制受損等因素可能影響再內皮化。糖尿病、高脂血癥、抽煙、飲酒等冠心病常見危險因素也可能通過氧化應激、一氧化氮活性改變等直接影響內皮細胞的增殖和遷移[11]。因此，多種因素導致延遲愈合，增加了研究延遲再內皮化形成機制的難度。

4 再內皮化延遲與支架內再狹窄

支架內再狹窄是指DES置入術后6個月局部管腔丟失不小于50%。其發生機制并不明確，目前普遍認為ISR由血管對損傷的過度修復所致。

無論藥物洗脫支架還是裸金屬支架，支架置入過程都會造成EC的機械損傷，DES的藥物釋放同時是持續性的化學損傷。受損的EC分泌NO和PGI 2減少，炎癥細胞侵潤，吸引血小板在局部聚集，同時血管舒縮功能失調，EC的屏障作用消失，SMC在內皮缺失的部位移行增殖，同時再內皮化延遲使EC對SMC的抑制弱化。SMC在增殖同時分泌大量細胞外基質蛋白，引起血管重構，最終導致ISR的發生。

5 再內皮化延遲與支架內血栓形成

DES植入損傷了EC的完整性，并抑制EC的修復和增殖，裸露的支架小梁使纖維蛋白降解機制受損，并成為持續性的致血栓因素。研究顯示，支架內血栓形成后，30 d死亡率達20%～45%，非致命性心肌梗死發生率高達60%～70%，因此LST的結果是災難性的。

6 防治再內皮化延遲的研究進展

為了提高DES術后的生存率和生活質量，人們進行了多方面的嘗試和努力，發現藥物治療、促進內外源性內皮祖細胞聚集、基因治療等，可顯著促進內皮修復和改善，為防治延遲再內皮化提供了新思路。

6.1 藥物促進內皮細胞的功能恢復

羥基紅花黃色素A（HSYA）是從活血化瘀中藥紅花中提取的查爾酮單體，韓海玲等[12]研究紅花黃色素A可增加缺血缺氧組織的一氧化氮含量，改善血管內皮細胞增殖及凋亡變化。張嶺等[13]發現在低氧條件下，HSYA可通過低氧誘導因子-1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）途徑增強VEGF蛋白的表達，增加VEGF蛋白分泌，從而對損傷的血管內皮細胞起保護作用。

他汀類藥物具有減少脂質在血管局部沉積以及穩定粥樣硬化斑塊的作用。張坡[14]研究顯示，辛伐他汀選擇性抑制平滑肌細胞增殖、遷移和黏附，而不影響內皮細胞增殖和遷移。伏蕊等[15]研究表明他汀類藥物還能提高內皮細胞對NO的利用率，清除氧自由基，抑制炎性反應，抑制延遲再內皮化進程。

普羅布考為貝特類抗高膽固醇血癥類藥物，能增加血漿6-酮-前列腺素F la（6-Keto-PGF la）和t-PA含量，提高血管內膜的抗血栓能力，具有抑制血小板聚集，調整血漿纖溶活性，保護EC的作用。Tanous等[16]給新西蘭白兔連續6周高膽固醇飲食后去除血管內膜，置入支架后分為普羅布考干預組和對照組，發現飲食中含1%普羅布考的干預組較空白組的內皮化程度明顯增加，ISR發生率下降。

曲格列酮為新型抗糖尿病藥物。Blindt等[17]通過大鼠實驗表明曲格列酮可促進EC增殖，并抑制SMC的增殖和移行。胡志偉等[18]研究顯示，曲格列酮可激活過氧化物酶增殖體激活受體（PPARγ），抑制凝血酶誘導的內皮細胞細胞間黏附分子-1（ICAM-1）、血管細胞黏附分子-1（VCAM-1）增加，對內皮細胞有保護作用。

6.2 內皮祖細胞與血管再內皮化

內皮祖細胞（endothelial progenitor cells，EPCs）首先由Asahara于1997年進行描述，是一類能增殖并定向分化成血管內皮細胞的前體干細胞。生理情況下，循環血中EPCs數量很少，但在局部損傷或組織快速增生時，缺血缺氧及相關細胞因子可刺激EPCs從骨髓中釋放至外周血，并在趨化因子作用下逐漸遷移到病變部位，參與損傷血管修復及新生血管形成。因此EPCs在臨床上為防治血管損傷提供了新的可能，一些新近研究結果也令人鼓舞。

Werner等[19]將內皮祖細胞注入接受頸動脈球囊損傷術的小鼠體內，14 d后熒光標記檢測示EPCs主要聚集于受損血管內皮附近，免疫組化檢查發現血管損傷局部的EPCs歸巢增加，細胞移植組內皮覆蓋率為（86.4±5.0）%，空白組為（71.3±6.0）%，差異有統計學意義（P < 0.01）。

人重組促紅細胞生成素（TPO）可促進骨髓中EPC的增殖及向外周血中動員，加速損傷血管再內皮化。Urao等[20]向小鼠體內注射臨床常用劑量兩倍的TPO，3 d后進行股動脈導絲損傷術，而對照組則不注射TPO，14 d后處死小鼠，結果顯示試驗組較對照組血管的內皮細胞覆蓋率高1.4倍。

CD34是內皮祖細胞特異性標志物。Cui等[21]將EPCs特異性抗體CD34種植在Genous支架上，發現支架能夠有效捕獲循環中EPCs。Gian等[22]將包被CD34和VEGFR-2的生物支架置入兔腹主動脈，發現EPCs的靶向歸巢量和歸巢率增加，支架置入2個月后的內皮化程度顯著高于裸金屬支架組，再狹窄率也明顯低于對照組。

葛根素是野葛根的干燥提取物，其有效成分是4，7 -二羥基8-β-D葡萄苷異黃酮，葛根素具有擴張血管，抑制血小板聚集，修復內皮細胞，誘導血管平滑肌凋亡等特性。柴欣樓等[23]將不同濃度葛根素加入細胞培養基中，發現葛根素對體外培養血管內皮細胞有明顯的促增殖作用，并呈劑量依賴性。張明宇等[24]研究顯示，葛根素可能通過提高血管細胞黏附分子-1（VCAM-1）、單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）、白細胞介素-6（IL-6）及一氧化氮（NO）含量而促進EPCs的功能改善。

6.3 基因治療

再內皮化延遲基因治療的理論基礎在于將外源正常基因導入內皮細胞，進而促進內皮細胞的結構和功能恢復。

Walter等[25]將phVEGF-2洗脫支架植入血管內，局部導入phVEGF-2質粒。10 d后phVEGF-2支架組（98.7±1.0）%的血管實現再內皮化，而對照組僅為（79.0±6.0）%，3個月后冠狀動脈內超聲（IVUS）檢查顯示ph VEGF-2支架組血管的橫截面積為（4.2±0.4）mm2，對照組為（2.27±0.30）mm2。

Thoru等[26]先制造ApoE基因敲除小鼠血管內再狹窄模型，再以一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）基因轉染腺病毒，導入損傷血管節段，對照組僅導入腺病毒。結果顯示實驗組再狹窄的發生率為（33.6±4.1）%，對照組為（74.6±14.0）%。體外實驗證實[27]，eNOS基因轉染EC后可以促進內皮細胞的再生，有望成為防治DES置入后ISR和LST的有效途徑。

7 小結

藥物洗脫支架的應用成為冠心病治療領域繼裸金屬支架之后的又一里程碑事件，是支架內再狹窄向前邁出的一大步，DES也迅速成為前沿研究的熱點。隨著DES適應證不斷拓展，其在人群中的應用更加廣泛，然而隨之而來的再內皮化延遲所致的ISR和LST卻愈加突出，并引起了廣泛關注。為此人們進行了大量相關實驗，發現通過藥物治療，促進內外源性內皮祖細胞聚集以及基因治療等可促進損傷血管愈合，成為解決再內皮化延遲問題的突破口，使加速損傷血管再內皮化成為可能，但迄今為止仍未有循證醫學證實的切實可行、副作用小、機制明確的藥物，各種方法長期治療的安全性及其心血管臨床獲益尚需大量的基礎研究及臨床研究加以驗證。

[參考文獻]

[1] Takashi M，Hironori N，Ryuichi M. Nucleic Acid Drugs for Preventing Restenosis after Coronary Revascularization [J]. Current topics in medicinal chengistry，2012，12（15）：1613-1620（8）.

[2] Awata M，Kotani J，Uematsu M，et al. Serial angioscopic evidence of incomplete neointimal coverage after sirolimu seluting stent implantation：comparison with bare-metal stents [J]. Circulation，2007，116（8）：910-916.

[3] 呂寧.內皮細胞的功能及其研究進展[J].科技信息，2011，（12）：766.

[4] Sean M. Sliman，Timothy D. Hyperglycemic oxoaldehyde，glyoxal，causes barrier dysfunction，cytoskeletal alterations，and inhibition of angiogenesis in vascular endothelial cells：aminoguanidine protection [J]. Molecular and Cellular Biochemistry，2009，333（1-2）：9-26.

[5] Zhijie D，David G，Bridget D，et al. Both actin and polyproline interactions of profilin-1 are required for migration，invasion and capillary morphogenesis of vascular endothelial cells [J]. Experimental Cell Research，2009，315（17）：2963-2973.

[6] Nalyaka S，Ashwin R，Hazel D. Personalised antiplatelet therapy in stent thrombosis：observations from the Clopidogrel Resistance in Stent Thrombosis（CREST） registry [J]. Heart，2012，98（9）：706-711.

[7] Nakazawa G，Nakano M，Otsuka F，et al. Evaluation of polymer based comparator drug eluting stents using a rabbit model of iliac artery atherosclerosis [J]. CircCardiovasc Interv，2011，4（1）：38-46.

[8] Kang SJ，Mintz GS，Park DW，et al. Mechanisms of in-stent restonisis after drug-eluting stent implantation：intravascular ultrasound analysis [J]. Circulation：Cardiovascular Interventions，2011，4（1）：9-14.

[9] 司春嬰，王賀，羅明華，等.支架置入后再狹窄病生機制及其防治的中西醫研究進展[J].世界科學技術-中醫藥現代化，2015，2：311-318.

[10] Tobbia P，Brodie BR，Witzenbichler B，et al. Adverse event rates following primary PCI for STEMI at US and non-US hospitals：three-year analysis from the HORIZONS-AMI trial. EuroIntervention：journal of EuroPCR in collaboration with the Working Group on Interventional Cardiology of the European Society of Cardiology [J]. Eurointervention，2013，4（2）：271-276.

[11] 梁祥文，李平，甘劍挺，等.冠狀動脈支架置入后再狹窄危險因素的Logistic回歸分析[J].中國動脈硬化雜志， 2014，22（3）：283-286.

[12] 韓海玲，孫玉芹，宋文剛，等.紅花黃色素對內皮細胞增殖及凋亡的保護作用[J].中國實驗診斷學，2011，1：51-54.

[13] 張嶺，宋艷，李長齡，等.羥基紅花黃色素A促內皮細胞增殖的機制研究[J].中草藥，2008，39（3）：403-408.

[14] 張坡.辛伐他汀抑制損傷血管新生內膜過度增生及促進再內皮化的研究[D].重慶：第三軍醫大學，2007.

[15] 伏蕊，竇克非.藥物促進冠脈支架置入術后血管再內皮化[J].中國分子心臟病學雜志，2013，13（6）：772-774.

[16] Tanous D，Brasen JH，Choy K，et al. Probucol inhibits instentthrombosis and neointimal hyperplasia by promoting reendothe-lialization [J]. Atherosclerosis. 2006，189（2）：342-349.

[17] Blindt R，Vogt F，Astafieva I，et al. A novel drug-elutingstent coated with an integrin-binding cyclic Arg-Gly-Asppeptide inhibits neointimal hyperplasia by recruiting endothe-lial progenitor cells [J]. Journal of the American College of Cardiology，2006，189（2）：342-349.

[18] 胡志偉，陳澍，張凱倫，等.曲格列酮對凝血酶誘導的內皮細胞誘導型一氧化氮合酶和黏附分子表達的抑制作用[J].中國循環雜志，2007，22（2）：142-145.

[19] Werner N，Junk S，Laufs U，et al. Intravenous transfusion of endothelial progenitor cells reduces neointima formation after vascular injury [J]. Circulation Research，2003， 93（2）：26.

[20] Urao N，Okigaki M，Yamada H，et al. Erythropoietin-mobi-lized endothelial progenitors enhance reendothelialization via Akt-endothelial nitric oxide synthase activation and preventneointimal hyperplasia [J]. Circulation Research，2006，98（11）：1405-1413.

[21] Cui S，Song XT，Ding C，et al. Comparison of reendothelialization and neointimal formation with stents coated with antibodies against endoglin and CD34 in a porcine model [J]. Drug Design，Development and Therapy，2015， 33（35）：8917–8927.

[22] Gian PF，Douglas L，Stefanie D. Critical reevaluation of endothelial progenitor cell phenotypes for therapeutic and diagnostic use [J]. Circulation Research，2012，110（4）：624-637

[23] 柴欣樓，張永生，王謙，等.葛根素對人臍靜脈內皮細胞ICAM-1、VCAM-1、MCP-1、IL-6及NO含量的影響[J].北京中醫藥大學學報，2010，8：546-549，554.

[24] 張明宇，時志斌，楊華清，等.不同濃度葛根素對體外培養血管內皮細胞增殖的影響[J].中西醫結合學報，2008，6（9）：942-945.

[25] Walter DH，Cejna M，Diaz-Sandoval L，et al.Local genetransfer of phVEGF-2 plasmid by gene-eluting stents：an al-ternative strategy for inhibition of restenosis [J]. Circulation，2004，110（1）：36-45.

[26] Thoru Pederson. Sense and antisense in biotech：the first antisense DNA company [J]. FASEB Journal，2012，26（9）：3594-3601.

[27] 崔斌.eNOS基因修飾EPCs移植與損傷內膜修復的實驗研究[D].重慶：第三軍醫大學，2008.

（收稿日期：2015-12-24 本文編輯：趙魯楓）