王銘 孫瑞紅

動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)是一種慢性炎癥性血管疾病，是缺血性心腦血管疾病的主要病理學(xué)基礎(chǔ)。AS斑塊形成主要是由巨噬細(xì)胞的遷移、活化、浸潤和增殖引發(fā)的炎癥反應(yīng)來介導(dǎo)的。此外，巨噬細(xì)胞分泌大量的蛋白酶和組織因子，以促進(jìn)炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)沉積和斑塊破裂。因此，巨噬細(xì)胞被視為用于控制AS的新的突破點。巨噬細(xì)胞具有異質(zhì)性，其表型和功能受周圍微環(huán)境的調(diào)節(jié)，并且在體內(nèi)外多種情況下表現(xiàn)出一系列的炎癥特征和功能特性。M1(炎性)/M2(抗炎)巨噬細(xì)胞平衡極化決定著炎癥或損傷中器官的命運。當(dāng)感染或炎癥嚴(yán)重到影響器官時，巨噬細(xì)胞首先表現(xiàn)出M1表型，以釋放針對其損傷刺激的TNF-α、IL-1β、IL-12和IL-23。但是，如果M1表型繼續(xù)發(fā)展，則可能導(dǎo)致組織損傷；此時M2巨噬細(xì)胞會分泌大量的IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)以抑制炎癥，幫助組織修復(fù)、重塑，血管生成并保持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)。本綜述討論了有關(guān)M1及M2巨噬細(xì)胞極化在AS進(jìn)程中作用的最新研究，以期為AS的治療提供新的思路。

1 巨噬細(xì)胞極化

M1巨噬細(xì)胞通常由輔助型T細(xì)胞(Th1)細(xì)胞因子(如IFN-γ和TNF-α)或細(xì)菌脂多糖(LPS)來識別誘導(dǎo)，在產(chǎn)生M1巨噬細(xì)胞的同時還會分泌較高水平的促炎細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-12、IL-23和環(huán)氧合酶-2(COX-2)，以及低水平的IL-10[1]。在功能上,M1巨噬細(xì)胞通過激活煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶系統(tǒng)來產(chǎn)生活性氧(ROS)，從而參與感染過程中病原體的清除。因此，M1巨噬細(xì)胞具有強大的抗微生物和抗腫瘤活性，能介導(dǎo)ROS引起的組織損傷，破壞組織再生和傷口愈合。

M2巨噬細(xì)胞由IL-4、IL-13等細(xì)胞因子誘導(dǎo)，通過IL-4受體α(IL-4Rα)激活信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白(STAT)6進(jìn)行極化。此外，IL-10也可以通過IL-10受體(IL-10R)激活STAT3來控制M2巨噬細(xì)胞極化；IL-33既可以誘導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞極化，也可以通過增強IL-13誘導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞表型極化[2]。M2巨噬細(xì)胞在功能上具有強大的吞噬能力，可以清除碎片和凋亡細(xì)胞，促進(jìn)組織修復(fù)和傷口愈合，并具有促血管生成和促纖維化的特性[3]。因此一般而言，M2巨噬細(xì)胞參與輔助型T細(xì)胞(Th2)應(yīng)答和寄生蟲清除，減輕炎癥反應(yīng)，協(xié)調(diào)促進(jìn)組織重塑、血管生成、免疫調(diào)節(jié)以及腫瘤的形成和發(fā)展。

2 AS

AS斑塊由脂質(zhì)、壞死核、鈣化區(qū)域、炎性改變的平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、免疫細(xì)胞和泡沫細(xì)胞組成。AS斑塊是巨噬細(xì)胞群的主要前體，在他們到達(dá)動脈壁之前，這些單核細(xì)胞就已經(jīng)受到全身環(huán)境中的各種病理刺激。來自AS病人和AS小鼠模型的單核細(xì)胞研究結(jié)果表明，這種暴露可以調(diào)節(jié)細(xì)胞的代謝和功能，因此，巨噬細(xì)胞在斑塊微環(huán)境中分化之前，就已將單核細(xì)胞引向炎性表型。

有研究表明，巨噬細(xì)胞在心血管疾病中可發(fā)生功能和表型的變化。在AS病人中，典型M1巨噬細(xì)胞類似于中間單核細(xì)胞，這種變化的特征是病人體內(nèi)M1巨噬細(xì)胞相關(guān)趨化因子水平升高，表明在AS中有一個更適合M1巨噬細(xì)胞的環(huán)境，并且AS的風(fēng)險增加可能導(dǎo)致M1巨噬細(xì)胞的增加。M1/M2比值與IL-1β釋放之間的相關(guān)性說明表型標(biāo)記物的功能發(fā)生改變[4]，更多的M1巨噬細(xì)胞將產(chǎn)生更多的炎性細(xì)胞因子。

巨噬細(xì)胞凋亡是AS斑塊形成各個階段的重要特征。在AS早期階段，巨噬細(xì)胞凋亡通過減少位于病變內(nèi)的細(xì)胞數(shù)量而具有積極作用，可減少病變面積。在AS進(jìn)展中，細(xì)胞凋亡及其有害作用通過內(nèi)膜吞噬細(xì)胞(主要是通過M2巨噬細(xì)胞)得以解決[5]。此外，當(dāng)斑塊變得更加復(fù)雜并且發(fā)生繼發(fā)性壞死時，在AS中可見到巨噬細(xì)胞凋亡(通常約占細(xì)胞的2%～4%)增加。并且M1和M2巨噬細(xì)胞的炎癥表型不是恒定的，這可能反映了單核細(xì)胞衍生細(xì)胞響應(yīng)微環(huán)境變化的可塑性[6]。

3 M1巨噬細(xì)胞極化與AS的進(jìn)展

M1巨噬細(xì)胞分泌多種細(xì)胞因子和趨化因子，如IL-1、TNF-α和單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1)，用于進(jìn)一步激活巨噬細(xì)胞以及AS中的其他細(xì)胞類型如內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞，并對細(xì)胞脂質(zhì)代謝也有影響。在一項針對小鼠巨噬細(xì)胞的研究中，當(dāng)巨噬細(xì)胞被極化為M1狀態(tài)時，ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運體A1的表達(dá)下調(diào)并降低了膽固醇的流出。如果機體內(nèi)發(fā)生這種情況，將形成一個惡性循環(huán)，即膽固醇積聚促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化和M1極化，繼而進(jìn)一步誘發(fā)膽固醇積聚。此外，M1巨噬細(xì)胞還分泌幾種基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)，如MMP2和MMP9，他們可以降解AS斑塊中的細(xì)胞外基質(zhì)，導(dǎo)致AS斑塊的不穩(wěn)定和破裂[7]。

隨M1/M2表面標(biāo)記物改變的是AS病人循環(huán)中M1相關(guān)趨化因子水平的升高。Caidahl等[8]觀察到AS病人及心絞痛病人血清中的CCL19水平升高，且與M2相比，M1表達(dá)上調(diào)130倍。巨噬細(xì)胞中極化的M1單核細(xì)胞，可能是導(dǎo)致CCL19水平升高的因素之一。

4 M2巨噬細(xì)胞極化與AS的消退

M2巨噬細(xì)胞在AS消退中的機制是一個尚未被完全研究的領(lǐng)域。由于M2巨噬細(xì)胞的特性包括組織重塑和炎癥消退，因此研究者們試圖將AS斑塊的變化歸因于M2巨噬細(xì)胞。Cardilo-Reis等[9]給予LDL受體基因敲除小鼠IL-13，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠體內(nèi)原有AS斑塊中的膠原蛋白含量增加，血管細(xì)胞黏附分子-1(VCAM-1)依賴性單核細(xì)胞的浸潤減少，從而導(dǎo)致斑塊中巨噬細(xì)胞的含量降低，并且這一過程是由M2巨噬細(xì)胞激活誘導(dǎo)的。Parathas等[10]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病小鼠通過減少體內(nèi)CD68+細(xì)胞向M2巨噬細(xì)胞狀態(tài)極化來阻礙AS斑塊的消退。這些小鼠AS消退模型的共同點是巨噬細(xì)胞數(shù)量減少，并且隨著M2巨噬細(xì)胞的增加，其表型特征發(fā)生了一些變化，這表明在AS消退過程中存在巨噬細(xì)胞的遷移和M2巨噬細(xì)胞的組織重塑。

M2巨噬細(xì)胞在斑塊消退中促進(jìn)炎癥消退可能是其分泌IL-10的結(jié)果。斑塊重塑可以代表M2巨噬細(xì)胞的其他2個特征，即增加膠原蛋白的分泌[11]和增強巨噬細(xì)胞清除凋亡細(xì)胞的能力[12]。在AS進(jìn)展過程中，膽固醇以膽固醇脂滴的形式儲存在斑塊巨噬細(xì)胞中的能力減弱，游離膽固醇積聚，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞凋亡[13]。如果瀕死細(xì)胞的胞吞作用遠(yuǎn)不及他們形成的速度，那么未清除的細(xì)胞碎片將積聚并成為壞死的核心。實際上，在小鼠和人類的AS斑塊中，隨著斑塊的進(jìn)展，其巨噬細(xì)胞的胞吞活性降低[14]。因此，在M2巨噬細(xì)胞中增強胞吞作用將有望清除凋亡細(xì)胞，從而停止甚至逆轉(zhuǎn)壞死核心的擴展。

M2巨噬細(xì)胞表型分為M2a、M2b、M2c和M2d 4個亞群。M2a巨噬細(xì)胞被稱為“傷口愈合巨噬細(xì)胞”，其表達(dá)高水平的甘露糖受體(CD206)并分泌促纖維化因子有助于組織修復(fù)，如纖連蛋白、胰島素樣生長因子(IGF)和TGF-β[15]。分泌高水平的IL-10和血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)，以及低水平的腫瘤壞死因子和IL-12的M2d巨噬細(xì)胞也被認(rèn)為在組織修復(fù)中具有潛在作用。與M2巨噬細(xì)胞的其他表型不同，M2d巨噬細(xì)胞不表達(dá)CD206。根據(jù)組織修復(fù)潛力和抗炎產(chǎn)物的表達(dá)，M2a和M2d在AS消退過程中可能至關(guān)重要。M2b和M2c具有調(diào)節(jié)功能，被稱為“調(diào)節(jié)性巨噬細(xì)胞”[16]，其表達(dá)高水平的IL-10和Mer受體酪氨酸激酶(MerTK)，并為他們提供高細(xì)胞吞噬能力，這在抗AS形成中起重要作用。

5 結(jié)論與展望

有研究表明，NF-κBp50[17]、MAPK信號[18]及PI3K/Akt途徑[17]可能是M2巨噬細(xì)胞極化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑。這些研究說明各種各樣的刺激可以誘導(dǎo)M2巨噬細(xì)胞活化，并且多種因素協(xié)調(diào)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)以驅(qū)動巨噬細(xì)胞M2極化。然而目前仍不清楚M2巨噬細(xì)胞的公認(rèn)特征分子以及M2在AS病理生理過程中的作用。因此，在未來的研究中，研究巨噬細(xì)胞不同亞型的區(qū)別特征將非常重要，這將有助于我們發(fā)現(xiàn)和比較不同巨噬細(xì)胞的能力，并擴大我們對巨噬細(xì)胞特別是M2巨噬細(xì)胞在多種生理和病理過程中獨特貢獻(xiàn)的理解。另一個需要明確的問題涉及M2極化和去極化的精確機制，以便我們可以選擇一些小分子來誘導(dǎo)或抑制M2巨噬細(xì)胞極化，以進(jìn)一步治療由M2巨噬細(xì)胞引起的某些疾病。

總之，極化不是固定的，因為巨噬細(xì)胞具有足夠的可塑性，可以整合多種信號，例如來自微生物、受損和死亡細(xì)胞以及正常組織微環(huán)境的信號。相關(guān)證據(jù)表明，巨噬細(xì)胞分化、極化、再極化和局部環(huán)境中激活的變化可在多種自身免疫和炎性疾病的發(fā)病中起決定性作用[9]。了解影響AS斑塊中巨噬細(xì)胞的變化，將有可能促進(jìn)更多的相關(guān)研究，以減輕心腦血管疾病高發(fā)病率和死亡率造成的負(fù)擔(dān)。