趨化因子在冠心病心房顫動中的研究進展

陳 婷，胡元會，褚瑜光，賈秋蕾，袁果真，柴若寧，楊亦含，杜宜航

心房顫動(atrial fibrillation，AF)是臨床常見的心律失常疾病，其主要特征是心電活動的不協調性。數據表明，目前全球心房顫動病人約3 700多萬例，其中55歲以上病人約880萬例，我國女性心房顫動患病率為0.63%～2.87%，男性患病率為0.91%～5.66%，且發病率和患病率正逐年增加[1]。臨床中關于心房顫動早發現、早診斷、早治療極其重要，可大大降低其并發癥如腦卒中、癡呆等疾病的發生，提高心房顫動病人生活質量[2]。2020年歐洲心房顫動指南將心房顫動按照持續時間主要分為陣發性心房顫動(paroxysmal atrial fibrillation，PaAF)、持續性心房顫動(persistent atrial fibrillation，PeAF)、永久性心房顫動(permanent atrial fibrillation，PmAF)。研究顯示，40%～70%的PaAF及30%的PeAF和PmAF病人臨床癥狀不顯著，早期診斷率低，若不及早采取干預措施，約90%的病人會持續進展[3-5]。冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronaryatherosclerotic heart disease，CHD)簡稱冠心病，是冠狀動脈血管發生動脈粥樣硬化病變而引起血管腔狹窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或壞死而導致的心臟病。調查顯示，冠心病心房顫動的發病率正逐年增加，22%～49%的心房顫動病人合并冠心病，冠心病心房顫動病人更易發生不良心腦血管事件，更容易合并其他疾病，遠期預后差[6-8]。因此，研究冠心病心房顫動具有重大意義。冠心病心房顫動是多種機制共同作用的結果，近年來，隨著對心房顫動發病機制(如電重構、結構重構、局灶驅動和折返機制等)的深入研究，已逐步深入到細胞分子層面。其中，趨化因子在冠心病心房顫動的發生發展中扮演著重要角色。

1 趨化因子研究概括

1.1 趨化因子分類 趨化因子是一種小型可溶性信號蛋白，需要借助濃度梯度，且與細胞表面趨化因子受體相互結合發揮作用，負責體內各種細胞的遷移、趨化，具有誘導附近反應細胞定向趨化的能力[9]。趨化因子根據分子中N-末端半胱氨酸的不同位置主要分為4個亞家族，包括CXC、CC、XC和CX3C[10]，對應的就有4種不同的受體：CXCR、CCR、XCR、CX3CR，趨化因子受體是最大膜蛋白家族——G蛋白偶聯受體(G protein-coupled receptor，GPCR)超家族中的重要成員。每個趨化因子家族趨化不同類型的細胞。詳見圖1。

圖1 趨化因子配體及結合趨化因子受體匯總

1.2 趨化因子作用 首先，趨化因子根據其在免疫系統和炎癥反應中的功能主要可以分為促炎、穩態或雙重功能，促炎趨化因子的主要功能是在炎癥和體內平衡過程中管理白細胞向各自位置的遷移；相比之下，促炎趨化因子是在病理條件下形成的，是由組織和遷移的白細胞對細菌毒素和促炎細胞因子，如白細胞介素(IL)-1或是腫瘤壞死因子α(TNF-α)產生的[11]。趨化因子通常結合其特定的趨化因子受體或非典型受體發揮作用，對體內各種重要生理功能的實現以及疾病的發生進程不可或缺，如造血作用、淋巴組織發育、炎癥反應、白細胞遷移、過敏、傷口修復、新血管生成、癌癥發生和腫瘤遷移等[12-13]。

2 血清趨化因子在冠心病心房顫動中的研究進展

2.1 CXC型趨化因子在冠心病心房顫動中的研究進展 心臟重塑是心房顫動發生的重要機制，由趨化因子介導的單核細胞浸潤致心臟受損是炎癥的第一步。Wang等[14]在研究CXC型趨化因子配體(CXCL)1及其受體(CXCR)2在血管緊張素Ⅱ(angiotensin Ⅱ，Ang Ⅱ)誘導的心臟重構機制中發現，CXCL1是模型小鼠上調最高的趨化因子；在CXCR2缺陷小鼠中通過體外試驗進一步證實，CXCR2的缺失通過多種信號通路抑制巨噬細胞的遷移和激活，并減弱Ang Ⅱ誘導的心肌細胞肥大和成纖維細胞分化；推測Ang Ⅱ誘導的心臟單核細胞浸潤主要是由CXCL1-CXCR2信號介導的，可啟動并加速心臟重塑的過程；相反，抑制CXCL1-CXCR2信號介導通路或可延緩這一進程，這對心房顫動的防治具有重要意義。

CXCL5能夠招募中性粒細胞，并促進血管生成和結締組織重塑[15-16]。一項對65歲以上冠心病人群中CXCL5表達水平與動脈粥樣硬化關系及嚴重程度評估的臨床研究表明，血漿CXCL5水平和冠心病嚴重程度成反比關系，CXCL5隨著動脈粥樣硬化的發生而增加，但是若進一步增加則或可具有動脈粥樣硬化保護作用[17]。但具體的機制有待驗證。

CXCL8又稱IL-8，具有強大的中性粒細胞招募趨化功能，涉及腫瘤、呼吸系統、心血管疾病等多領域疾病[18-19]。目前CXCL8與心房顫動的相關研究多集中在心臟相關術后并發心房顫動等方面，即術后心房顫動(postoperative atrial fibrillation，POAF)。最新研究表明，冠狀動脈搭橋術后病人發生心房顫動的概率達10%～40%，冠狀動脈旁路移植術(coronary artery bypass grafting，CABG)病人術后發生心房顫動的概率高達50%～60%，由此導致血流動力學不穩定，容易誘發心力衰竭、腦卒中、血栓事件等發生[20-21]。Wu等[22]研究表明，冠狀動脈搭橋術后并發心房顫動病人血清CXCL8水平升高，主要是由缺血心肌再灌注之后誘發的炎癥改變所導致，且PmAF病人CXCL8水平高于PaAF病人。Weymann等[23]研究表明，CXCL8、IL-6和IL-10在心臟手術期間和術后水平明顯升高，可作為心臟組織生理變化敏感的炎性標志物，從而影響心房顫動的發生。

CXCL9、CXCL10 CXCL11均通過自分泌和旁分泌的方式與其共同的細胞受體CXCR3結合，表達在不同類型的細胞如上皮細胞、內皮細胞、B淋巴細胞、T淋巴細胞、巨噬細胞、自然殺傷細胞和樹突細胞等[24-25]。Qi等[26]通過探究成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor，FGF)信號通路時發現，FGF信號可通過誘導血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)釋放CXCL9、CXCL10、CXCL11，從而參與白細胞浸潤、斑塊形成等過程，導致動脈粥樣硬化。其中CXCL10與心房顫動的發生密切相關。

心房纖維化的進展與心肌成纖維細胞分化密不可分。心房顫動病人血清源性細胞外囊泡(extracellular vesicles，EVs)中含有豐富的MIAT表達。MIAT是一種長鏈非編碼RNA，研究表明，MIAT作為肌成纖維細胞分化的一個強有力中介[27-28]，高糖誘導的MIAT在心房顫動病人外周血白細胞中顯著增加，可導致心肌纖維化、心肌細胞產生炎癥；此外，MIAT下調可顯著減輕心房顫動，增加心房有效不應期，減少心房顫動持續時間[29-30]。Chen等[31]通過測定心房顫動病人血清中EVs中MIAT的表達，結果表明，心房顫動病人血清中MIAT上調，CXCL10表達升高，揭示血清源性EVs可能攜帶MIAT與miR-485-5結合，減弱靶點CXCL10的抑制作用，產生炎癥反應和氧化應激，促進心房纖維化，從而促進心房重構進程發生心房顫動。

CXCL12和其受體CXCR4形成的CXCL12/CXCR4軸已被證實參與炎癥反應、組織修復、免疫細胞遷移，通常被看作是各種心臟疾病和非心臟疾病的有效治療靶點[32-34]。臨床數據表明，心房顫動病人血漿或心房組織中CXCL12和其受體CXCR4表達上調，直接影響了心房內部過度重構[35]。Liu等[36]通過心房顫動與竇性心律病人相比，PeAF病人血漿中CXCL12水平明顯升高。Liu等[37]發現在心房顫動病人和尾靜脈注射乙酰膽堿-氯化鈣(Ach-CaCl2)誘發的心房顫動模型小鼠中均存在CXCL12/CXCR4軸的過度激活，并與心房炎癥和纖維化的增加有關；此外，使用CXCR4特異性拮抗劑——ADMD3100阻斷CXCL12/CXCR4軸，可通過一定的機制來抑制心房結構重構和心房顫動的發生。提示CXCL12/CXCR4軸可能是心房顫動潛在的治療靶點。

CXCL13與其趨化因子受體CXCR5(CXCL13/CXCR5)軸參與各種疾病的炎癥反應， 有研究證實了CXCL13/CXCR5軸在動脈粥樣硬化中發揮著促動脈粥樣硬化的作用[38]。已有研究表明，CXCL13或CXCL13/CXCR5軸參與間質性肺病、系統性硬化癥(systemic sclerosis，SSc)、肝硬化等疾病，尤其是在組織纖維化、血管病變等機制方面扮演著重要角色[39-41]。CXCL14作為一種趨化劑，特別是對單核細胞，并誘導樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)的成熟和遷移。有研究通過免疫組化檢測發現CXCL14在動脈粥樣硬化的泡沫細胞標本中呈高表達，證實核轉錄因子-1(activator protein-1，AP-1)與CXCL14啟動子結合并上調CXCL14 mRNA表達，促進動脈粥樣硬化形成[42]。CXCL16被稱為氧化脂蛋白清除受體(oxidized lipoprotein，SR-PSOX)，通常以跨膜和可溶性的形式表達，結合其趨化因子受體CXCR6，即CXCL16/CXCR6軸，誘導活化的T細胞遷移到炎癥組織，參與組織損傷和纖維化過程[43]。目前已知CXCL16參與癌癥、動脈粥樣硬化、腎臟纖維化和非酒精脂肪肝等疾病的發展過程[44]。Huang等[45]認為CXCL16水平升高是心血管死亡風險增加的獨立危險因素，CXCL16或參與了促進心臟成纖維細胞增殖和膠原合成受損，促進細胞外基質重構，從而加速了心房結構重構的進程。CXCL17是一種黏液趨化因子，近期研究發現，CXCL17與心血管疾病密切相關[46-49]。Gong等[50]研究表明不穩定型心絞痛病人血清CXCL17水平顯著上調，而穩定型心絞痛病人血清CXCL17水平與對照組比較差異無統計學意義；此外，CXCL17與超敏C反應蛋白(hs-CRP)水平呈正相關，表明CXCL17與炎癥活動以及動脈粥樣硬化斑塊的不穩定性有關，由此CXCL17可看作為不穩定型心絞痛的獨立危險因素，CXCL17水平升高或可作為區分及排除急性心肌梗死后穩定型和不穩定型心絞痛的潛在生物標志物。

2.2 CC型趨化因子在冠心病心房顫動中的研究進展 CC型趨化因子配體(CCL)4來源于各種血管和血細胞的分泌，如活化的白細胞、淋巴細胞、血管內皮細胞和肺血管平滑肌細胞[51-53]。研究顯示，CCL4可在動脈粥樣硬化斑塊中的T細胞、平滑肌細胞和巨噬細胞中檢測到，并在易損斑塊上調明顯；此外CCL4與趨化因子受體(CCR)5可能參與動脈粥樣硬化相關的炎癥過程[54]。Chang等[55]對CCL4在體內動脈粥樣硬化中的作用機制進行研究，結果發現，在活體動脈粥樣硬化實驗模型中，CCL4可抑制血管炎癥，減少粥樣硬化的斑塊面積，促進斑塊的相對穩定性。關于CCL4在心血管疾病中發揮的作用有待于進一步驗證。

CCL5參與T淋巴細胞的激活和增殖，被認為是參與急性和慢性炎癥主要的趨化因子[56]。Tereshchenko等[56]研究表明CCL5在動脈粥樣硬化晚期病變中表達CCL5基因的功能多態性可能參與了冠狀動脈疾病的發病機制。Jongstra-Bilen等[57]研究發現在高膽固醇飲食誘導3周后的高膽固醇血癥小鼠主動脈內膜中CCL5 mRNA和CCR5受體的其他配體(CCL3和CCL4)表達上調，免疫染色顯示CCL5蛋白表達也上調；阻斷CCR5顯著減少了單核細胞對病變的募集，推測造血細胞來源的CCL5在單核細胞募集和巨噬細胞豐度中發揮關鍵作用。

CCL18被認為是一種具有促纖維化作用機制的標志物[58-62]，目前CCL18已被證明與缺血性冠狀動脈疾病(coronary artery disease，CAD)病人的心血管事件相關[63]。De Sutter等[63]研究表明，CCL18水平是評估心血管事件發生的獨立預測指標。Versteylen等[64]通過冠狀動脈鈣化評分和受累評分結果顯示，CCL18顯示出與冠心病程度明顯的單變量相關性，CCL18或可作為急性心肌梗死及不穩定型心絞痛事件后發生繼發性心血管事件的獨立預測因子。此外，有研究表明CCL18在損傷愈合中可以激活成纖維細胞并增加膠原蛋白的合成，具有纖維化作用[65-66]。Huang等[45]在研究趨化因子在心房顫動病人中的預后價值時發現，心房顫動病人外周血高水平的CCL18(>166.90 ng/mL)是心房顫動病人發生腦卒中的獨立危險因素。

CCL21主要表達于淋巴結高內皮小靜脈上[67]，與其趨化因子受體CCR7相結合發揮趨化作用。研究顯示，目前CCL21或CCL21/CCR7軸參與類風濕性關節炎血管生成[68]、炎癥性腸病[67]、骨關節炎[69]等疾病，在心血管疾病中研究主要集中在動脈粥樣硬化相關疾病[70]。Akhavanpoor等[70]研究發現CCL19和CCL21表達在不穩定的動脈粥樣硬化病變及導致心肌梗死的冠狀動脈病變中顯著增加，這提示趨化因子CCL19和CCL21在斑塊進展、斑塊的不穩定性及斑塊破裂中起關鍵作用，與動脈粥樣硬化病變的進展有關。Cai等[71]證實了CCL19/CCL21/CCR7在體外通過單核細胞黏附和遷移直接促進動脈粥樣硬化發生，使用阿托伐他汀抑制了CCL19/CCL21誘導的單核細胞黏附和遷移，結果顯示CCL19/CCL21/CCR7表達下調，提示他汀類藥物可能抑制CCL19和CCL21的致動脈粥樣硬化作用及起到抑制炎癥的作用。

CCL23主要在肺、肝和胰腺中的巨噬細胞內表達[72]，在T淋巴細胞、單核細胞和中性粒細胞中具有趨化活性，并與CCR1結合。Huang等[45]通過使用Bio-plex ProTMxMAP陣列測量299例非瓣膜性心房顫動病人的基線血漿趨化因子水平，得出外周血中趨化因子配體CCL23是非瓣膜性心房顫動病人腦卒中風險的獨立危險因素，高水平的CCL23與心房顫動病人心血管病死亡風險獨立相關。

CCL25與CCR9結合，在T淋巴細胞發育和組織特異性歸巢中發揮關鍵作用[73]。目前CCR9/CCL25信號軸涉及的疾病主要包括心血管疾病[74]、肝炎[75]、關節炎[76]、炎癥性腸病[77]等。有研究使用敲除CCR9的小鼠來探究CCR9/CCL25軸在心血管疾病中的作用，結果表明CCR9/CCL25軸可能參與并調控心肌梗死后的心肌結構重構和電重構。

2.3 CX3C型趨化因子在冠心病心房顫動中的研究進展 趨化因子(C-X3-C基序)配體1 (CX3CL1)具有黏附分子和化學引誘劑的雙重功能，在內皮細胞、成纖維細胞、成骨細胞和神經元等非造血細胞中表達[78]。目前關于CX3CL1在心血管領域研究較少，Guo等[79]研究表明，血漿CX3CL1水平與心房顫動病人發生心血管事件的風險之間存在獨立關聯，CX3CL1水平與心房顫動心血管風險(CHADS2評分)之間存在線性相關，因此，認為CX3CL1在完善心房顫動病人風險分層方面具有一定價值。

3 小 結

趨化因子參與冠心病心房顫動涉及多方面機制。首先，趨化因子通過促炎作用參與心房顫動的發生發展。其次，趨化因子或與心房顫動病人心房內部結構重構密切相關。此外，炎癥反應與冠狀動脈粥樣硬化斑塊形成、發展、破裂密切相關，是影響斑塊穩定性的重要因素[80]。而斑塊的不穩定性與斑塊破裂、脫落、血栓形成密切相關，是加重心肌缺血甚至猝死的重要機制[81]。雖然參與冠心病和心房顫動的趨化因子有所不同，但其在促炎、促纖維化、促動脈粥樣硬化等機制中發揮的作用或具有一致性、協同性，共同加重疾病的進展，這有待進一步驗證。探究趨化因子表達水平以及重點相關冠心病心房顫動發病機制的趨化因子種類對臨床具有重要意義。