中性粒細胞胞外誘捕網在急性心肌梗死中的研究進展

蔡福生 胡允兆

【摘要】 急性心肌梗死的發病過程與炎癥及血栓形成的途徑密切相關。中性粒細胞作為炎癥反應的主要效應細胞之一，已被證明在許多心血管疾病的病理生理過程中起著重要的作用。尤其是中性粒細胞在炎癥的刺激下，可以通過釋放中性粒細胞胞外誘捕網，刺激纖維蛋白沉積促進血栓形成，在急性心肌梗死的過程中起著重要的作用。然而，中性粒細胞胞外誘捕網在急性心肌梗死中的作用還未完全闡明。本文將圍繞最近的研究，結合中性粒細胞胞外誘捕網在動脈粥樣硬化斑塊的作用，及其在急性心肌梗死中的作用、對預后的影響、治療的意義做一綜述。

【關鍵詞】 中性粒細胞胞外陷阱 動脈粥樣硬化 急性心肌梗死 血栓

[Abstract] The pathogenesis of acute myocardial infarction is closely related to inflammation and thrombosis. As one of the main effector cells of inflammatory response， neutrophils have been proved to play an important role in the pathophysiological process of many cardiovascular diseases. In particular， neutrophils play an important role in the process of acute myocardial infarction by releasing neutrophil extracellular traps， stimulating fibrin deposition and promoting thrombosis under the stimulation of inflammation. However，the role of neutrophil extracellular traps in acute myocardial infarction has not been fully elucidated. This article focused on the recent research， combined with the role of neutrophil extracellular traps in atherosclerotic plaque， and its role in acute myocardial infarction，the impact on prognosis，and the significance of treatment.

[Key words] Neutrophil extracellular trap Atherosclerosis Acute myocardial infarction Thrombus

First-authors address： Guangdong Medical University， Zhanjiang 524023， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2021.09.046

中性粒細胞是先天性免疫系統中含量最豐富的免疫效應細胞[1]。中性粒細胞除了可通過吞噬、脫顆粒、呼吸爆發等方式對感染產生防御作用，還可以通過其特殊死亡方式NETosis在許多心血管疾病的病理生理學中產生獨特的作用[2]。研究表明，中性粒細胞可通過發生NETosis釋放網狀結構，該網狀結構稱為中性粒細胞胞外誘捕網（neutrophil extracellular traps，NETs），NETs主要由DNA、組蛋白、中性粒細胞顆粒酶（MPO、NE）和溶菌酶、抗菌肽等分子組成[3]。NETs被認為是心血管疾病病理生理過程中的重要驅動因素，尤其是近期研究發現NETs存在于ST抬高型心肌梗死（ST segment elevation myocardial infarction，STEMI）患者的冠狀動脈血栓中[4]，且具有活化血小板、凝血級聯作用等血栓前特性[5-6]，引起了廣泛關注。本文將圍繞NETs在急性心肌梗死、動脈粥樣硬化斑塊中的作用，以及NETs對心肌梗死預后影響的相關研究和進展做一綜述。

1 NETs在動脈粥樣硬化斑塊中的作用

動脈粥樣硬化斑塊破裂是心肌梗死的主要病理生理機制。Megens等[7]首次證實并報道了中性粒細胞和NETs存在于小鼠和人類動脈粥樣硬化病變中。隨后Franck等[8]對56個類別的人類動脈粥樣硬化斑塊進行深入分析，研究結果顯示中性粒細胞NETs廣泛存在富含凋亡內皮細胞和平滑肌細胞（smooth muscle cells，SMCs）的區域，這意味著NETs可能參與斑塊破裂，并且依據斑塊類別差異性分布。Pertiwi等[9]通過免疫組化方法在64個患者的冠狀動脈斑塊，包括44個復雜斑塊（17個斑塊內出血、9個糜爛斑塊和18個破裂斑塊）和20個完整斑塊，同樣發現了大量的中性粒細胞和NETs。中性粒細胞和NETs存在于所有復雜病變類型的動脈粥樣硬化斑塊中，并且在斑塊內出血、糜爛和破裂等斑塊類型之間的程度沒有顯著差異，但不存在于完整斑塊中[9]。有研究表明，NETs及其成分存在于冠狀動脈血栓中[10]，與斑塊類型無關，但主要存在于新生血栓中，而不是在有組織的舊血栓中。對于NETs是如何影響斑塊的不穩定，有文獻報道Toll樣受體2（toll-like receptors 2， TLR-2）可通過刺激纖維蛋白鏈內的NETs，來增加內質網應激和細胞凋亡從而侵蝕斑塊[11]。另外，SMCs裂解作為動脈粥樣硬化組織損傷和炎癥的關鍵過程，研究發現在動脈粥樣硬化中活化的SMCs吸引并誘導中性粒細胞釋放含組蛋白的NETs，其中組蛋白H4介導SMCs膜裂解而導致斑塊不穩定，相反中和組蛋白H4可阻止SMCs死亡并使得斑塊穩定[12]。綜上所述，NETs在不穩定動脈粥樣硬化斑塊中起著重要作用。

2 NETs在急性心肌梗死中的作用

急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）在大多數情況下是由冠狀動脈粥樣硬化斑塊的侵蝕或破裂觸發，并在隨后形成血栓使得動脈阻塞[13]。中性粒細胞被發現與動脈粥樣硬化血栓形成有關[14]。中性粒細胞在冠狀動脈血栓中的聚集[15]以及其在急性冠狀動脈事件中的預測作用[16]，證實了中性粒細胞與動脈粥樣硬化血栓的密切關系。有文獻在缺血/再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）的動物模型中描述了中性粒細胞和NETs，在實驗中應用脫氧核糖核酸酶（deoxyribonuclease I，DNase I）有益于緩解IRI和無復流現象[17]。在STEMI過程中，血小板和中性粒細胞在斑塊破裂處發生相互作用，NETs表達功能性組織因子誘導血小板活化，促進凝血酶生成，增強了NETs促進血栓形成的潛能[18]。重要的是，完整的脫氧核糖核酸（DNA）骨架被證明是組織因子在梗死相關冠狀動脈的NETs上表達的必要條件[18]。盡管在血栓形成過程中存在NETs，與組蛋白以血小板依賴性方式誘導凝血酶生成的過程相比較，完整的NETs在體外并未顯示出任何促凝特性[19]。這可能是NETs表面DNA負電荷的中和作用導致。此外，活化的血小板能夠提供高遷移率族蛋白1（high mobility group protein，HMGB1）從而刺激中性粒細胞形成NETs[20]。

NETs在急性心肌梗死的血栓形成過程中起著核心作用。對冠狀動脈血栓進行研究發現，與新鮮血栓相比，在溶解的血栓中更容易發現NETs，而在有組織的血栓中并未發現NETs，因此表明NETs的形成發生在血栓溶解過程的早期[21]。在另一項研究中，冠狀動脈血栓被證實含有大量的NETs，并且NETs被認為是血小板、紅細胞和纖維蛋白的支架[22]。

Mangold等[22]在研究中發現，核小體（DNA-組蛋白復合物）和雙鏈DNA（double stranded DNA，dsDNA）是冠狀動脈事件的敏感生物標志物，其在罪犯血管部位的水平增加，與冠狀動脈血栓NETs的負荷相關;并且，NETs的負荷與ST段的分辨率呈負相關，與心肌梗死面積呈正相關，這些結果強調了NETs通過刺激血栓形成和促進炎癥反應在心肌梗死罪犯血管部位發揮的有害作用。此外，罪犯血管部位的DNase I活性與冠狀動脈血栓中NETs的負荷、通過心臟核磁共振測量的梗死面積呈負相關，與ST段的分辨率呈正相關，在冠狀動脈血栓中添加DNase I后，血栓的溶解速度加快[22]。因此，NETs的含量和內源性DNase I活性之間的平衡可能導致不同的結果。NETs的其他替代標志物（dsDNA和瓜氨酸化組蛋白H3 ）同樣被發現在罪犯血管部位的濃度升高[23]。在通過超聲心動圖評估急性心肌梗死后（24±8）個月的患者中發現，罪犯血管部位的dsDNA濃度與室壁運動評分指數呈正相關（指數越高，左心室功能越差）[23]。這表明NETs可能是急性心肌梗死靶向治療的一個新方向。

3 NETs對急性心肌梗死預后的影響

NETs能促進單核細胞向纖維細胞分化，誘導纖維細胞活化，使高活性纖維細胞聚集在罪犯血管部位和梗死過渡區，提示NETs作為STEMI后纖維化重構的重要介質，可能通過刺激纖維細胞的形成影響急性心肌梗死預后[23]。Borissoff等[24]在2013年首次描述了高水平的循環dsDNA、核小體和MPO-DNA復合物與主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACEs）的發生呈正相關。近期國內有研究表明，在STEMI患者中，冠狀動脈dsDNA基線水平高與院內不良事件的發生相關，與無事件組相比，發生不良事件組的冠狀動脈dsDNA基線水平顯著升高[25]。這些結果與Borissoff等[24]先前報告的結果相一致。

4 NETs在急性心肌梗死中的治療意義

綜上所述，NETs在急性心肌梗死、不穩定斑塊和血栓形成中具有重要的作用，這提示NETs具有作為治療靶點的潛力。有研究發現降解NETs是其中一種治療途徑，例如DNase I能夠通過破壞脫氧核糖核酸鏈來降解NETs。研究表明，通過輸注DNase I，缺血再灌注損傷的心肌得到了改善[17，26]。MPO抑制劑可以調節NETs的釋放[27]，并且能夠使NETs降解，從而降低細胞的纖維化[28]，這在急性心肌梗死的治療上有一定的作用。在Colchicine Cardiovascular Outcomes Trial（COLCOT）研究中顯示，與安慰劑相比，使用低劑量秋水仙堿治療的近期心肌梗死患者，結果發現復發缺血性心血管事件的風險明顯較低[29]。這可能與秋水仙堿通過部分抑制炎癥小體活性[30]，減少近期心肌梗死的NETs生成相關。有證據表明，抗凝劑和抗血小板治療可能不會影響急性冠狀動脈綜合征的NETs積累[31]。此外，有研究發現，NETs可促進巨噬細胞向修復功能極化，并可能對損傷心肌的愈合產生有益作用[32]。因此抑制NETs的利弊，還需要更多的臨床試驗來評估NETs在急性心肌梗死中的治療作用。

NETs從2004年被發現以來，其在心血管領域的研究已經得到迅速發展。大量的實驗和臨床文獻將NETs與許多心血管疾病聯系起來，為病理生理學的機制探索開辟了新的途徑。目前的研究已表明，NETs在急性心肌梗死患者的冠脈內血栓形成過程中起著重要的作用，此外，NETs與急性心肌梗死的不良預后存在明顯的相關性。然而，NETs在急性心肌梗死中的作用及機制尚未完成闡明，并且，針對NTEs在心肌梗死中的治療可行性尚未得到充分的證實。盡管面臨這些挑戰，NETs的研究在心血管疾病中的新見解有望為心血管疾病的診斷和治療提供新的途徑。

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（收稿日期：2020-12-10） （本文編輯：程旭然）