頸動脈斑塊穩定性的研究進展

黃毅軍, 史偉浩, 朱 磊, 何 勍, 余 波

(1. 復旦大學附屬華山醫院北院 普外科, 上海, 201907; 2. 復旦大學附屬華山醫院 血管外科, 上海, 200040;3. 復旦大學附屬浦東醫院 血管介入外科, 上海, 201301)

動脈粥樣硬化是血管病中常見的一種疾病，該疾病以脂質代謝障礙為主，動脈狹窄和斑塊破裂與冠狀動脈心肌梗死綜合征、腦卒中的發生密切相關。全球缺血性心臟病和缺血性腦卒中死亡人數占全球死亡人數的1/4, 1990年該比例僅為1/5[1]。2016年，中國動脈粥樣硬化性心血管病死人數占心血管病總病死人數的61%, 占中國當年全因死亡人數的25%[2]。對于癥狀性頸動脈狹窄患者來說，目前最佳的治療方法仍是頸動脈內膜切除術或頸動脈支架置入術，而對于無癥狀頸動脈狹窄患者，需要評估臨床癥狀和斑塊影像學檢查來確定治療方案[3]。近年來，學者發現，巨噬細胞表型極化和胞葬功能在斑塊穩定性中的作用明確。本文針對巨噬細胞表型極化和胞葬功能在斑塊穩定性中的作用研究進行總結闡述。此外，由于影像學檢查和生物標志物常用于頸動脈斑塊的術前評估，本文闡述了影像學檢查方法，并對生物標志物與斑塊穩定性的關系進行了綜述。

1 斑塊穩定性的概念

斑塊穩定性的概念源于1844 年，丹麥的著名雕塑家貝特爾·托瓦爾森死于心源性猝死，尸體解剖發現，其冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂，由此產生了斑塊破裂和斑塊穩定性的概念[4]。隨著尸體解剖和病理研究的深入, 1995年美國心臟病學會發布《動脈粥樣硬化斑塊組織病理學分型標準》，將斑塊類型分為Ⅰ～Ⅵ6類，且該標準也應用于頸動脈斑塊的病理學分析研究中[5]。2000年又對其部分內容進行修訂，逐漸優化至今，見圖1。

圖1 斑塊穩定性概念的產生

但是頸動脈與冠狀動脈的斑塊穩定性評價標準不同，其中差別最為明顯的是纖維帽厚度和斑塊侵蝕。1997年, BURKE A P等[6]對冠狀動脈梗死綜合征致死的患者進行尸檢，結果發現，冠狀動脈斑塊破裂引起猝死的患者冠狀動脈斑塊的纖維帽<65 μm, 因此不穩定斑塊的病理學定義應基于厚度小于65 μm的纖維帽。之后將這個定義更新到2000年的美國心臟病學會的羅馬數字斑塊分型標準中，將這樣的斑塊稱之為薄纖維帽斑塊 (TCFA)[7]。但是由于頸動脈斑塊體積和解剖位置與冠狀動脈斑塊不同，研究[8-9]認為，頸動脈斑塊趨于破裂的最小纖維帽厚度標準應是200 μm, 大于冠狀動脈斑塊的65 μm標準。

2 頸動脈狹窄與斑塊穩定性

頸動脈粥樣硬化引起的動脈狹窄或者閉塞可引起同側腦缺血或缺血性腦卒中。從解剖學看，頸動脈動脈粥樣硬化主要累及顱外段頸動脈分叉處以及頸內動脈起始處，可導致遠心端相應供血區的血運障礙[10]。

3 動脈粥樣硬化與斑塊穩定性的發病機制

動脈粥樣硬化的發生有多種學說，但是目前主流學說是“內皮損傷-炎癥反應”學說[11]。在各種危險因素的刺激下，富含膽固醇的低密度脂蛋白(LDL)會滲入內皮或黏附到蛋白聚糖等細胞外基質成分上，因此會在血管內膜下積累并且被活性氧所氧化變成氧化低密度脂蛋白(oxLDL), 巨噬細胞不斷攝取oxLDL并逐漸轉為泡沫細胞，但巨噬細胞過度吞噬 oxLDL會導致內質網應激過載，引起巨噬細胞的凋亡[12]。巨噬細胞凋亡會被吞噬細胞吞噬，其中大致經歷了3 個過程: “尋找我” “吃我” “吞噬我”，凋亡的巨噬細胞會發出信號，吞噬細胞會循著信號找到凋亡的巨噬細胞并將其吞噬降解[13]。動脈粥樣硬化的早期，巨噬細胞的凋亡能夠被吞噬細胞及時清除，有效阻止脂質核心擴大; 動脈粥樣硬化進展期，越來越多的巨噬細胞凋亡，再加上吞噬過程中的信號通路受阻，這樣的吞噬作用越來越不足以清除凋亡的巨噬細胞，因此脂質核心逐漸擴大[14]。因此，巨噬細胞在動脈粥樣硬化發病全程均有重要作用，并且巨噬細胞極化表型與胞葬功能密切相關。

3.1 巨噬細胞凋亡和胞葬功能

巨噬細胞凋亡和平滑肌細胞凋亡是動脈粥樣硬化發展過程中的一把雙刃劍。斑塊產生的早期階段，巨噬細胞凋亡的作用是保護斑塊穩定性。然而，在隨后的階段，當凋亡細胞變成碎片，胞葬功能不足時，會導致繼發性壞死性凋亡，引起繼發的炎癥反應，壞死脂質核心擴大[15]。胞葬功能清除凋亡細胞共有4 個步驟: 巨噬細胞凋亡、“尋找我”“吃我”和吞噬過程。見圖2。

A: 巨噬細胞凋亡過程(大量內質網應激物刺激巨噬細胞,激活凋亡信號通路,使巨噬細胞凋亡); B: “尋找我”信號傳導(凋亡細胞釋放S1P和LPC等凋亡信號,促使吞噬細胞趨向凋亡細胞); C: “吃我”信號傳導(吞噬細胞找到凋亡細胞后,凋亡細胞釋放“吃我”信號); D: 胞葬過程(吞噬細胞通過MerTK、CD36、TGM2等受體介導凋亡細胞至吞噬細胞內部進行胞葬消化)。圖2 胞葬過程示意圖

3.1.1 巨噬細胞凋亡: 巨噬細胞大量吞噬oxLDL后，內質網應激過載，分別通過C/EBP同源蛋白(CHOP)/B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2), 鈣/鈣調蛋白(CaM)依賴的蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)/信號轉導與轉錄激活子1(STAT-1)以及還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)氧化酶/活性氧等信號通路啟動凋亡程序[16-18]。

3.1.2 “尋找我”: 巨噬細胞凋亡后即可釋放“找我”信號1-磷酸鞘氨醇(S1P)或者溶血磷脂酰膽堿(LPC), 吞噬細胞即可通過與“找我”信號分子的結合尋找凋亡細胞[19-20]。

3.1.3 “吃我”: 吞噬細胞根據“找我”信號分子的指引找到凋亡細胞，此時的凋亡細胞可發出“吃我”信號分子，包括生長抑制特異性蛋白6(Gas6)、正五聚蛋白3(Pentraxin 3)、乳脂肪球表皮生長因子8(MFG-E8)等信號分子，吞噬細胞可根據這些信號分子與凋亡細胞結合[21-23]。

3.1.4 吞噬過程: 與凋亡細胞結合后，吞噬細胞需要通過特殊受體將凋亡細胞傳送到吞噬細胞內部進行消化, Mer受體酪氨酸激酶(MerTK)、谷氨酰胺酶2(TGM2)、B類清道夫受體(CD36)是介導凋亡細胞進入吞噬細胞內部的重要受體，通過其引導，才能將凋亡細胞成功運送到吞噬細胞體內并完成消化[24-26]。由于胞葬功能不足以清除越來越多的凋亡細胞，最終可能導致斑塊破裂[13]。除了以上吞噬過程，胞葬功能本身也能激發多種抗炎和促分解的信號通路，具有增強抗炎細胞因子釋放同時減少促炎細胞因子分泌的作用。

3.2 巨噬細胞表型極化與斑塊穩定性

除巨噬細胞胞葬功能可調控斑塊穩定性之外，巨噬細胞的表型極化還可通過介導胞葬功能參與斑塊穩定性的調控。巨噬細胞根據激活方式的不同可分為經典激活的M1型巨噬細胞和替代激活的的M2型巨噬細胞, M1型和M2型巨噬細胞在表面受體表達。細胞因子和趨化因子對胞葬功能的影響截然不同。M1型促炎的巨噬細胞活化是由γ-干擾素(IFN-γ)、脂多糖(LPS)等促炎因子激活產生的，主要表現是巨噬細胞的抗原提呈能力提升，補體介導的吞噬能力增強，加劇炎癥的因子大量釋放，同時CXC趨化因子配體10(CXCL10)、CXC趨化因子配體9(CXCL9)等也同時釋放[27]。研究[28]表明, M1巨噬細胞是分布于人斑塊肩部的巨噬細胞的主要類型，其位置易發生斑塊破裂，M1型巨噬細胞可通過減弱胞葬功能來影響斑塊穩定性。

M2型巨噬細胞是由白細胞介素1β(IL-1β)、白細胞介素4(IL-4)和白細胞介素13(L-13)激活，形成M2型巨噬細胞，分泌白細胞介素10(IL-10), 白細胞介素-1受體拮抗劑(IL-1Ra)等細胞因子，發揮免疫調節和抑制免疫反應的發生[29]。研究[30]表明, M2巨噬細胞能夠增強胞葬功能，增加斑塊穩定性。M2巨噬細胞聚集在斑塊周圍區域，通過致力于增加胞葬功能和避免斑塊中心壞死核心的生長，從而有效清除凋亡細胞，延緩脂質壞死核心增大，從而增強了斑塊穩定性。

4 影像學評估與斑塊穩定性

頸動脈硬化狹窄和斑塊不穩定性的危害性大，目前頸動脈硬化狹窄的治療手段以手術治療為主，但是根據國際血管外科指南推薦，部分頸動脈狹窄患者的治療方案仍需要良好的術前影像學評估。因此，斑塊穩定性的影像學評估對于頸動脈狹窄治療方案的選擇相當重要。

目前臨床上頸動脈斑塊的影像學評估包括B型超聲檢查、超聲造影(CEUS)、高分辨核磁共振成像、CT血管造影(CTA)和分子影像等影像學方法。B型超聲檢查是較早應用于頸動脈斑塊的技術，主要用于評估頸動脈斑塊的回聲強度，但B型超聲檢查是定性檢查，主觀性強，不同操作者得出的結論可能不同。因此，B型超聲的應用范圍相對有限[31]。CEUS是在常規超聲基礎上，通過外周靜脈注射造影劑增強血流散射強度。斑塊磁共振成像 (MRI)適合于評價纖維帽厚度、脂質核心大小和斑塊內出血。學者[32-33]發現，頸動脈狹窄患者的斑塊MRI可顯示出斑塊內出血、鈣化灶、斑塊潰瘍、富含脂質的核心、纖維帽變薄或者斑塊破裂的影像學特征，而且這些特征與腦卒中或者一過性腦缺血癥狀具有相關性[34]。CT血管造影亦可以評價斑塊特征，特別是多層螺旋CT血管造影，早期顯影和延遲顯影的CT值增加預示著斑塊纖維帽的厚度增加，脂質核心減小，新生血管密度和斑塊內出血減少[35]。

除了上述常見影像學技術，分子影像和基于新技術的成像方法也可用于斑塊穩定性評估。氟代脫氧葡萄糖(18FDG)顯像不僅可以反映斑塊內炎癥嚴重程度，而且頸動脈18FDG顯像增加預示著頸動脈硬化狹窄患者的腦卒中復發率更高[35]; 偏振敏感光學相干斷層掃描(PSOCT)和激光散斑成像(LSI)等激光相干成像技術，可以通過測量纖維帽膠原含量來評估纖維帽厚度[36]。

因此，無論是術前、術中還是術后，斑塊穩定性與腦卒中事件息息相關。因此，術前進行斑塊穩定性影像學評估能夠提早發現不穩定斑塊，從而做出相應預防措施，減少腦卒中事件的發生。

5 生物標志物與斑塊穩定性

除應用影像學檢查直接評估斑塊形態外，還可以通過血液或斑塊內的分子標志物來評估斑塊穩定性。這些分子標志物能夠在一定程度上預測斑塊穩定性，并評估疾病是否進展和治療干預試劑的有效性。這些分子標志物大概分為11類，均能對應美國心臟學會的羅馬數字病理學分型[37]。本文選擇近年來在冠狀動脈和頸動脈研究中具有代表性的5類分子標志物進行討論，包括超敏C反應蛋白(hs-CRP)、單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、基質金屬蛋白酶-9(MMP-9)、妊娠相關血漿蛋白A(PAPP-A)和微小核糖核酸(MicroRNA)。

hs-CRP: 研究[38]認為，頸動脈或冠狀動脈斑塊中，患者血液高表達的hs-CRP均提示斑塊不穩定; 但另有研究[39]認為，高血壓人群的頸動脈斑塊穩定性與CRP表達水平無相關性。2個研究結論不同，可能是由所選研究人群的高血壓患者比例不同導致的。

MCP-1: MCP-1是調節單核-巨噬細胞遷移和穿梭最終重要的細胞因子。臨床研究[40]發現，血液中較高MCP-1水平與隨訪10個月的心肌梗死事件發生率或者病死率有關，并且是獨立風險因子。但頸動脈斑塊研究[41]卻發現, MCP-1與斑塊穩定性無明顯相關性。

MMP-9: 在眾多基質金屬蛋白酶中, MMP-9與心血管事件發生率最為相關，原因可能是MMP-9能夠促進脂質核心擴大和分解纖維帽的細胞外基質，導致斑塊不穩定，從而導致心血管事件發生率增高[42-43]。

妊娠相關蛋白A(PAPP-A): 在大型臨床研究[44]中, PAPP-A對缺血性心臟病、心肌梗死及病死率有獨立預測作用。同時在頸動脈斑塊研究[45]中, PAPP-A的rs7020782單核苷酸多態性可能是頸動脈不穩定斑塊的獨立危險因子。

MicroRNA: 冠狀動脈研究[46]中，部分MicroRNAs與冠狀動脈的斑塊穩定性相關，而頸動脈研究發現, MicroRNA-23a-5p可通過影響脂質代謝來促進斑塊進展[47]。

因此，生物標志物與斑塊穩定性進展息息相關，但是這些生物標志物目前的研究仍有爭議，是否能夠直接應用于頸動脈術前診斷仍需要更多的臨床試驗加以驗證。

6 小 結

研究證實，巨噬細胞表型極化和胞葬功能在斑塊穩定性發展過程中具有重要作用，進一步加深了對巨噬細胞表型極化和胞葬功能清除凋亡細胞的細胞功能和分子機制的理解。同時，本文回顧了影像學評估以及生物標志物與斑塊穩定性的關系，為術前治療方案提供了更多的選擇。未來應進一步對巨噬細胞功能與斑塊穩定性進行研究，并與影像學或生物標志物結合，為頸動脈狹窄患者的治療方案選擇提供參考依據。