陳威宇 肖晗 郭麗君

100191 北京大學(xué)第三醫(yī)院心血管內(nèi)科

易損斑塊概念的提出源自20世紀(jì)80年代后期，強(qiáng)調(diào)易損斑塊和(或)其結(jié)局斑塊破裂繼發(fā)腔內(nèi)血栓，是急性冠狀動(dòng)脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)的病理基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，約2/3的ACS患者被證實(shí)合并斑塊破裂，但目前以易損斑塊為導(dǎo)向的個(gè)性化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和指導(dǎo)治療的效果較差，因此，人們對(duì)易損斑塊概念的有效性提出了質(zhì)疑[1-2]。本文將復(fù)習(xí)新近的研究和系統(tǒng)綜述文獻(xiàn)，針對(duì)易損斑塊及其破裂結(jié)局的病理組織學(xué)特征和機(jī)制等問(wèn)題進(jìn)行綜述。

1 易損斑塊和破裂斑塊的病理組織學(xué)特點(diǎn)

病理研究發(fā)現(xiàn)，易損斑塊最常表現(xiàn)為薄纖維帽粥樣斑塊(thin-cap fibroatheroma，TCFA)，斑塊纖維帽厚度常小于65 μm，斑塊壞死核心約占斑塊總面積的23%，斑塊內(nèi)血管平滑肌細(xì)胞稀少，伴有大量巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，這些特征與破裂斑塊的病理最為接近，被認(rèn)為是斑塊破裂的前體。

其他類型的易損斑塊有病理性內(nèi)膜增厚、厚纖維帽粥樣斑塊和鈣化斑塊伴腔內(nèi)鈣化結(jié)節(jié)、斑塊內(nèi)膽固醇結(jié)晶和新生血管生成等[2-5]，這些特征的斑塊均可通過(guò)不同的機(jī)制誘發(fā)腔內(nèi)血栓形成或斑塊破裂。病理性內(nèi)膜增厚被認(rèn)為是早期的進(jìn)展期粥樣硬化病變，其特征是內(nèi)膜層近中膜層形成脂核，多為豐富的蛋白聚糖及脂質(zhì)沉積，尚無(wú)含壞死細(xì)胞的壞死核心形成，其引起腔內(nèi)血栓的原因可能與斑塊侵蝕相關(guān)。厚纖維帽粥樣斑塊則與TCFA相對(duì)應(yīng)，纖維帽較厚，較大的壞死核心遠(yuǎn)離血管腔，少有單核巨噬細(xì)胞及淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，也是發(fā)生斑塊侵蝕的主要病理類型。鈣化斑塊伴腔內(nèi)鈣化結(jié)節(jié)多發(fā)生于高度鈣化的動(dòng)脈，其特征為腔內(nèi)可見(jiàn)“噴發(fā)式”凸出的鈣化結(jié)節(jié)，其表面缺乏內(nèi)皮及膠原附著，可誘發(fā)富含血小板的血栓。且纖維帽中微鈣化的存在可使心臟周期中作用在纖維帽上的機(jī)械張力增大而誘發(fā)斑塊破裂[4]。斑塊內(nèi)膽固醇結(jié)晶通過(guò)撕裂斑塊表層和(或)增大斑塊體積造成機(jī)械損傷，誘發(fā)血栓形成，還可促進(jìn)斑塊局部炎癥。斑塊內(nèi)新生血管壁缺乏適當(dāng)?shù)耐暾Y(jié)構(gòu)，脆性和滲透性強(qiáng)，一方面容易破裂導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血，增加斑塊體積和纖維帽張力，另一方面是血液成分和細(xì)胞因子直接進(jìn)入斑塊形成惡性循環(huán)，誘發(fā)斑塊破裂。

易損斑塊最常見(jiàn)的結(jié)局是斑塊破裂和(或)血栓形成。破裂斑塊的病理組織學(xué)表現(xiàn)是具有較大的壞死核心，壞死核心平均占斑塊面積的34%，臨近破裂處纖維帽厚度接近23 μm，95%的纖維帽厚度小于65 μm，纖維帽斷裂處有大量巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，以巨噬細(xì)胞為主，平滑肌細(xì)胞稀疏，多伴腔內(nèi)血栓形成，血栓直接與壞死核心相連[2-3]。

近年來(lái)涌現(xiàn)出的腔內(nèi)影像學(xué)技術(shù)，如血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound，IVUS)、近紅外光譜(near infrared spectroscopy，NIRS)、光學(xué)相干斷層顯像(optical coherence tomography，OCT)以及一些尚在開(kāi)發(fā)階段的技術(shù)(NIRS-IVUS、OCT-NIRS等)可一定程度地在體評(píng)估易損斑塊[6]，其中OCT被認(rèn)為是評(píng)估斑塊成分和形態(tài)最準(zhǔn)確的手段。

Stefanadis等[5]總結(jié)了薄纖維帽斑塊的組織形態(tài)特征和臨床“罪犯”傾向的易損斑塊特征，見(jiàn)表1、2。

表1 薄纖維帽粥樣斑塊的組織形態(tài)學(xué)特征[5]

表2 臨床“罪犯”傾向的易損斑塊特征[5]

2 易損斑塊和破裂斑塊的病生理機(jī)制

易損斑塊和破裂斑塊的病生理機(jī)制涉及炎癥細(xì)胞聚集、炎癥介質(zhì)釋放、泡沫細(xì)胞死亡、平滑肌細(xì)胞凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)分解等過(guò)程。新生血管、交感神經(jīng)激活、纖維帽鈣化、膽固醇結(jié)晶與生物力學(xué)變化等也是斑塊破裂的重要因素。

2.1 單核巨噬細(xì)胞

聚集于粥樣斑塊處的單核細(xì)胞，通過(guò)釋放細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α(tumour necrosis factor，TNF-α)、白細(xì)胞介素1/6(interleukin，IL-1/-6)、血小板源性內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)轉(zhuǎn)化因子α/β(transforming growth factor，TGF-α/-β)，促進(jìn)凝血瀑布，參與活性氧簇介導(dǎo)的細(xì)胞損傷并向巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化參與斑塊破裂，是破裂斑塊炎癥的始動(dòng)因子[7-8]。

巨噬細(xì)胞分泌的一些蛋白酶(金屬蛋白酶)能降解細(xì)胞外基質(zhì)，是使纖維帽變薄斷裂的重要因素。金屬蛋白酶家族主要包括基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)、解整合素金屬蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase，ADAM)和人類含Ⅰ型血小板結(jié)合蛋白基序的解整合素金屬蛋白酶(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin type 1 repeats，ADAMTS)。其中，MMP-9、ADAMTS-7被認(rèn)為能夠增加斑塊的不穩(wěn)定性。Pahk等[9]發(fā)現(xiàn)，在ApoE基因敲除小鼠中，使用CD147-CypA拮抗劑SP-8356能夠抑制其下游MMP-9的活性，縮小頸動(dòng)脈斑塊脂質(zhì)核心的面積，增加纖維帽厚度，增加斑塊穩(wěn)定性。Bengtsson等[10]在201例頸動(dòng)脈斑塊剝脫術(shù)后患者的斑塊組織研究中發(fā)現(xiàn)，血中ADAMTS-7水平升高的患者，斑塊內(nèi)平滑肌細(xì)胞減少、細(xì)胞外基質(zhì)中膠原和彈性蛋白水平降低，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有腦血管病癥狀的患者血中ADAMTS-7水平更高，且隨訪期內(nèi)血中ADAMTS-7水平升高的患者有更高的術(shù)后再發(fā)腦血管事件風(fēng)險(xiǎn)，提示升高的ADAMTS-7可能增加斑塊的不穩(wěn)定性。

斑塊內(nèi)巨噬細(xì)胞凋亡增加和功能下降是斑塊壞死核心增大的重要原因。參與巨噬細(xì)胞凋亡過(guò)程的有經(jīng)典通路核因子κB(nuclear factor κB，NF-κB)通路、干擾素(interferon，IFN)通路和Toll樣受體2/4(toll like receptor 2/4，TLR2/4)通路[11]，以及近年發(fā)現(xiàn)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplasmic reticulum，ER)通路[8]。ER是細(xì)胞在各種刺激下，出現(xiàn)如蛋白合成、鈣調(diào)節(jié)和細(xì)胞氧化還原代謝等功能的反應(yīng)性失調(diào)。ER的直接反應(yīng)是非折疊蛋白反應(yīng)子(unfolded protein response，UPR)的表達(dá)，可能涉及下列促巨噬-泡沫細(xì)胞凋亡通路[8，11-12]：(1)C/EBP同源蛋白(C/EBP-homologous protein，CHOP)途徑；(2)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激活化抑制NF-κB、蛋白激酶B(protein kinase B，Akt)和p38a以及細(xì)胞自噬等代償性細(xì)胞存活通路；(3)在ER應(yīng)激活化環(huán)境下，固有免疫模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors，PRRs)(主要包括清道夫受體和TLR)被激活，通過(guò)增強(qiáng)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶反應(yīng)和氧自由基途徑促進(jìn)凋亡和抑制細(xì)胞存活途徑；(4)脂質(zhì)代謝異?？赡芡ㄟ^(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的肌醇需求酶1(inositol requiring protein-1，IRE1)通路介導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡。

在正常生理情況下，吞噬細(xì)胞有足夠的功能儲(chǔ)備應(yīng)對(duì)巨噬細(xì)胞凋亡增加；吞噬細(xì)胞功能障礙時(shí)，則不能及時(shí)清除凋亡巨噬細(xì)胞進(jìn)而使壞死核心逐漸增大[13]。目前，吞噬細(xì)胞功能下降的機(jī)制尚未完全清楚，很多通路可能與吞噬細(xì)胞功能下降有關(guān)：(1)巨噬細(xì)胞吞噬受體(Mer receptor tyrosine kinase，MerTK)裂解，直接抑制了吞噬作用[14]；調(diào)控MerTK的通路，如CaMKIIγ/ATF6/LXRα通路能夠抑制MerTK的表達(dá)而間接抑制吞噬細(xì)胞的吞噬作用[15]；(2)TNF-α通過(guò)NF-κB1通路促進(jìn)抗吞噬分子CD47的表達(dá)來(lái)抑制吞噬細(xì)胞功能[16]；(3)干擾素調(diào)節(jié)因子5(interferon regulatory factor 5，IRF-5)能通過(guò)促進(jìn)巨噬細(xì)胞CD11c表達(dá)來(lái)抑制其吞噬作用[17]。

2.2 淋巴細(xì)胞亞群

淋巴細(xì)胞亞群的構(gòu)成改變，促炎與抗炎平衡被打破，可能是增加斑塊不穩(wěn)定性的原因。斑塊處最多的淋巴細(xì)胞亞群輔助性T細(xì)胞1(T helper 1 cell，Th1)，即CD4+細(xì)胞，是促炎因子如IFN-γ、TNF-α的主要來(lái)源，其亞型CD4+CD28nullTh1細(xì)胞，既能分泌IFN-γ和TNF-α，調(diào)節(jié)單核巨噬細(xì)胞的趨化和功能，并且能分泌穿透素和顆粒酶損傷內(nèi)皮和平滑肌細(xì)胞，還能抵抗調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells，Tregs)的炎癥抑制作用[18]。CD4+CD25+Tregs是T細(xì)胞中主要起抗炎作用的亞群。Meng等[19]在ApoE-/-小鼠頸動(dòng)脈粥樣硬化模型中的研究發(fā)現(xiàn)，注射Tregs顯示了劑量依賴性的穩(wěn)定斑塊作用，高劑量Tregs可增加Foxp3(Tregs功能的標(biāo)志性轉(zhuǎn)錄因子)以及抗炎因子TGF-β和IL-10的表達(dá)，同時(shí)降低單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemotactic protein，MCP-1)、TNF-α、IL-6以及MMP-2和MMP-9的表達(dá)，使動(dòng)物頸動(dòng)脈斑塊破裂率明顯降低，斑塊內(nèi)平滑肌細(xì)胞、膠原成分增加，巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)減少。賈敏等[20]發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)IVUS確定的易損斑塊患者中，外周血Tregs的水平是顯著降低的，而外周血微小RNA-155的水平和Tregs的水平呈正相關(guān)，提示微小RNA-155可能參與Tregs的穩(wěn)定斑塊作用。Liuzzo等[21]發(fā)現(xiàn)，與穩(wěn)定性心絞痛患者比較，ACS患者血中CD4+CD28null細(xì)胞的水平顯著升高，而Tregs則顯著降低，提示CD4+CD28null與Tregs所代表的促炎與抗炎的平衡紊亂可能是斑塊破裂的重要因素。

其他T細(xì)胞亞型的功能并非僅發(fā)揮單一的保護(hù)或促進(jìn)斑塊進(jìn)展作用，如Th2及其分泌的IL-5和IL-13，被認(rèn)為是抑制斑塊進(jìn)展的保護(hù)因子，但其標(biāo)志性分泌物IL-4，又被認(rèn)為是促斑塊因子[22]。Th17及其分泌的IL-17作用也存爭(zhēng)議，在LDLr-/-小鼠中，上調(diào)Th17細(xì)胞與其分泌的IL-17，能增加纖維帽膠原的合成；而在ApoE-/-小鼠，拮抗IL-17也增加纖維帽厚度及其膠原含量[23]。對(duì)于自然殺傷T(natural killer T，NKT)細(xì)胞，Li等[24]將NKT細(xì)胞轉(zhuǎn)入T、B細(xì)胞缺陷的ApoE-/-，Rag2-/-小鼠可見(jiàn)斑塊面積增加和巨噬細(xì)胞聚集，實(shí)驗(yàn)提示NKT細(xì)胞可能通過(guò)分泌穿透素和顆粒酶B上調(diào)血管細(xì)胞粘附分子1和MCP-1的水平而發(fā)揮促斑塊作用。

2.3 斑塊內(nèi)新生血管

不穩(wěn)定斑塊局部炎癥因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)、血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor，PDGF)、TGF-β及缺氧環(huán)境相關(guān)的缺氧誘導(dǎo)因子能促進(jìn)斑塊內(nèi)血管增生，而這類血管在發(fā)育過(guò)程中常伴有缺陷和異常，易出現(xiàn)滲漏甚至破裂，導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血，使炎癥細(xì)胞進(jìn)入斑塊，誘發(fā)斑塊不穩(wěn)定或破裂[25]。OCT檢查發(fā)現(xiàn)，有新生血管的病變斑塊破裂的發(fā)生率顯著高于無(wú)新生血管的病變，且纖維帽厚度更薄，TCFA斑塊的檢出率更高[26]。Mao等[27]用病毒載體向兔頸動(dòng)脈斑塊轉(zhuǎn)染VEGF-A、FGF-2和PDGF-BB發(fā)現(xiàn)，過(guò)表達(dá)VEGF-A、FGF-2增加斑塊新生血管、導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血和斑塊劈裂，值得一提的是，同時(shí)過(guò)表達(dá)FGF-2和PDGF-BB能夠促進(jìn)新生血管成熟和VEGF受體降解，反而起到增加斑塊穩(wěn)定性的作用。Van der Veken等[28]在小鼠中用阿昔替尼(Axitinib)拮抗VEGF治療可以減少斑塊內(nèi)新生血管、巨噬細(xì)胞聚集及斑塊內(nèi)出血，增加平滑肌細(xì)胞容量，使心肌梗死的概率減少達(dá)40%。

2.4 纖維帽微鈣化和膽固醇結(jié)晶

平滑肌細(xì)胞凋亡和巨噬細(xì)胞釋放基質(zhì)囊泡是內(nèi)膜微鈣化發(fā)生的關(guān)鍵機(jī)制，微鈣化增加斑塊不穩(wěn)定性的機(jī)制可能為增大纖維帽局部張力，放大心臟周期中施加在纖維帽上的機(jī)械力[4]。近年來(lái)學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在急性心肌梗死患者罪犯血管中，18氟化鈉正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像測(cè)定的微鈣化活性顯著高于非罪犯血管[29]。

膽固醇結(jié)晶可機(jī)械損傷斑塊導(dǎo)致斑塊裂隙生成、斑塊體積增大，同時(shí)間接參與炎癥反應(yīng)，如巨噬細(xì)胞在吞噬膽固醇晶體過(guò)程中介導(dǎo)了促炎因子IL-1的分泌[4]。臨床研究提示，針對(duì)IL-1β的人單克隆抗體Canakinumab治療心肌梗死伴有殘余炎癥持續(xù)狀態(tài)的高?；颊?，顯著降低了嚴(yán)重心臟和腦不良事件的風(fēng)險(xiǎn)[30]。

2.5 交感神經(jīng)激活

Xiao等[31]在小鼠研究中發(fā)現(xiàn)，去甲腎上腺素通過(guò)β1受體-NLRP3通路，上調(diào)IL-18表達(dá)，進(jìn)一步啟動(dòng)下游的炎癥瀑布。炎癥反應(yīng)是斑塊不穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，臨床研究中OCT檢查明確合并斑塊破裂或TCFA的患者，其血清IL-18水平顯著升高[32]。

2.6 生物力學(xué)因素

管壁剪切力(shear stress，SS)亦被稱為內(nèi)皮剪切力，是血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)作用于血管表面的摩擦力，在血管分叉、迂曲以及狹窄病變的下游肩部降低。管壁剪切力起斑塊保護(hù)作用，低剪切力通過(guò)增加內(nèi)皮對(duì)脂質(zhì)的攝取，促進(jìn)MMP過(guò)表達(dá)，募集炎癥細(xì)胞等多種途徑導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定[33]。臨床研究證實(shí)，低剪切力是預(yù)測(cè)斑塊負(fù)荷增加和管腔變狹窄的獨(dú)立危險(xiǎn)因子[34]。

斑塊結(jié)構(gòu)應(yīng)力(plaque structural stress，PSS)是動(dòng)脈壓引起血管擴(kuò)張或延展后，最終作用于血管壁或粥樣斑塊體部的應(yīng)力，與斑塊成分和形態(tài)相關(guān)，參與斑塊破裂[33]。PSS在狹窄病變的上游肩部以及薄纖維帽處升高，高PSS能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞聚集、MMP表達(dá)、抑制平滑肌細(xì)胞活性，導(dǎo)致基質(zhì)降解、纖維帽變薄，高PSS可能與斑塊內(nèi)新生血管相關(guān)，能夠誘發(fā)新生血管破裂和斑塊內(nèi)血腫。Costopoulos等[35]對(duì)比了64例經(jīng)冠狀動(dòng)脈IVUS和OCT診斷的破裂斑塊及非破裂斑塊的PSS值，發(fā)現(xiàn)破裂斑塊組PSS值顯著高于非破裂斑塊組，受試者工作特征曲線分析顯示PSS>135 kPa聯(lián)合IVUS測(cè)定纖維粥樣硬化斑塊負(fù)荷>70%能夠預(yù)測(cè)斑塊破裂。

3 小結(jié)

易損斑塊是ACS的主要病理學(xué)基礎(chǔ)，腔內(nèi)影像學(xué)和分子影像學(xué)技術(shù)可在體評(píng)估易損斑塊。動(dòng)脈斑塊破裂的發(fā)生機(jī)制復(fù)雜，炎癥反應(yīng)、新生血管、斑塊內(nèi)鈣化或膽固醇結(jié)晶、血管壁生物力學(xué)因素等通過(guò)復(fù)雜的通路參與斑塊不穩(wěn)定或破裂，為冠心病患者的預(yù)防和治療提供了新的思路和靶點(diǎn)。金屬蛋白酶、淋巴細(xì)胞亞群等炎癥因子的檢測(cè)和新生血管形成、結(jié)構(gòu)應(yīng)力等斑塊特征的識(shí)別，能幫助我們預(yù)測(cè)冠心病患者預(yù)后。近年來(lái)針對(duì)斑塊炎癥的治療，IL-1β單克隆抗體Canakinumab的大型臨床試驗(yàn)也顯示了其降低心血管事件的效果，但更多的治療靶點(diǎn)仍在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，如抑制MMPs活性、抑制新生血管生成的治療等。進(jìn)一步理解動(dòng)脈斑塊發(fā)展和破裂機(jī)制對(duì)指導(dǎo)臨床治療至關(guān)重要。

利益沖突：無(wú)