可溶性血管細胞黏附分子1、可溶性E–選擇素與冠心病

江小杰 指導：黃紹烈

（1南昌大學研究生院醫學部2008級研究生 江西南昌330006；2南昌大學第一附屬醫院 江西南昌330006）

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（coronary heart disease，CHD）是世界上發病率和病死率最高的疾病之一，嚴重影響著人類的壽命和生存質量。國內外文獻都把冠心病看作是一種多風險因素（易感基因與環境因素）共同作用的疾病，其主要病因是冠狀動脈血管富脂粥樣硬化斑塊的形成[1～2]。動脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病，是冠心病的發病基礎，慢性炎癥促進了冠心病的進展。炎性細胞（單核/巨噬細胞、中性粒細胞及T淋巴細胞等）釋放大量的炎性介質，如 IL-1、TNF-α、IFN-α 等，激活核因子-κB（NF-κB）后，使血管內皮細胞分泌細胞黏附分子，如血管細胞黏附分子-1（VCAM-1，又名CD106）和 E-選擇素（E-selectin，又名 CD62E）等，它們促進循環中單核細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞及血小板黏附于血管內皮，通過釋放蛋白酶及氧自由基直接損傷血管內皮細胞，引起炎癥反應、血栓形成，在AS和CHD的發生、發展中起重要作用。可溶性血管細胞黏附分子1（soluble VCAM-1,sVCAM-1）、可溶性E-選擇素（soluble E-selectin,sE-selectin）是血管細胞黏附分子1、E-選擇素的可溶形式，在冠狀動脈粥樣硬化的過程中的作用尤為顯著。

1 血管細胞黏附分子1、E-選擇素的生物學性狀

黏附分子（adhesion molecules，AM）是一類分布于細胞表面或細胞外基質中的糖蛋白。它們以配體-受體相對應的形式發揮作用，介導細胞-細胞、細胞-細胞外基質或細胞-基質-細胞間發生黏附。黏附分子根據cDNA同源性，目前主要分為五大類，包括：免疫球蛋白超家族、選擇素家族、整合素家族、黏蛋白樣家族、鈣黏素家族，此外還有些尚未歸類的分子如CD44、CD36等，也屬于黏附分子。VCAM-1、E-選擇素分別屬于免疫球蛋白超家族、選擇素家族，與CHD密切相關。

血管細胞黏附分子-1結構上有6個Ig樣結構細胞外區，而用白細胞介素1或腫瘤壞死因子誘導的人臍靜脈內皮細胞（hUVEC）克隆和表達的VCAM-1包含7個Ig樣區，相對分子量為100～110 KD，包含715個氨基端殘基，其中有674個氨基端殘基的細胞外部分，22個氨基端殘基的穿膜部分，19個氨基端殘基的胞漿尾部。其胞外部分由7個C2型免疫球蛋白樣結構域組成。VCAM-1蛋白鏈上有許多N-連接的糖基化位點，每個C2型免疫球蛋白樣結構域都由一對半胱氨酸殘基形成的二硫鍵起穩定作用[3]。VCAM-1主要表達于血管內皮細胞，亦可表達于其他細胞如巨噬細胞、肌細胞、樹突狀細胞。VCAM-1在正常血管上的表達用標準的免疫組織化學方法檢測不到，而在炎癥等病理條件下，血管內皮細胞、平滑肌細胞、骨髓基質細胞等的表達明顯上升。VCAM-1可使循環中的細胞與激活的內皮細胞緊密結合。該過程由它與受體α4β1整合素即很晚抗原-4(VLA-4)和α4β7整合素介導，其中與受體α4β1整合素結合可誘導內皮細胞內信號使其變形，介導單核細胞、淋巴細胞與內皮細胞和血管平滑肌細胞的黏附[4]。α4β7整合素結合則與內臟淋巴細胞的聚集有關。

E-選擇素因其最先發現于內皮細胞而得名，為一高密度糖基化的單鏈跨膜糖蛋白，分子量為115 KD，由一系列蛋白區域片段構成，其中包括：氨基末端C型植物凝集素(1ectin)區、表皮生長因子（EGF）區、4～9個短重復序列(SCR)區、單一的跨膜區以及一個胞漿區。其中C型凝集結構域是選擇素結合配體部位。研究表明，E-選擇素有多種配體：唾液酸化路易糖X(sialyl Lewisx，slex)和唾液酸化路易糖a(sialyl Lewisa，slea)及其相關的寡聚糖[5～6]。Slex 在中性粒細胞表面呈高密度表達，是E-選擇素識別的主要結構，但與E-選擇素的親和力較低。Slea是slex的同分異構體，常表達在某些腫瘤細胞上，可能與腫瘤的轉移有關。此外，E-選擇素的配體還有ESL-1(E-selectin ligand-1)、PSGL-1、CD43 等[7～9]。E-選擇素僅在內皮細胞上表達。靜息時，內皮細胞的含量甚微，當內皮細胞受炎性因子IL-1、TNF-α、細菌脂多糖 (LPS)以及AngII等刺激后，E-選擇素的表達大大增加，這種增加是由轉錄水平誘導的，轉錄抑制劑(如放線菌素O)或翻譯抑制劑(如環己酞亞胺)都會抑制E-選擇素的表達。體外內皮細胞如臍靜脈內皮細胞，經TNF-α刺激后3～6 h，E-選擇素的表達至峰值，但即使是細胞因子繼續存在，10～12 h內E-選擇素也會降至基底水平。經研究證實，E-選擇素有介導活化內皮細胞與中性粒細胞黏附作用，還能介導內皮細胞與單核細胞、記憶T細胞、嗜酸及嗜堿性粒細胞、血液樹突狀淋巴細胞、前T細胞、成人T細胞性白血病細胞等的結合。E-選擇素介導的黏附作用既不依賴于白細胞的活化，也不需要白細胞整合素的參與。內皮細胞上E-選擇素可錨定白細胞，繼而介導其活化，因而有助于白細胞穩定地黏附于內皮細胞，繼而遷移至血管外組織。

2 可溶性血管細胞黏附分子、可溶性E–選擇素的產生及在冠心病中的意義

可溶性血管細胞黏附分子1、可溶性E–選擇素是血管細胞黏附分子1、E–選擇素的可溶形式，在內皮細胞表面激活后，血和培養的內皮細胞上清液中均可發現有與細胞表面同型的蛋白分子。sVCAM-1、sE-selectin的產生有兩個途徑：（1）血管內皮細胞、白細胞或其它多種細胞表面的黏附分子的胞外部分的酶性裂解，使得細胞外部分脫落進入血液循環。（2）也可由一些mRNA翻譯后產物不表達于細胞表面，而是直接分泌進入血液，成為另一來源。

冠狀動脈粥樣硬化的初始、發展和后來的斑塊糜爛和破裂、血栓并發癥的全部過程都有黏附分子的參與。sVCAM-1、sE-selectin分別與 VCAM-1、E-selectin功能相同，水平變化一致，由于技術原因，直接測定血管內皮細胞表面上的E-選擇素比較困難,而sVCAM-1和sE-selectin的檢測方法簡便，最常用ELISA法。因此，血液中sVCAM-1、血清可溶性E-選擇素水平可以作為測定血管內皮表達VCAM-1、E-選擇素的間接指標。

sVCAM-1相對分子量為80～90 kD，有6～7個細胞外Ig樣區，只有在病變形成伊始，或是出現血管痙攣、斑塊不穩定等炎癥急劇變化時迅速而明顯增加，而且其上升的幅度與局部炎癥的嚴重情況及轉歸明顯相關，在局部病變消退至相對比較平穩的時候，血中檢測不到sVCAM-1的升高。這與黏附分子膜分子在動脈硬化局部的變化一致[10]。Mulvihill等[11]研究中冠狀動脈內采血樣與外周血樣的可溶性黏附分子的濃度一致。說明在一個短暫的平衡過程后，外周血中的sVCAM-1水平可以反應炎癥局部的嚴重程度。sVCAM-1在正常個體卻無明顯的差異性。但在已確診為冠心病的患者，排除其他因素后，穩定型心絞痛患者sVCAM-1水平與正常對照組無明顯差別，也不能反應冠狀動脈病變（由冠狀動脈造影判斷）的嚴重性[12]。對于sVCAM-1與急性冠狀動脈綜合征的關系，Mulvihill等發現不穩定型心絞痛和非q波心肌梗死患者sVCAM-1明顯高于穩定型心絞痛患者，且維持達6個月之久，6個月后至1年內逐漸下降至接近正常人水平[11]。田敏等[13]研究認為，sVCAM-1的升高與發病6個月后再發生心血管惡性事件明顯相關，sVCAM-1可以很好地預測將來發生嚴重心血管事件的危險性。胡東達等[14]研究發現AMI患者溶栓再通24 h后，血清VCAM-1、E-選擇素和ICAM-1水平顯著降低（P均＜0.05）。有前瞻性研究發現[15]，VCAM-1是冠心病患者未來致命性心血管事件最強的獨立預測因子。

E-選擇素是選擇素家族的一員，是在炎癥過程中最初出現的黏附分子。E-選擇素的作用是減慢血流中的白細胞流動，使其滾動到血管內皮表面，然后使整合素家族中的CD11/CD18與其配體細胞間黏附分子或E-選擇素結合，使白細胞緊密黏附于內皮表面，并介導白細胞的滲出，而白細胞向血管內皮的遷移黏附是動脈粥樣硬化的重要機制。有報道顯示，冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者血清可溶性E-選擇素表達增加，E-選擇素可能參與了該病的發病過程與冠狀動脈粥樣硬化的形成[15～16]。田乃亮等[17]研究發現冠心病sE-selectin顯著高于正常組，且不同類型的冠心病之間有顯著差異。其升高程度與冠脈病變程度有良好的相關性[18]。而呂邵華研究顯示急性心機梗死和不穩定型心絞痛患者的血清可溶性E選擇素水平比較無明顯差別，但這兩組患者血清可溶性E-選擇素水平卻較穩定型心絞痛和對照組明顯增高，而穩定型心絞痛和正常對照組個體的血清可溶性E選擇素水平也相近[19]。孫麗等[20]認為外周血中可溶性E-選擇素的濃度在急性心梗、不穩定性心絞痛和穩定性心絞痛顯著高于對照組（P＜0.01），且急性心梗、不穩定性心絞痛組顯著高于穩定性心絞痛組（P＜0.01）。雖然各研究結果不完全相同，可能與樣本大小及選擇對象標準不同有關，但據統計E-選擇素診斷冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的敏感度為74%、特異度為83%，提示患者血清可溶性E-選擇素水平增高，并反映病情嚴重程度，可作為可疑胸痛患者的輔助鑒別診斷手段。E-選擇素還在心肌缺血-再灌注損傷、心功能不全、經皮腔內冠狀動脈成形術（PTCA)后再狹窄發生發展過程中均起著重要的作用[21～22]。

3 國內外的研究進展

自從1994年德國學者Wenzel等首先報道E-選擇素第4外顯子的561位A→C突變，并導致所編碼的第128位氨基酸由絲氨酸變成精氨酸，由此可能影響E-選擇素的生物學活性，可能與動脈粥樣硬化相關，對黏附分子基因多態性的研究成為當今的熱點。研究發現黏附分子的基因多態性引起的氨基酸改變是早發嚴重AS高危因素。

人的E-選擇素基因位于第l號染色體長臂上，為一段長13 kb的DNA序列，含14個外顯子和13個內含子。第4外顯子的561位A→C突變，導致所編碼的第128位氨基酸由絲氨酸變成精氨酸，第2外顯子存在G／T多態性，這兩種多態性可能影響E-選擇素基因表達和功能，并可能與心血管疾病尤其是冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的發展有密切關系[23～24]。饒丹等[25]研究發現，中國漢族人群中存在E-selectin的A128C基因多態性，CHD患者CC+AC基因型頻率和C等位基因頻率較正常對照組顯著增高(P＜0.01)；而在CHD患者中，ACS患者與穩定型冠心病患者CC+AC基因型頻率和C等位基因頻率也有顯著性差異(P＜0.05)，同時還發現E-selectin的A128C基因多態性與CHD的易患性有相關性，CC+AC基因型CHD患ACS的風險約是AA基因型的3.257倍，CC+AC基因型患冠心病的風險是AA基因型的5.843倍。可見E-selectin基因A128C多態性可能與冠心病的發生、發展及該疾病的嚴重程度相關，因此通過檢測基因型，可以篩查冠心病的易患人群和冠心病患者中的高危人群，這對早發現和及時預防有重要意義[25～26]。曾志為等[27]分析總體樣本中E-選擇素各基因型與血脂水平的關系發現，AC/CC、GT基因型較AA及GG基因型血清總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白膽固醇水平有增高趨勢，但差異無顯著性意義(P＞0.05)。胡恒亮等[28]研究結果顯示E-選擇素Sl28R基因多態性與吸煙在冠心病的發生中有交互作用，吸煙且SR+RR基因型患冠心病的危險性明顯增加。而對于VCAM-1基因的多態性國內外很少有相關研究。

深入研究這種細胞間及細胞與細胞基質間相互作用的分子機理，有助于進一步明確冠心病的發生、發展機制，利用這一機制研制出針對黏附分子作用的各種制劑，如抗各種黏附分子的單克隆抗體，或進行基因治療，將在冠心病的診斷、預防和治療方面具有廣泛的臨床前景。

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