顱內粥樣硬化易損斑塊生物學標志物特征的研究進展

劉雅虹 江名芳

1）內蒙古醫科大學研究生院，內蒙古 呼和浩特 010058 2）內蒙古醫科大學附屬醫院，內蒙古 呼和浩特010059

急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）臨床上又稱急性腦梗死（acute cerebral infarction，ACI），為各種原因所致的局部腦組織血流供應中斷，導致其缺血、缺氧發生壞死，引起相應神經功能缺損的一類臨床綜合征。近些年來隨著人們生活水平的提升、生活節奏的加快，導致ACI 的發生率明顯升高，嚴重危害人們的生命健康。顱內動脈性疾病（intracranial arterial diseases，ICAD）是AIS 的主要原因之一。

ICAD 是由顱內動脈粥樣硬化（intracranial atherosclerosis，ICAS）、動脈夾層、煙霧病、血管炎等各種病因組成的一種疾病，是預示進一步的腦血管事件的獨立預警因素。其中，ICAS是ICAD的主要病因，分別占亞洲人和白人腦缺血事件（CIE）的30%～50%和10%［1-3］，也是復發性腦卒中的高危因素，尤其是在近期發生過卒中或短暫性腦缺血發作（transient ischemic attack，TIA）及有嚴重動脈狹窄的患者中［4］。臨床中常將顱內動脈的狹窄程度作為評價ICAS 疾病嚴重程度的指標，但近些年來隨著對動脈粥樣硬化疾病研究的深入，發現不能僅將ICAS 血管的狹窄程度作為評價ICAS 疾病嚴重程度的唯一指標。據統計，約80%的腦卒中是由腦缺血引起的，20%的腦卒中是由動脈斑塊破裂、脫落引起［5-6］，因此，除管腔狹窄外，易損斑塊也可能導致腦梗死，表明易損斑塊也可能在導致缺血性腦卒中發揮關鍵作用，所以斑塊不穩定性才是ICAS 相關性疾病更重要的促發因素，導致患者發生CIE，嚴重者可能會致死。研究表明［7］，在評估CIE 風險和頸動脈血運重建時機時，動脈斑塊的形態應被考慮在內，因此，采用簡單快捷的方式能夠早期識別這些潛在高危斑塊并評估斑塊的穩定性將有助于改善ICAS 患者的風險分層，為個別患者做出治療決定并盡早進行預防治療，可有效減少CIE發生，這也成為臨床最為關注的問題。

1 易損斑塊

易損斑塊或不穩定斑塊，即所謂的“脆弱斑塊”，是指血管壁斑塊內部出現較大脂質核、出血、斑塊表面鈣化以及斑塊纖維帽較薄或破裂狀態，這些均可以自發或在某些特定條件下發生破裂，如高血壓患者在情緒激動或其他原因導致血壓突然增高時都可能出現斑塊破裂引發卒中，嚴重者可危及生命。

2 易損斑塊與生物學標志物

2.1 易損斑塊與炎癥因子眾所周知，炎癥過程對AS 發生和發展都有貢獻，激活的炎癥因子數量增加對動脈粥樣硬化斑塊形成、演變和破壞發揮著重要作用。動脈粥樣硬化斑塊內浸潤著較多的巨噬細胞、T 細胞和肥大細胞等多種炎癥細胞，這些細胞可能通過釋放基質降解酶和血栓形成物質而導致AS斑塊不穩定和急性血栓事件的發生［8-10］，表明AS 是一種炎癥性病理過程。ICAS是全身動脈粥樣硬化的一部分，也同樣存在多種促炎因子的作用，現就以下6種炎癥因子分別進行講述。

2.1.1 中性粒細胞：中性粒細胞作為炎癥主要決定因素，現已成為探討炎癥水平與AS 關系的焦點，中性粒細胞是腦梗死后首先浸潤腦缺血區域的白細胞，被認為是炎癥的標志［11］。中性粒細胞通過釋放各種破壞性物質（如細胞毒素、活性氧自由基、花生四烯酸和蛋白水解酶）加速炎癥過程，這些物質不僅調節急性炎癥反應，還導致內皮功能障礙［12-13］，進而促進AS斑塊的發生和發展。所以，中性粒細胞升高可能是內皮損傷相關心腦血管疾病的風險因素。曾有研究報道頸內動脈硬化（internal carotid atherosclerosis，ICA）斑塊穩定性與中性粒細胞計數相關，推測中性粒細胞增高與ICAS易損斑塊明顯相關。

2.1.2 超敏C 反應蛋白：超敏C 反應蛋白（hs-CRP）作為一種炎性標志物，是由白細胞介素-6（IL-6）刺激肝臟生成的應激產物，參與炎癥反應及AS，其作用是促進ICAS 斑塊中巨噬細胞對內源性低密度脂蛋白的攝取，進而形成泡沫細胞，促進其他炎性細胞因子的釋放及合成，加速ICAS 斑塊的形成與發展，導致不穩定斑塊脫落。有研究表明hs-CRP 能夠反映斑塊不穩定性，是一項重要敏感指標［14］。因此，hs-CRP是ICAS易損斑塊的炎性因子之一。

2.1.3 單核細胞趨化因子1：單核細胞趨化因子1（MCP-1）又稱趨化因子CCL2，是趨化因子CC 類亞家族成員，也是一種可反映斑塊穩定性的促炎性細胞因子，可以促使單核/巨噬細胞被激活，誘導IL-1和IL-6的產生，進而吞噬脂質形成泡沫細胞，最終引起斑塊不穩定和破裂［15］；同時MCP-1 可以通過直接和間接作用，引起血小板集聚和血管平滑肌細胞不斷增殖來促進AS的發生和發展［16-17］。MCP-1與冠狀動脈和ICA 斑塊穩定性有極大關系，正常情況下MCP-1 在腦組織表達很低，當腦組織發生缺血缺氧時可產生MCP-1，因此，推測MCP-1 增高可能與ICAS易損斑塊有密切關系。

2.1.4 腫瘤壞死因子α：腫瘤壞死因子α（TNF-α）是一種兼具炎癥和細胞凋亡調節活性的多效細胞因子，也是炎癥標志物之一，可引起炎癥及細胞壞死，通過內皮素-1 的作用而引起血管壁損傷和血栓形成，并引起平滑肌細胞增殖，內皮細胞活化，還可以促進內皮細胞上黏附分子表達，并啟動動脈壁內炎性級聯反應［18］。此外，TNF-α 還干擾甘油三酯和膽固醇代謝，促進肝臟膽固醇合成，降低高密度脂蛋白膽固醇。有研究認為TNF-α可以通過細胞毒作用破壞血管壁的完整性，并且可以促進白細胞介素-6（IL-6）等炎性介質的釋放［19］，上述這些機制均會導致AS的產生及斑塊的不穩定，與ICAS斑塊穩定性密切相關。

2.1.5 白介素-6：白介素-6（IL-6）在促進冠狀動脈粥樣硬化斑塊形成、破裂方面起重要作用，已經確定在AS病變發展的后期階段發揮作用，導致細胞外基質帽變薄，從而使斑塊容易破裂。它是一種促進白細胞遷移、調節趨化因子產生和黏附分子表達的多效性促炎細胞因子，可作為對腦損傷反應的一部分［20］。入院后24 h內血清IL-6濃度升高是一個高度敏感的卒中生物標志物，同樣也是評估ICAS 斑塊穩定性的重要炎性標志物。可見，IL-6是ICAS斑塊穩定性的重要預測因素。

2.1.6 丙二醛（MDA）與人血清白蛋白（HSA）偶聯：MDA 屬于脂質過氧化產物，是一種促進炎癥形成的因素，是臨床評價氧化應激較常用的指標，預示血管內皮功能受損程度，從而評價AS 斑塊形成。由于MDA在AS中會被廣泛暴露，這一發現可能對斑塊破裂和腦血管疾病（CVD）有重要意義。MDA 與HSA偶聯（MDA-HSA）又有什么作用呢？MDA-HSA可誘導DC介導的促炎T細胞活化（致炎T細胞和DC激活是易損斑塊的典型現象），激活的DC 和T 細胞都定位在脆弱的斑塊［21］，因此，MDA-HSA可能在AS斑塊炎癥和免疫激活中發揮作用，這種炎性標記物可能在預測ICAS易損斑塊中起一定作用。

在治療一年半后對病人進行的家訪顯示，病人生活良好。她在外面承擔女仆的工作，把她每月所掙的3美元交給她丈夫，因為冬季里她丈夫的風濕病會發作。

2.2 易損斑塊與蛋白類因子

2.2.1同型半胱氨酸：同型半胱氨酸（Hcy）是甲硫氨酸向半胱氨酸轉化過程中形成的一種中間氨基酸，被認為是一種積極參與多種生化反應的因子。眾所周知，高同型半胱氨酸（HHcy）是發生腦血管疾病的高危因素，與ICAS獨立相關。HHcy可以激活氧化應激及其下游的信號通路，從而導致血管炎癥和內皮功能障礙［22-24］。此外，一項新的調查發現，同型半胱氨酸可以直接激活血管緊張素ⅡⅠ型受體，該受體在病理性血管損傷中起重要作用［25］，充分說明Hcy 在促進AS 過程中的潛在作用。因此，HHcy 是血管損傷的重要標志，是預防血管損傷尤其顱內動脈損傷的潛在靶點，是易損斑塊的重要標志物。

2.2.2 細胞黏附分子：細胞黏附分子（CAM）已被報道參與AS 和斑塊易損性的進展。現就一類黏附分子來講解，如黏附分子CD146 及sCD146，AS 患者斑塊中新生血管內皮細胞膜結合的CD146 可能是sCD146的重要來源。

CD146 最初被認為是黑色素瘤標志物，現研究發現其為血管生成標志物。據報道CD146能夠上調新生血管內皮細胞［26］，并介導許多慢性炎癥過程，表達于中膜平滑肌細胞和血管周圍小血管平滑肌細胞。此外，CD146 在新生血管斑塊中的表達密度較高，提示CD146 的過度表達與AS 病變有關，黏附分子CD146 及其可溶性與AS 炎癥及斑塊不穩定性的發生密切相關［27］，因此，CD146是監測顱內動脈疾病患者動脈粥樣硬化斑塊發展和不穩定性的一種生物標志物。

血清sCD146 可能與單核細胞上的未知配體結合，促進單核細胞與活化內皮細胞的相互作用，從而促使單核細胞向斑塊的遷移，促進斑塊的不穩定性，導致AS的進展［28］。此外，由于其促血管生成和促炎作用，sCD146可能與斑塊新生血管有關，斑塊內新生血管是斑塊發展和易損性的重要特征，從而促進斑塊的不穩定性，因此，檢測血清sCD146 可預測炎癥活動程度和易損性AS 斑塊的發展，提示sCD146 是ICAS斑塊不穩定的一個新的生物標志物。

2.2.3 基質金屬蛋白酶：基質金屬蛋白酶（MMPs）是一類鋅依賴的內肽酶家族，其主要功能是降解和沉積細胞外基質（ECM）中的結構蛋白［29］，受到氧化應激、生長因子和炎癥等因素的刺激，導致其上調或下調，引起內皮細胞損傷。它可分為不同亞型：MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9和MMP-10等，現就其中兩種亞型MMP-2 和MMP-9 進行簡述。有研究表明MMPs的失調與血管疾病有關并影響斑塊的穩定［30］。

在慢性CIE 患者中，血漿MMP-2 和HHcy 與ICAS 的關系比與顱外動脈粥樣硬化（ECAS）的關系更為密切［27］，提示MMP-2可能在ICAS的發生發展中起到一定作用。

文獻報道易損斑塊患者血清MMP-9水平明顯高于穩定斑塊患者，MMP-9在斑塊纖維帽變薄過程中發揮重要作用，提示MMP-9與斑塊易損性有關［31-32］。

許多研究表明，確定MMP-2 和MMP-9 在AS 不穩定斑塊表達之間的關系發現，MMP-2和MMP-9的高表達與纖維帽破裂有顯著的相關性，表明它們影響了斑塊的不穩定性［33］。因此，MMPs是ILA預測斑塊穩定性的潛在標志物，其更多亞型可能也可以推測易損斑塊，需要進一步證實。

2.2.4 脂蛋白相關磷脂酶A2：脂蛋白相關磷脂酶A2（Lp-PLA2）是一種可以裂解氧化磷脂SN2 位的氧化脂肪酸側鏈，產生溶血磷脂酰膽堿和氧化游離脂肪酸，介導多種炎癥途徑的因子［34］。大量研究表明Lp-PLA2 與CIE 有關，與ICAS 有獨立相關性，ICAS 斑塊的穩定性被認為是預測缺血性腦卒中的重要指標，可能與Lp-PLA2的炎癥過程有關。

2.2.5 低密度脂蛋白受體-1：低密度脂蛋白受體-1（LOX-1）是內皮細胞中氧化型低密度脂蛋白（Ox-LDL）的主要受體。通過與Ox-LDL 結合，LOX-1 可能導致大量內皮功能障礙，并可能導致血管動脈粥樣硬化、炎癥、急性冠脈綜合征和卒中［35］。HAYASHIDA等［36］研究發現sLOX-1水平升高可以反映斑塊的脆弱性，這種可溶性受體水平升高可能會削弱纖維帽，從而導致斑塊破裂，以上說明LOX-1的含量在一定程度上可以反映AS 的易損性。根據之前的研究結果，血清sLOX-1對卒中的進展也有明顯影響。sLOX-1 可能會成為早期診斷和預測ICAS 的生物標志物，同時也可能成為評估顱內動脈斑塊性質的重要手段。

2.3 易損斑塊與遺傳物質新的證據表明，AS也是一種表觀遺傳病，具有多種表觀遺傳機制。

2.3.1 N6-甲基腺嘌呤（M6A）DNA：人類基因組中的N6-甲基腺嘌呤DNA（M6ADNA）M6A 是一類新的DNA 修飾基因，由甲基轉移酶N-6 腺嘌呤特異性DNA 甲基轉移酶1（N6AMT1）和去甲基酶AlkB 同源物1（ALKBH1）介導［37］，在真核生物基因組中的分布具有物種和組織特異性。有研究提示ALKBH1-m6A調節軸可能通過MIAT控制斑塊進展，白細胞m6A水平比5mC 水平對斑塊進展更敏感［38］。值得注意的是，白細胞中m6A隨著AS斑塊的進展而逐漸降低，這是一種新的、敏感的AS進展的生物標志物，在AS進展過程中可能對ICAS 易損斑塊具有診斷和監測的潛在作用。

2.3.2 rs2107595 組蛋白去乙酰化酶9：組蛋白去乙酰化酶9（HDAC9）是一個蛋白質編碼基因，屬于組蛋白去乙酰化酶超家族，IIA 類，它位于染色體7p21.1上，大小為915.4 kb，編碼一個負責組蛋白去乙酰化的蛋白，通過抑制轉錄來影響染色體結構并執行組蛋白去乙酰，因此，它在轉錄調控、細胞周期進展和發育事件中發揮重要作用，到目前為止，HDAC9已被報道影響動脈粥樣硬化發病的多個方面，即血小板聚集、白細胞介素6（IL-6）信號、炎癥進展。另外，有一些研究發現HDAC9基因rs2107595多態性與ICA、缺血性和出血性卒中、大血管動脈粥樣硬化性卒中（LVAS）和動脈粥樣硬化性冠狀動脈疾病的發生和發展有關［39］。MARKUS等［40］的免疫組織化學分析顯示rs2107595HDAC9 在血管內皮細胞和血管平滑肌細胞中均有表達，在導致AS斑塊形成的病理生理途徑中處于關鍵位置，還強調了HDAC9 基因與AS、心臟病發作和卒中的發病相關。因此，有理由推論rs2107595HDAC9 基因可能與ICAS 斑塊穩定性有關。

2.3.3 高遷移率族蛋白1：高遷移率族蛋白1（HMGB1）是一類廣泛存在于真核細胞內的非組核蛋白，是一個重要的轉錄調節因子，可與免疫球蛋白超家族RAGE以及某些Toll樣受體家族成員結合，激活信號通路，放大配體的生物學作用，從而增高內皮單層細胞通透性，在組織損傷和細胞死亡的反應中扮演重要角色。近年來研究發現，HMGB1能夠刺激中性粒細胞表達IL-6、IL-8等多種促炎細胞因子，引起NF-κB的核移位，釋放促炎介質，進一步活化單核巨噬細胞，從而又引起后者對HMGB1 的進一步釋放，形成正反饋，可導致水平不斷升高［41-42］。因此，高表達HMGB1 可能會增加AS 斑塊的不穩定性。既然HMGB1 可造成血管內皮損傷以及可刺激促炎因子釋放，可以推測HMGB1 會造成ICAS 易損斑塊的形

成，其增高時可提示斑塊易損，從而可以早期預防腦血管疾病的危險。

2.3.4 循環microRNAs-579-3p：循環microRNAs（miRNAs）是一種DNA轉錄分子，通過組裝成一種稱為miRNA 誘導沉默復合物（RISC 或miRISC）的復合體來負向調節mRNA的翻譯，能夠調節細胞的增殖、分化、生長、代謝和凋亡，一些實驗和臨床證據提高了對miRNAs在影響AS斑塊發生和發展過程中作用的認識。JIA等［43］研究發現，30例患者CEA中切除的癥狀性與無癥狀性頸動脈斑塊中miR-100、miR-125a、miR-127、miR-133a、miR-145 和miR-221 顯著過表達，提示這些miRNAs 在斑塊向生長、不穩定和破裂的演變過程中具有潛在的調節作用。最新研究表明，在皮層神經元中過表達miRNAs 的一種亞型即miR-579-3p 可抑制IL6、TNFα、iNOS 和COX2 的表達，增加IL10的表達，提示miR-579-3p過表達可激活內源性抗炎因子，具體這種亞型作為一種預測不穩定斑塊的因子需要進一步驗證。

3 小結

ICAS評估斑塊穩定性尤為重要，斑塊內存在血栓或潰瘍是斑塊易破裂的不穩定斑塊的特征，這與動脈狹窄程度無關，AS 易損斑塊更容易破裂釋放栓子，造成生命危險。然而，現階段評估斑塊類型的檢查費用較高，所以尋找與斑塊穩定性相關的生物標志物，既經濟又便捷，而且預測價值更高，可以減少更多CIE的發生。因此，積極尋找新的生物標志物與易損斑塊相關性，并提供靶向治療是未來研究的重要方向。