微粒體在缺血性卒中的作用

周蕾，吳冬雨，姚小梅，時彥瑩，朱憲策，黃晶，王春雪，張寧

卒中是世界范圍內引起殘疾的第三大原因，其中缺血性卒中約占所有卒中的87%[1-2]。缺血性卒中病因可分為大動脈粥樣硬化型、心源性栓塞型、小動脈閉塞型、其他明確病因型和不明原因型5種類型。微粒體是由活化細胞所釋放的一種囊泡，目前多項研究認為微粒體可以作為缺血性卒中有前景的生物標志物之一。

1 微粒體來源

微粒體是不同類型的細胞活化、損傷或凋亡時從其表面脫落下來直徑為100～1000 nm之間的富含脂質的囊泡顆粒[3]。微粒體含有母體細胞來源的各種蛋白質、脂質、信使RNA（messenger RNA，mRNA）和微小核糖核酸（micro RNA，miRNA）等生物活性物質，在細胞間信號傳導及相互作用過程中起著媒介作用，并參與了內皮細胞功能障礙、炎癥、細胞的存活與凋亡、血栓與止血、血管重構與再生等病理生理過程[4-6]。

血液中的血小板、血管內皮細胞、白細胞、紅細胞、平滑肌細胞和腫瘤細胞等在受到不同刺激因子作用后，相關跨膜受體被激活，細胞膜極性丟失、細胞骨架重排，細胞膜向外伸展變形，細胞膜部分以出芽方式形成小囊泡或偽足脫落進入微循環而形成細小微粒體[7-8]。

2 微粒體的分類與功能

依據細胞來源不同，將微粒體分為血小板微粒體、內皮微粒體、白細胞微粒體等，而白細胞微粒體又分為許多亞群。在健康人群循環血液中，微粒體以來自血小板的微粒體為主，內皮細胞微粒體、白細胞微粒體及其亞群數量較少[9]。在循環血液中，來源不同的微粒體可表達與其母細胞一致的表面抗原，來源于內皮細胞的微粒體可表達CD144、CD62E、CD31等抗原，血小板來源的微粒體可表達CD41a、CD42b、CD62P等抗原，白細胞來源的微粒體表達CD45、CD4、CD8、CD14等抗原，而紅細胞來源的微粒體則表達CD235a抗原，可以通過其表達的抗原來區分不同的微粒體[10]。

微粒體的功能主要取決于微粒體的組成成分和來源。研究發現微粒體在結構上同樣具有細胞膜的雙層磷脂結構，具有凝血活性的磷脂酰絲氨酸排列在膜表面，并表達各種膜受體，微粒體內部攜帶各自母細胞來源的脂類、生長因子、miRNA和線粒體等信息，母細胞通過向循環中釋放微粒體的形式將其信息轉移到不同的靶細胞，但是這種通過微粒體而進行的信息傳遞并不依賴于微粒體的數量多少，而是取決于微粒體的組成成分和來源[11]。研究發現在許多血管性疾病中均可檢測到微粒體升高，且其升高程度與疾病嚴重程度相關。血小板微粒主要在凝血過程、炎癥過程、血栓形成和腫瘤進展中起作用[12]；內皮細胞微粒與內皮功能障礙、血管生成、腫瘤生長和氧化應激增加有關[13-14]；白細胞微粒與內皮功能障礙、膿毒血癥和血管炎癥相關[15]。

3 微粒體與缺血性卒中

在急性缺血性卒中、嚴重高血壓和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病高風險的患者中，觀察到了高水平的內皮微粒體和血小板微粒體[16-17]。微粒體與心腦血管疾病的發生密切相關。

3.1 內皮微粒體與缺血性卒中 急性缺血性卒中發生的機制主要與血管內皮損傷、血管閉塞、炎性因子產生有關[18]。研究表明促炎因子、促凋亡因子、促凝血因子及氧化脂質和毒素均能在體外誘導內皮微粒體的形成和釋放[19]。吸入二手煙后血管內皮祖細胞及NO合酶被抑制，內皮微粒體數量升高[20]。

內皮細胞產生的微粒體參與炎癥、促凝血、血管生成等多種病理生理過程，因此被認為是血管內皮細胞活化和損傷的生物標志物[4，21]。當血管腔內的血流切應力及湍流損傷內皮細胞時，內皮細胞發生活化，細胞膜溶解，釋放內皮微粒體[8]。研究表明，內皮微粒通過減少NO信號通路和前列環素途徑來誘導內皮細胞功能失調與內皮功能障礙，其中攜帶的mRNA和miRNA能促進動脈粥樣硬化斑塊內部新生血管形成和增加促凝作用從而加快動脈粥樣硬化損傷的進程[22-24]。

血管內皮細胞受到不同類型刺激能釋放出不同表型的血管內皮細胞微粒體。內皮細胞活化時能釋放CD62E+、CD54+細胞間黏附分子、CD106+血管內皮細胞黏附分子，而內皮細胞凋亡時則釋放CD31+、CD105+、CD146+黑色素瘤細胞黏附分子、CD144+血管內皮細胞黏附分子[4]。研究表明，與健康對照組相比，缺血性卒中患者CD62E+內皮細胞微粒體增加，且在缺血性卒中發生7 d和90 d時仍保持在較高水平[25]。Aurélie S.Leroyer等[24]證明，CD40+內皮微粒能促進內皮細胞增殖，促進動脈粥樣硬化斑塊內新生血管的形成，并促進斑塊內出血。CD40+與表達CD40受體的內皮細胞結合后對血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和1-磷脂酰肌醇3-激酶-絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（phosphatidylinositol-3-kinase/serine threonine kinase，PI3K/AKT）的激活和細胞增殖有調節作用。

3.2 白細胞微粒體與缺血性卒中 單核細胞、粒細胞、淋巴細胞等成熟白細胞在活化或凋亡過程中能釋放白細胞微粒體，白細胞微粒體經常存在于血液中，在2型糖尿病、血栓形成、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者血液中均發現異常升高的白細胞微粒體。白細胞微粒體在缺血性卒中中主要引起血管內皮功能障礙和血管炎癥，從而參與動脈粥樣硬化斑塊的形成和發展[26]。

在動脈粥樣硬化斑塊形成過程中，白細胞穿過內皮細胞，滲透到血管壁引起炎癥反應，并釋放大量白細胞微粒體，白細胞微粒體自身也是一種炎癥因子，不僅可促使單核細胞或巨噬細胞聚集，而且還可進一步活化血管內皮細胞，促使血管內皮細胞釋放內皮微粒體，進一步加重血管內皮損傷[27]。因此，在炎癥的過程中生成的白細胞微粒體可能增強和放大了炎癥細胞的效應，從而形成了惡性的循環造成炎癥慢性化[26]。一項納入了26例行頸動脈內膜切除術患者的研究顯示，從頸動脈粥樣硬化斑塊中可分離出大量微粒體，而健康血管中則沒有微粒體，動脈粥樣硬化斑塊中微粒體主要來源于白細胞。斑塊中微粒體水平至少是血漿中微粒體的200倍。動脈粥樣硬化斑塊和血漿中白細胞微粒體表面均暴露出組織因子，誘導產生凝血酶，但這種活性在從動脈粥樣硬化斑塊中分離出的微粒體是血漿中微粒體的2倍多。該研究結果表明，在動脈粥樣硬化斑塊中的微粒體比血漿中微粒體更加豐富、誘導血栓形成的活性更強。

一項研究比較了76例缺血性卒中患者和70例健康對照組血液中白細胞微粒體水平差異，并分析特異性白細胞微粒體作為炎癥介質在促進血管炎癥方面的作用。結果顯示，在缺血性卒中患者血液中，來自于白細胞（CD45+）、單核細胞（CD14+）、淋巴細胞（CD4+）、粒細胞（CD15+）的微粒體數量顯著高于正常對照組，CD14+微粒體與缺血性卒中嚴重程度、腦血管狹窄程度、卒中亞型相關，其他表型白細胞微粒體則無明顯相關性。該研究結果提示，白細胞微粒體作為一種促炎介質，可能參與了急性缺血性卒中的血管炎癥，CD14+微粒體可能會是臨床中一項較有前景的反映缺血性卒中嚴重程度及預后的生物標志物[28]。

3.3 血小板微粒體與缺血性卒中 血小板活化和聚集增加參與了急性缺血性卒中的發病過程，并與高血壓和高膽固醇血癥等卒中危險因素相關[29]。血小板微粒體是血小板受刺激活化后產生的，體內血小板微粒的形成、釋放及水平反映體內血小板活化程度[30]。有研究發現患有血小板減少性紫癜伴有進行性認知障礙的患者血液中血小板微粒體數量明顯增高。研究者回顧分析這些患者的資料發現，沒有出血癥狀的患者比有出血癥狀患者的血小板微粒體水平增高；伴有認知功能障礙的患者通常沒有出血癥狀，其血小板微粒體增高更明顯，研究者認為血小板微粒體在特發性血小板減少性紫癜患者中替代了正常血小板功能，在高水平是誘發腦微血管的血栓形成[31]。Young J Lee等[32]觀察了TIA、小血管閉塞型卒中、大血管閉塞型卒中、多發性硬化及AD患者，發現除了AD外，在其余幾種疾病的患者中都能夠觀察到血小板微粒體水平升高，而且小血管閉塞型卒中患者血小板微粒體水平比大血管閉塞型卒中患者升高更明顯，因此推測長期及高水平的血小板微粒體或者某些亞型血小板微粒體可代替血小板形成血栓誘導腦缺血。這些研究均表明血小板微粒體可能更多地與微血管內血栓形成相關，而與大血管內血栓形成關系不大。

一項研究納入了112例急性缺血性卒中患者，其中包括大動脈粥樣硬化型53例和小動脈閉塞型59例，還包括35例對照組，分別采集入院時和給予抗血小板治療后的外周血，比較各組循環血小板微粒體和血小板參數（平均血小板體積、血小板計數、血小板壓積和血小板分布寬度）及腦梗死體積。該研究結果發現：①急性缺血性卒中患者循環血小板微粒體和血小板體積水平較健康對照組顯著升高；②血液循環中的血小板微粒水平在抗血小板治療后下降，而血小板參數沒有變化；③循環中血小板微粒體水平與大動脈粥樣硬化型卒中梗死體積正相關，血小板參數與任何一種卒中亞型梗死體積均無關聯；④回歸分析顯示，在調整其他影響因素（高血壓和糖尿病）后，循環血小板微粒體是急性缺血性卒中患者梗死體積的獨立危險因素[33]。這項研究提示循環血中血小板微粒體水平與急性缺血性卒中的梗死體積大小有關，為急性缺血性卒中患者提供了一種新的可能的評價指標。

血小板微粒體的測定對缺血性卒中的病因診斷有潛在意義。研究表明，與對照組、心源性栓塞型、其他不明原因型卒中組比較，大動脈粥樣硬化型卒中和小動脈閉塞型卒中患者血漿中血小板微粒體水平更高。Gemma Chiva-Blanch等[34]的研究也顯示在大動脈粥樣硬化型卒中中，CD62P+血小板微粒體在發病90 d時水平高于其他病因引起的缺血性卒中，而在缺血性卒中發病時則不存在此種現象。

有研究結果還顯示，血小板微粒體可能是急性缺血性卒中成功靜脈溶栓的標志，血小板微粒體水平與接受rt-PA靜脈溶栓后血管再通及再灌注相關，可能是評估靜脈溶栓再通的潛在指標[35]。

4 微粒體在缺血性卒中的臨床應用

微粒體在缺血性卒中的病理生理過程中起著關鍵作用，其臨床應用也逐漸受到關注，目前用微粒體更多的是被用來監測和評估缺血性卒中的治療效果[36]。例如，他汀類、阿司匹林和抗氧化劑已被證明可以降低患者血液中微粒體的水平，微粒體水平可用于評估上述藥物的治療效果[37]。

此外，微粒體作為一種細胞間的信息傳遞載體，它攜帶有諸如RNA、mRNA、miRNA等遺傳物質，可作為潛在的基因治療的工具[34]。在臨床診斷和預后判斷中，微粒體也可以作為生物標記物或診斷工具。A E Berezin等[38]的研究通過大樣本調查發現凋亡內皮細胞與活化內皮細胞釋放的微粒體之間的不平衡，這種不平衡被稱為“表型受損”，為心力衰竭和心血管風險提供了預測評分，這些評分與其他指標結合在一起，對心力衰竭患者具有更好的評估作用。在缺血性卒中的診斷中也使用了類似的預測評分，有研究者通過使用CD62E/CD31比值，來區別內皮細胞活化還是凋亡，并鑒別動脈狹窄的部位[39-40]。

在缺血性卒中發生、發展及預后過程中，微粒體都有不同水平的升高，較高水平的微粒體進一步加重血管內皮損傷、誘導血栓進一步形成、使動脈粥樣硬化斑塊更易破裂出血。對于微粒體能否作為一種生物標記物來反映血管內皮損傷程度及判斷預后，這方面仍需更多研究來證實。

【點睛】本文對內皮、白細胞、血小板等不同來源的微粒體與缺血性卒中的關系及目前微粒體在臨床中的應用及前景進行了總結。