動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)所致的
心腦血管疾病是嚴(yán)重危害人類(lèi)健康和生命的疾患之一。其病因尚不明了,公認(rèn)危險(xiǎn)因子包括年齡、性別、
高血脂、吸煙及
糖尿病等,但相當(dāng)一部分
冠心病(coronary heart disease,CHD)患者的發(fā)病及嚴(yán)重程度難以用這些因素解釋。新近發(fā)現(xiàn)諸如同型半胱氨酸、載脂蛋白A、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶基因多態(tài)性以及反映炎癥、感染的因素與AS發(fā)病密切相關(guān)。其中AS與感染的關(guān)系近20年來(lái)日益受到學(xué)者們的關(guān)注。AS感染學(xué)說(shuō)最初于19世紀(jì)末、20世紀(jì)初提出 [1] ,該學(xué)說(shuō)認(rèn)為AS是一種特殊的慢性炎癥,其發(fā)生發(fā)展與體內(nèi)微生物反復(fù)持續(xù)感染有關(guān)。至1978年Fabricant [2] 用禽
皰疹病毒感染雞誘發(fā)出與人類(lèi)相似的AS后引起學(xué)術(shù)界興趣。目前研究主要側(cè)重于肺炎衣原體(chlamydia pneumoniae,Cpn)及巨細(xì)胞病毒與AS關(guān)系可能機(jī)制,本文現(xiàn)就Cpn與AS研究進(jìn)展作一介紹。
1 Cpn生物學(xué)特性 [3~5]
Cpn是繼沙眼衣原體,鸚鵡熱衣原體以來(lái)人們發(fā)現(xiàn)的第3類(lèi)衣原體,有十余種亞型。其代表株TW-183、AR-39分別于1956年、1983年在我國(guó)臺(tái)灣和美國(guó)分離得到。是一類(lèi)介于病毒和細(xì)菌之間的專(zhuān)性細(xì)胞內(nèi)寄生物,革蘭染色呈陰性。主要經(jīng)呼吸道傳播,大約10%的肺炎、5%的鼻竇炎和4%的
支氣管炎與Cpn感染有關(guān)。且其感染多為亞臨床表現(xiàn)。新近發(fā)現(xiàn)亦可經(jīng)糞—口途徑傳播。
2 AS與Cpn相關(guān)的證據(jù)
2.1 血清流行病學(xué)調(diào)查 Cpn感染普遍,多數(shù)人一生中感染2~3次。成人中約50%血清抗體陽(yáng)性,且男性高于女性,隨年齡逐漸增高,與AS發(fā)病相符 [5] 。Saikku等 [6] 于1988年首先調(diào)查40例男性急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)病人和30例慢性冠心病(chronic coronary heart disease,CCHD)病人與41例健康人對(duì)照,用微量免疫熒光法(micro immuno fluorescence,MIF)檢測(cè)Cpn及其LPS抗體,發(fā)現(xiàn)68%的AMI患者和50%CHD病人Cpn及LPS抗體效價(jià)升高,對(duì)照組僅17%,依此提出Cpn感染可能是AS一個(gè)致病因子。繼而Saikku等 [7] 用大型前瞻性研究赫爾辛基試驗(yàn)采集到的血清,選取發(fā)生心肌梗死或心源性猝死的103例病人,應(yīng)用酶聯(lián)免疫法檢測(cè)Cpn LPS免疫復(fù)合物,MIF法檢測(cè)Cpn IgG、IgA,并設(shè)立未發(fā)病者做對(duì)照。去除吸煙、
高血壓等混雜因素后,采用Logistic回歸分析得出結(jié)論:心臟事件前3~6個(gè)月血中Cpn IgA升高和免疫復(fù)合物的出現(xiàn)是CHD的一項(xiàng)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Toss等 [8] 分析256例不穩(wěn)定型心絞痛病人和190位對(duì)照者血清,Cpn IgA陽(yáng)性率為36%和19%,差異具有顯著性。
Melnick等 [9] 對(duì)B超顯示頸動(dòng)脈壁增厚患者與對(duì)照組各326例配對(duì)比較,Cpn IgG陽(yáng)性率分別為73%和63%,提示頸動(dòng)脈AS和Cpn感染相關(guān)。Weimmer [10] 和Cook [11] 分別對(duì)58例和176例腦血管意外病人的研究亦發(fā)現(xiàn)腦血管意外患者Cpn抗體陽(yáng)性率明顯高于正常對(duì)照人群。
2.2 病理學(xué)依據(jù) 多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)、細(xì)胞免疫組化(ICC)及透射電鏡(TEM)、原位雜交,細(xì)胞培養(yǎng)等方法均為血管壁內(nèi)存在Cpn提供了直接依據(jù)。
最初Kuo等 [12] 對(duì)南非36例尸檢AS病例,應(yīng)用ICC、PCR和EM對(duì)Cpn檢出率分別為42%、43%、14%和29%,并發(fā)現(xiàn)Cpn EB局限于壞死、水腫的內(nèi)膜平滑肌細(xì)胞、泡沫細(xì)胞和粥樣斑塊中心。Esposito [13] 對(duì)30例頸動(dòng)脈AS病人舌靜脈、甲狀腺動(dòng)脈組織取材,經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)檢測(cè)到Cpn16s rRNA基因。Kuo等 [14] 應(yīng)用ICC、PCR法檢測(cè)血管搭橋術(shù)后股、動(dòng)脈閉塞病人病灶的病變血管,Cpn檢出率達(dá)48%。應(yīng)用PCR檢測(cè)132例冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后閉塞的大隱靜脈橋及正常大隱靜脈,Cpn DNA及組織勻漿培養(yǎng)Cpn檢出率分別為25%和16%,強(qiáng)烈提示Cpn與冠脈搭橋術(shù)后再狹窄、血管閉塞相關(guān) [15] 。
Jouvonen等 [16] 對(duì)腹主動(dòng)脈瘤標(biāo)本進(jìn)行研究,經(jīng)TEM在4例標(biāo)本中的3例中檢出EB。ICC法在全部12例標(biāo)本中檢出LPS,其中8例檢出Cpn特異性抗原。
2.3 動(dòng)物及體外實(shí)驗(yàn)研究 通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和體外試驗(yàn),對(duì)機(jī)體對(duì)抗Cpn感染的防御機(jī)制、免疫反應(yīng)及繼發(fā)組織損傷進(jìn)行了更深的了解。研究顯示 [17] ,一次經(jīng)鼻接種Cpn,8%的8周齡C57B2/6J鼠正常主動(dòng)脈中可檢出Cpn,而8周齡載脂蛋白E缺陷鼠單次接種Cpn20周后主動(dòng)脈檢出率為35%。對(duì)已形成AS模型鼠首次接種Cpn,16周后檢出率竟達(dá)100%。說(shuō)明Cpn不僅感染正常主動(dòng)脈,已產(chǎn)生AS的動(dòng)脈更易被侵及。Fong等 [18] 給11只新西蘭大白兔經(jīng)鼻接種Cpn,10只出現(xiàn)急性感染伴IgG明顯開(kāi)高。于第7、14天處死的2只白兔組織學(xué)處理發(fā)現(xiàn)主動(dòng)脈出現(xiàn)脂紋。泡沫細(xì)胞積聚及梭形平滑肌細(xì)胞增殖。ICC法于接種兔脾、肺、肝、主動(dòng)脈中均可檢出Cpn EB,1例主動(dòng)脈弓組織中培養(yǎng)出Cpn,而對(duì)照組所有方法檢出率均為0。
Molesteina [19] 用氣囊導(dǎo)管以4個(gè)大氣壓將Cpn接種于兔主動(dòng)脈內(nèi)壁,ICC及直接熒光免疫法均見(jiàn)接種部位及遠(yuǎn) 端有AS形成。其另一項(xiàng)研究經(jīng)鼻接種20只低脂喂養(yǎng)兔,其中10只同時(shí)予阿齊霉素干預(yù)并另選10只假接種兔對(duì)照。3個(gè)月后觀察發(fā)現(xiàn),前兩組Cpn抗原持續(xù)存在,且未用藥物干預(yù)組AS程度明顯重于后兩組。提示Cpn可能啟動(dòng)、加快AS過(guò)程。
在細(xì)胞水平上,Gaydos [20] 以U937巨噬細(xì)胞(macroph-ages,MФ)為Cpn載體成功感染了人類(lèi)外周單核細(xì)胞衍生巨噬細(xì)胞、支氣管肺泡灌洗MФ,人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞,肺動(dòng)脈及主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞。尸檢所得人冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞與載體共同離心、過(guò)夜均可獲感染。Kalayoglu [21] 用Cpn EB和提純的Cpn LPS感染RAW-264.7系MФ,可見(jiàn)MФ內(nèi)膽甾烯酯積聚、MФ轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞。
2.4 抗生素干預(yù)的影響 如Cpn與AS相關(guān)并啟動(dòng)、加速AS進(jìn)程,應(yīng)用抗Cpn藥物將對(duì)AS發(fā)生影響。基于這一假設(shè),ROXIS [22] 試驗(yàn)選取204例不穩(wěn)定型心絞痛及非Q波心肌梗死病人,試驗(yàn)組予羅紅霉素150mg,每日2次口服。以心肌梗死(myocardial infarction,MI)、不穩(wěn)定型心絞痛發(fā)作及猝死作為觀察終點(diǎn),發(fā)現(xiàn)31天內(nèi)試驗(yàn)組心血管事件發(fā)生率明顯低于服用安慰劑組,隨訪6個(gè)月差異有顯著性 [23] 。
新近Meier等 [24] 選取英國(guó)基層醫(yī)療研究資料庫(kù)1992~1997年的3315例年齡在75歲以下的首次AMI患者,與13139例年齡、性別、就醫(yī)情況和入選時(shí)間相匹配的對(duì)照者比較發(fā)現(xiàn):發(fā)生AMI者四環(huán)素、喹諾酮類(lèi)藥物用量明顯少于對(duì)照組。Gupta [25] 予Cpn抗體滴度增高的心肌梗死患者應(yīng)用阿齊霉素后,病人血清纖維蛋白原及單核細(xì)胞整合素CD11b/CD11c水平下降,提示抗Cpn可降低該類(lèi)患者AS危險(xiǎn)因素。
3 Cpn致AS可能機(jī)制
目前認(rèn)為AS是由于多種損傷因素反復(fù)不斷刺激引發(fā)的一種機(jī)體以局部細(xì)胞增殖、纖維增生為基本病變的保護(hù)性炎癥反應(yīng)。Cpn可能作為一損傷因素觸發(fā)炎癥反應(yīng)并通過(guò)與機(jī)體免疫系統(tǒng)及局部細(xì)胞間相互作用促進(jìn)AS發(fā)展。其可能機(jī)制如下:
Cpn感染肺部,由肺MФ吞噬并在其中生長(zhǎng)一段時(shí)間后破壞MФ,釋放EB及LPS、MOMP等結(jié)構(gòu)成分。EB重新感染并損傷血管中單核細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞平滑肌細(xì)胞(SMC),釋放LPS氧化物質(zhì)及MOMP等一些毒性成分。其中LPS可通過(guò)激活MФ并使其攝取過(guò)多膽固醇演化為泡沫細(xì)胞 [21] 。且此過(guò)程不依賴(lài)經(jīng)典的apoE/B、低密度脂蛋白(LDL-C)受體途徑 [26] 。
LPS與血漿LDL-C及HDL-C結(jié)合,使之具抗原性和內(nèi)皮毒性。并可誘導(dǎo)
腫瘤壞死因子-α(tissue necrosis fac-tor,TNF-α)、白細(xì)胞介素-2(interleukin,IL-2)、IL-6、IL-8,干擾素-γ(IFN-γ)、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)等細(xì)胞因子的產(chǎn)生 [26,27] 。這些細(xì)胞因子中,TNF-α可誘導(dǎo)SMC表達(dá)血小板源生長(zhǎng)因子、清道夫受體的RNA。促進(jìn)SMC增殖及SMC源泡沫細(xì)胞的產(chǎn)生。 [28] IFN-γ抑制脂蛋白酶,導(dǎo)致脂蛋白代謝紊亂,使三酰甘油水平升高、高密度脂蛋白水平下降,利于AS形成、發(fā)展。同時(shí)這些細(xì)胞因子誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基、氧化LDL-C并吸引單核細(xì)胞等炎性細(xì)胞在損傷內(nèi)皮處聚集,加重了局部血管的損傷 [29] 。LPS還可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)熱休克蛋白(heat shock protein,HSP)60,通過(guò)酪氨酸蛋白磷酸化途徑活化磷酸化P42/P44絲裂原活化蛋白激酶途徑(MAPK)誘導(dǎo)黏附分子的表達(dá)。其中包括細(xì)胞間黏附分子(ICAM-1)、血管黏附分子-1(VCAM-1)、E-選擇素等,這些黏附分子通過(guò)促進(jìn)炎癥細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用而介導(dǎo)組織損傷 [30,31] 。
Cpn HSP(cHSP)和MOMP是其兩個(gè)主要抗原。近來(lái)研究顯示,Cpn通過(guò)cHSP激活機(jī)體自身免疫反應(yīng)在AS形成中起關(guān)鍵作用。Cpn感染細(xì)胞時(shí)大量表達(dá)cHSP并使機(jī)體產(chǎn)生抗cHSP抗體。cHSP與人HSP(hHSP)具高度同源性,因此引發(fā)自體免疫反應(yīng),通過(guò)補(bǔ)體途徑及抗體依賴(lài)的細(xì)胞毒性作用損傷內(nèi)皮細(xì)胞及MФ [32] 。
氧化的LDL及一些細(xì)胞因子均能誘導(dǎo)參與AS的各類(lèi)細(xì)胞表達(dá)hHSP60,加之壞死細(xì)胞中hHSP60的釋放,使機(jī)體局部、循環(huán)中hHSP60大量增加。hHSP60本身可通過(guò)LPS受體CD14途徑和p38MAPK途徑激活單核細(xì)胞及單核細(xì)胞衍生的MФ。至此,hHSP喪失其作為應(yīng)激蛋白對(duì)損傷的保護(hù)作用而成為一很強(qiáng)的促炎、促損傷因子 [33] 。同時(shí)cHSP60和hHSP60均可誘導(dǎo)MФ產(chǎn)生TNF-α及基質(zhì)金屬蛋白酶。后者可降解血管基質(zhì)成分,其產(chǎn)生與調(diào)控失衡是導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定、急性冠脈綜合征發(fā)生的一個(gè)重要因素 [34] 。此外,Cpn在感染內(nèi)皮細(xì)胞和SMC72h之內(nèi),通過(guò)活化核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB p50/p65異二聚體、降解其抑制蛋白FκBγ而誘導(dǎo)細(xì)胞過(guò)量表達(dá)組織因子、凝血酶原激活物抑制劑-1(PAI-1)和IL-6 [35] 。加之EB刺激MФ產(chǎn)生組織因子,激活Ⅶ因子及免疫反應(yīng),并誘生纖維蛋白原等促血栓前狀態(tài)形成的急性期反應(yīng)蛋白的產(chǎn)生。因此,Cpn可能通過(guò)前述信號(hào)傳導(dǎo)途徑觸發(fā)了一系列的級(jí)聯(lián)式反應(yīng) [33] 。
綜上所述,AS發(fā)生的感染機(jī)制可以解釋不同年齡、性別、高血脂、吸煙、糖尿病等易患因素與AS發(fā)生的密切關(guān)系,基本上滿足了Koch關(guān)于病原體感染與疾病關(guān)系的假說(shuō)。相信隨著分子生物學(xué)技術(shù)的介入和臨床大型干預(yù)性試驗(yàn)的進(jìn)一步開(kāi)展,人類(lèi)對(duì)AS的研究與干預(yù)必將跨入一個(gè)新的時(shí)代。(參考文獻(xiàn):肺炎衣原體感染與動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展,高君武,中華現(xiàn)代內(nèi)科學(xué)雜志2005年第2卷第4期)