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补体与冠心病

来源:中华现代内科学杂志
摘要:冠心病(coronaryheartdisease,CHD)发病率的升高,严重危害人类的健康,但其发病机制尚不完全清楚。近年来认为炎症在CHD及其并发症的发病中起重要作用,同时也发现作为炎症的一个重要启动因素的免疫反应与CHD的发生发展有关[1]。补体作为机体免疫的重要组成部分在CHD发病机制中的作用日益受到重视。1补体......

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  冠心病(coronary heart disease,CHD)发病率的升高,严  重危害人类的健康,但其发病机制尚不完全清楚。近年来  认为炎症在CHD及其并发症的发病中起重要作用,同时也  发现作为炎症的一个重要启动因素的免疫反应与CHD的  发生发展有关    [1]    。补体作为机体免疫的重要组成部分在  CHD发病机制中的作用日益受到重视。   

  1 补体系统  

  补体是天然存在于人和脊椎动物体液中的一组具有酶  样活性的糖蛋白,可被抗原抗体复合物或其他因素激活,是  抗体发挥溶细胞作用的必要补充条件,故被称为补体。补  体是天然免疫系统的重要组成部分,既参与机体防御、免疫  调控等正常免疫反应,也在某些疾病状态下参与对组织的  免疫病理损伤。 

  补体系统是由固有成分、补体调节蛋白及介导补体活  性片断或调节蛋白生物效应的各种受体等三类约30多种  血浆蛋白组成,有经典、替代和甘露聚糖结合凝集素  (MBL)三条活化途径。补体激活可以产生具有炎症介质  的活性片断,如产生多种促炎因子(如C3a、C4a和C5a),这  些过敏毒素可激发细胞脱颗粒,释放组胺之类的血管活性  物质,增强血管通透性,并刺激内脏平滑肌收缩;补体活化  的终末复合物C5b-9可导致跨膜穿孔和细胞溶解。此  外,C5b-9尚为一系列细胞事件的中介,引起细胞内容物  的释放。   

  2 补体在CHD患者中的变化  

  研究发现,CHD患者血清中补体及激活产物(如C3、  C4、sC5b-9)升高,在急性心肌梗死(AMI)患者中最为明  显。AMI患者补体系统被激活,直接的证据是梗死区心肌  中有补体激活产物(如C5b-9,C3a等)沉积。AMI患者血  浆中C4d、Bb和C5b-9浓度明显高于正常人,AMI患者补  体系统激活程度和心肌缺血损伤范围有关    [2]    。目前激活  CHD患者补体的具体成分还不是十分清楚,已知在CHD  患者C-反应蛋白(CRP)和循环免疫复合物(CIC)浓度升  高,可通过经典途径激活补体,释放炎症介质,促进黏附和  吞噬细胞反应,使细胞溶解导致血管内皮细胞的损伤及管  壁通透性的改变,加重了心肌缺血损伤。   

  3 补体激活对CHD过程的影响   

  3.1     补体系统与动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS) AS  是一种慢性炎性疾病,是CHD的病理基础,补体活化可能  为病变形成的启动因子。大量的研究证实AS病灶内存在  补体成分及补体调节蛋白:如C3、C4、C5b-9、CR1、CR2、S  蛋白和CD59或HRF20,DAF等,电镜证实MAC在增厚的  内膜和纤维斑块中浓度最高    [9]    。动脉壁中经典补体活化  途径的启动因素可能是内皮细胞(EC)或其他成分表面抗原与抗体的结合、免疫复合物的沉积或脂蛋白的自身免疫  抗体。Seifert等    [3]    在人AS病灶中分离出一种富含胆固醇  的脂质成分LCA (lesion complement activator),可激活补体  的替代活化途径。某些微生物如衣原体也可活化替代途  径。  

  补体激活后可以产生C3a和C5a等过敏毒素,有趋化  所有骨髓衍化细胞的功能,这对缺血心肌中多核细胞的募  集和激活起了决定性作用。补体还可激活多形核细胞  (PMN),引起毛细血管的堵塞,造成心肌微循环的血液流  变学改变,加剧缺血组织损伤,补体及其激活产物也能通过  非中性粒细胞依赖的机制加剧缺血组织的损伤,损害心肌  功能,增加血管通透性,诱发平滑肌收缩。 

  补体激活的最终可生成具有溶解细胞作用的C5b-9  即膜攻击复合物(MAC),MAC可诱导EC释放碱性成纤维  细胞生长因子(bFGF)和血小板源生长因子(PDGF)。  PDGF为平滑肌细胞(SMC)迁移/增殖的介质,bFGF亦参  与动脉损伤后SMC增殖的刺激。MAC还可诱导人脐静脉  内皮细胞(HUVEC)分泌IL-8和单核细胞趋化蛋白-1  (MCP-1),但该效应缓慢且需要基因表达;MAC可上调P  -选择素的表达和von Willebrand因子(vWF)的分泌,以及  其他细胞黏附分子E-选择素和肿瘤坏死因子α(TNF-  α)刺激的细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达,亦可引  起SMC释放MCP-1。动物实验表明,AS早期病变形成过  程中C5b-9沉积先于单核细胞浸润至动脉壁发生。可见  补体活化诱导的SMC分泌的MCP-1可能为AS的重要启  动事件。  

  3.2     补体系统与缺血再灌注损伤 Hill和Ward第一次在  鼠的心肌梗死区中发现C3,暗示补体系统激活参与了缺血  /再灌注损伤。在缺血/再灌注过程中,心肌组织中的C3、  C9的mRNA表达水平迅速明显上调    [4]    ,在各种缺血/再灌  注损伤模型中,阻断补体激活有利于治疗。经研究发现,结  合在受损内皮细胞上连有补体的抗体的存在和特异阻断经  典途径可减轻组织损伤    [5]    是经典途径激活的证据,此外,  缺血心肌细胞线粒体本身可以释放一些特异性分子与C1q  结合经经典途径激活补体系统。替代途经可能直接或作为  经典途径或MBL途经放大而被激活。人内皮细胞的缺氧  和再充氧引起依赖MBL的补体激活    [6]    ,抑制MBL途经能  明显减少大鼠心肌的缺血再灌注损伤。  越来越多的证据表明CHD心肌缺血的损伤与C5b-9  有关    [7]    。C5b-9可直接破坏心肌细胞,引起心肌细胞内  Ca    2+    浓度增高和激活Ca    2+    依赖性磷脂酶,增加ATP酶的敏  感性及线粒体氧化磷酸化的损伤;C5b-9可引起微血管收  缩,心肌组织微循环障碍,引起白细胞、血小板激活和白细  胞CD18表达,黏附分子浓度的增加,导致白细胞和血小板  黏附聚集,产生自由基和血管活性物质等,破坏心肌组织;   C5b-9还可破坏淋巴细胞膜白介素-2受体(mIL-2R)表达,并与可溶性白介素-2受体(sIL-2R)共同抑制淋巴细  胞活性,致使AMI患者淋巴细胞免疫功能异常   [8]    。此外,  很少量的MAC就可通过调节前免疫介质转录基因的编码  影响细胞的功能。SC5b-9的升高与其抑制剂CD59的下  降有关    [9]    。研究表明在人急性心肌梗死(AMI)时补体调节  蛋白(如CD59)对补体介导的心肌缺血损伤有保护作用。  

  补体激活生成的过敏毒素和趋化物质,如C3a、C5a和  C567复合物等,可使血管通透性增高,造成局部组织水肿,  还可使大量中性粒细胞聚集到缺血区,加重缺血区在再灌  注时的无复流现象,聚集的中性粒细胞又可释放多种活性  因子(IL-1、IFN、TNF-α)和大量自由基,通过脂质过氧化  导致细胞损伤,而使用C3和C5a抗体可明显减少中性粒  细胞在缺血区的聚集,减轻再灌注损伤    [10,11]    。  

  3.3     补体与红细胞变形能力(ED) ED是影响血液流动  性和黏滞性的重要因素,也是保证微循环有效灌注的必要  条件。ED参与了冠心病的发生、发展,ED的下降和血浆补  体激活有密切关系。刘成玉等研究发现CHD患者的红细  胞滤过指数(EFI)、sC5b-9明显升高,且不同类型CHD之  间亦有差别    [12]    ,以AMI患者各指标升高最明显,有并发症  者和合并其他疾病患者各指标增高较无并发症和单纯  CHD者更明显。王丽君等    [13]   亦发现CHD患者的ED下降  与血浆sC5b-9的升高有密切关系。sC5b-9的升高导致  ED降低的机制尚不清楚,可能与sC5b-9升高直接作用与  红细胞产生攻膜作用,以及红细胞内钙离子浓度升高有  关    [14]    ,使红细胞膜结构和功能破坏,引起ED下降,进而参  与CHD的发病。  

  3.4     补体受体在CHD中的表达 冠心病患者外周血淋巴  细胞和红细胞上的补体受体1(CR1)明显下降,且与冠心病  病情变化有关    [15]    。CR1的降低可导致:CIC清除障碍,沉积  在心肌组织,引起心肌损伤破坏;激活白细胞,释放氧自由基  和血管活性物质,破坏心肌细胞和加重心肌缺血缺氧;对补  体系统活化后生成的MAC抑制作用减弱,使MAC沉积在心  肌组织直接破坏心肌细胞。CHD患者CR1表达下降可能与  下列因素有关:由于CHD患者血液循环中CIC增多,占据了  CR1位点,细胞膜上CR1空位减少,同时CR1在转运CIC的  过程中可被吞噬细胞释放的蛋白溶解酶破坏,导致CR1数  量的减少;也可能由于 CR1免疫调节功能紊乱,CR1免疫黏  附促进因子活性降低和免疫抑制因子活性升高,导致了  CHD患者淋巴细胞和红细胞CR1表达降低。   

  4 补体成分检测在CHD中的应用  

  补体终末复合物C5b-9是补体激活的最重要的标志  物,是反应心肌细胞坏死的极早期的可靠指标之一    [16]    。血  浆中sC5b-9浓度越高,补体激活越充分,心肌缺血损伤范  围越大,心脏功能就越差。所以激活的补体系统特别是终  末共同途径直接与心肌梗死的范围大小和心脏功能紊乱有  关。sC5b-9的动态变化参与了AMI的发生和发展,与病  情的严重程度和预后有关,可作为判断AMI患者病情严重  程度与预后及随访病情变化的重要指标。  C1抑制剂(C1INH)是血浆中的重要调节蛋白,AMI 患  者中C1INH明显升高,与血浆D-二聚体两项指标阳性率  达100%,可作为AMI早期的诊断指标之一。 

  C3与冠心病的发生发展密切相关,研究表明血清中  C3是预测心肌梗死的独立危险因子    [17]    。在从SAP到   UAP,最后发展到AMI的过程中,血清中C3水平呈逐渐增  高的趋势,并与冠状动脉狭窄的程度及心肌损伤的程度有  关,对判断病情及预后有指导意义。   

  5 补体与CHD的治疗  

  鉴于补体在CHD的发生发展中起重要作用,目前研究  主要集中在使用药物来抑制补体激活或反应链,达到减轻心  肌损伤的目的,研究较多的药物有肝素及相关的氨基葡聚糖  类(AGA,如PPS与N-乙酰肝素)、C1酯酶抑制剂、可溶性  人型补体Ⅰ型受体(sCR1)和补体激活抑制剂-2(CAB-2),  C5a单克隆抗体等。在试验性的心肌梗死中已经表明特异  的补体抑制剂和可溶性补体受体Ⅰ(sCR1)非常显著的减轻  组织损伤    [18]    。补体活化片断的单克隆抗体、部分纯化和基  因合成C1INH也为CHD防治提供了新手段。  综上所述,补体系统的激活参与了CHD的发生、发展。 

  补体激活成分的检测对CHD患者的病情评估,预后判断有  重要的意义。以补体活化机制为靶点的研究为CHD的防  治提供了新的策略。然而补体激活在CHD中的具体机制  的研究仍存在许多问题,需进一步阐明,这对于CHD发病  机制的更深入了解与进行有效的预防和治疗具有重要的理  论和实践意义。    

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  作者单位: 266021 山东青岛,青岛大学医学院血液学教研室 

  (编辑:云 兆)  

作者: 陈兆亚刘成玉 2006-8-28
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