龔宇田,黎潔潔
缺血性卒中被認(rèn)為是一種病因復(fù)雜的綜合征,其中動(dòng)脈粥樣硬化是主要病因之一[1]。動(dòng)脈粥樣硬化是動(dòng)脈壁上沉積的一層包括膽固醇結(jié)晶在內(nèi)的粥樣物質(zhì)。研究表明許多炎癥細(xì)胞及炎癥因子參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展,動(dòng)脈粥樣硬化本質(zhì)上被認(rèn)為是一種慢性炎癥性疾病[2]。許多腦血管病危險(xiǎn)因素,包括高血脂、高血壓、糖尿病、肥胖、吸煙等,通過啟動(dòng)炎癥反應(yīng)促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展,最后導(dǎo)致缺血性卒中的發(fā)生。IL-6作為炎癥因子,參與了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展,且在缺血性卒中發(fā)生中起了重要的作用,被認(rèn)為是潛在的預(yù)防心腦血管疾病的靶點(diǎn)。
動(dòng)脈粥樣硬化病變主要表現(xiàn)為動(dòng)脈血管內(nèi)皮和平滑肌細(xì)胞受損,繼而引起繼發(fā)性細(xì)胞過度反應(yīng),這種細(xì)胞反應(yīng)的機(jī)制以及表現(xiàn)形式與炎癥反應(yīng)類似。IL-6的表達(dá)調(diào)控遵循轉(zhuǎn)錄機(jī)制,在血管內(nèi)皮組織損傷時(shí),IL-6瞬時(shí)表達(dá)增加,激活級(jí)聯(lián)免疫防御機(jī)制,IL-6與跨膜受體IL-6R結(jié)合組成復(fù)合體,該復(fù)合體再與膜糖蛋白130(glycoprotein 130,gp130)結(jié)合形成同源二聚體,激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,包括Janus激酶-信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子(Janus kinase-signal transducer and activator of transcription,JAK-STAT)以及絲裂原激活蛋白激酶(mitogen activation protein kinase,MAPK)通路[3]。其中,JAK1-STAT3通路是細(xì)胞因子IL-6家族的主要信號(hào)通路,影響一系列維持正常生命活動(dòng)的基本功能。IL-6的多種靶基因的轉(zhuǎn)錄是由轉(zhuǎn)錄因子STAT3激活引起的,STAT3的激活也刺激了編碼細(xì)胞因子信號(hào)抑制因子通路的快速激活和失活以維持人體內(nèi)正常的炎癥反應(yīng)和抗炎反應(yīng)的平衡。然而,在動(dòng)脈粥樣硬化中IL-6的激活未能及時(shí)終止,因此導(dǎo)致疾病的不斷惡化[4]。
從細(xì)胞學(xué)角度看,單核巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞是動(dòng)脈粥樣斑塊的重要細(xì)胞成分。Miyaura等[5]通過研究發(fā)現(xiàn)IL-6在抑制髓系白血病M1細(xì)胞增殖的同時(shí)還具有誘導(dǎo)其分化為巨噬細(xì)胞的作用。而Minami等[6]的研究通過對(duì)比野生型小鼠和STAT3變異型小鼠M1系細(xì)胞在IL-6培養(yǎng)下的分裂分化情況,發(fā)現(xiàn)這一作用是通過JAK1-STAT3通路實(shí)現(xiàn)的。巨噬細(xì)胞被IL-6激活后會(huì)分泌單核細(xì)胞趨化蛋白(monocyte chemotactic protein,MCP),將單核細(xì)胞募集到內(nèi)皮下參與斑塊形成[7]。IL-6誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞表面表達(dá)低密度脂蛋白受體(low-density lipoprotein receptor,LDLR),促進(jìn)巨噬細(xì)胞攝取低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL),加速脂質(zhì)沉積并促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成[8]。IL-6會(huì)引起巨噬細(xì)胞中細(xì)胞黏附分子CD44的高表達(dá),正反饋促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌IL-6,進(jìn)而加劇動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展[9]。研究表明,IL-6同樣可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[10]。IL-6與可溶性IL-6受體(soluble IL-6 receptor,sIL-6R)刺激內(nèi)皮細(xì)胞使血管內(nèi)皮-鈣黏蛋白發(fā)生磷酸化。而血管內(nèi)皮鈣黏蛋白是介導(dǎo)相鄰的同源細(xì)胞結(jié)合黏附的重要結(jié)構(gòu)蛋白,其分解會(huì)導(dǎo)致血管損傷。與此同時(shí),IL-6可增加血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的產(chǎn)生。VEGF的增加和血管內(nèi)皮鈣黏蛋白的磷酸化會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的血管通透效應(yīng),從而繼續(xù)促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生,進(jìn)而導(dǎo)致在血管內(nèi)形成動(dòng)脈粥樣硬化斑塊。
動(dòng)脈粥樣硬化是缺血性卒中的一個(gè)主要病因,在缺血性卒中的發(fā)生發(fā)展中,IL-6同樣發(fā)揮了重要作用。IL-6主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞、Th2細(xì)胞產(chǎn)生,通過與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白gp130與特異性的IL-6R相結(jié)合,激活該信號(hào)通路的CRP等下游介質(zhì),進(jìn)而在免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。具體機(jī)制:①啟動(dòng)活化B細(xì)胞的增殖分裂,產(chǎn)生抗體;②誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖分化及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocytes,CTL)活化;③刺激肝細(xì)胞生成急性期蛋白,參與炎癥反應(yīng)。有研究表明T細(xì)胞參與了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成和生長[11],因此,IL-6可能直接或間接地參與了缺血性卒中動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。
Gredal等[12]通過自發(fā)性卒中動(dòng)物模型,發(fā)現(xiàn)自發(fā)性缺血性卒中家犬血漿和腦脊液中的IL-6水平顯著高于健康對(duì)照犬(P=0.04)。Song等[13]研究比較缺血性卒中患者和健康對(duì)照者的血漿IL-6水平,發(fā)現(xiàn)卒中患者IL-6水平明顯高于健康對(duì)照者。為了探究缺血性卒中患者體內(nèi)IL-6水平在卒中發(fā)病后的變化,Acalovschi等[14]測定了48例急性缺血性卒中患者發(fā)病后不同時(shí)間點(diǎn)血漿IL-6、sIL-6、可溶性gp130(soluble gp130,sgp130)水平,發(fā)現(xiàn)卒中后患者血漿IL-6水平顯著升高,同時(shí)sgp130水平短暫降低,且這種變化存在遺傳相關(guān)性。Waje-Andreassen等[15]則測定了11例缺血性卒中患者發(fā)病后長達(dá)1年的血IL-6水平的變化,發(fā)現(xiàn)卒中發(fā)病后患者血IL-6水平明顯升高,與卒中病變體積呈正相關(guān)。Smith等[16]一項(xiàng)小樣本的前瞻性研究證實(shí),血漿IL-6峰值水平與缺血性卒中發(fā)病3個(gè)月基于CT評(píng)估的梗死體積和mRS評(píng)分呈顯著正相關(guān)。而在另一項(xiàng)入組輕中度卒中(NIHSS≤15分)患者的研究中,并沒有發(fā)現(xiàn)IL-6水平和卒中嚴(yán)重程度相關(guān)[17]。提示IL-6水平和卒中嚴(yán)重程度的相關(guān)性可能在病灶更大、病情更重的患者中更為明顯。
除了病情嚴(yán)重程度、功能預(yù)后,早期的許多流行病學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)IL-6和動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的發(fā)生、預(yù)后存在相關(guān)性,且獨(dú)立于傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素[18-19]。在缺血性卒中方面,Chen等[20]從基因?qū)用娣治鯥L-6rs1800795基因多態(tài)性與缺血性卒中易感性的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)IL-6rs1800795的多態(tài)性與亞洲人種缺血性卒中的易感性有顯著的相關(guān)性。新近的動(dòng)脈粥樣硬化多種族研究(multi-ethnic study of atherosclerosis,MESA)亞組研究納入6617例受試者,發(fā)現(xiàn)在校正傳統(tǒng)危險(xiǎn)因素、hs-CRP等其他炎癥因子及他汀藥物的使用后,IL-6仍然與卒中發(fā)生存在顯著相關(guān)性,而且這種相關(guān)性比IL-6和冠心病之間的關(guān)系更明顯[21]。另一項(xiàng)卒中地理和種族差異研究(reasons for geographic and racial differences in stroke,REGARDS)納入3萬余例受試者,隨訪5.4年,采用巢式病例對(duì)照研究的方式檢測IL-6、IL-8、IL-10水平,并分析其與首發(fā)卒中之間的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn)IL-6水平升高會(huì)明顯增加卒中發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)IL-6與卒中發(fā)生的關(guān)系獨(dú)立于傳統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因素[22]。
有學(xué)者試圖進(jìn)一步探索IL-6和動(dòng)脈粥樣硬化性疾病之間是否為因果關(guān)系。2012年,研究對(duì)125 222例受試者進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn),IL-6R(rs2228145)與冠心病常見危險(xiǎn)因素包括高血脂、高血壓、肥胖、高血糖和吸煙無關(guān);但與IL-6、CRP、纖維蛋白原蛋白表達(dá)水平相關(guān),同時(shí)與冠心病發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[23],表明IL-6R通路和冠心病存在因果關(guān)系,即IL-6R是冠心病的致病因素。同年發(fā)布的另一項(xiàng)研究結(jié)果采用孟德爾隨機(jī)化原理,再次證實(shí)IL-6R通路和冠心病的發(fā)生存在因果關(guān)系[24]。
靶向IL-6通路的臨床試驗(yàn)陸續(xù)開展。2017年的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照研究——卡那單抗抗炎性血栓形成結(jié)果研究(canakinumab antiinflammatory thrombosis outcomes study,CANTOS)[25],針對(duì)IL-6的上游IL-1β作為治療靶點(diǎn),發(fā)現(xiàn)IL-1β特異性靶向制劑卡那單抗能降低心肌梗死后15%的主要不良心血管事件,而這種治療的有效性與IL-6、CRP水平的下降相關(guān)。另一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照研究——降低心血管炎癥試驗(yàn)(cardiovascular inflammation reduction trial,CIRT)并未發(fā)現(xiàn)甲氨蝶呤對(duì)心血管事件的保護(hù)作用,同時(shí)不能降低IL-6或CRP水平[26],間接表明了IL-6通路在動(dòng)脈粥樣硬化性疾病中的靶點(diǎn)治療意義。
秋水仙堿是另一個(gè)臨床中常用的非特異性抗炎藥物,其藥理作用被認(rèn)為和拮抗IL-6的上游炎癥小體核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域(nucleotide-binding oligomerization domain,NOD)樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3,NLRP3)有關(guān)。早期的秋水仙堿在慢性冠心病患者中的作用研究(low dose colchicine for secondary prevention of cardiovascular disease,LoDoCo)發(fā)現(xiàn)服用小劑量秋水仙堿進(jìn)行抗炎治療可以降低動(dòng)脈粥樣硬化風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生率(5.3%vs. 16%)[27]。之后進(jìn)行的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對(duì)照試驗(yàn)——秋水仙堿心血管結(jié)局試驗(yàn)(colchicine cardiovascular outcomes trial,COLCOT),沿用了小劑量秋水仙堿的治療方案,結(jié)果顯示秋水仙堿組的主要終點(diǎn)事件發(fā)生率為5.5%,而安慰劑組發(fā)生率為7%(HR0.77,95%CI0.61~0.96),研究表明小劑量秋水仙堿可降低心肌梗死患者缺血性心血管事件風(fēng)險(xiǎn)[28]。雖然如此,阻斷IL-6對(duì)缺血性卒中的治療意義尚不清楚,目前正在進(jìn)行的Ⅲ期臨床試驗(yàn)秋水仙堿預(yù)防非心源性卒中血管炎癥研究(colchicine for prevention of vascular inflammation in non-cardioembolic stroke,CONVINCE)[29],或能為這一問題提供答案。
綜上,流行病學(xué)、分子生物學(xué)證據(jù)表明IL-6影響了缺血性卒中的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后。IL-6是否可成為缺血性卒中治療的新靶點(diǎn),仍有待更進(jìn)一步的臨床研究提供證據(jù)。此外,與歐美人群不同,亞洲人群更容易發(fā)生顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化,這一生理解剖的不同是否對(duì)IL-6對(duì)缺血性卒中的治療作用產(chǎn)生影響,仍需要進(jìn)一步研究探索。
【點(diǎn)睛】結(jié)合近來報(bào)道的干預(yù)IL-6通路具有預(yù)防心血管疾病復(fù)發(fā)的作用,本綜述通過總結(jié)IL-6在缺血性卒中發(fā)生、發(fā)展和預(yù)后中的作用,為缺血性卒中治療新靶點(diǎn)的篩選提供證據(jù)。