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静脉血栓栓塞症的免疫功能变化

2014-03-19曾金美综述宋浩明审校同济大学附属同济医院心内科上海200065

外科研究与新技术 2014年4期
关键词:整合素栓塞血栓

曾金美,周 琳(综述),宋浩明(审校)同济大学附属同济医院心内科,上海 200065

静脉血栓栓塞症的免疫功能变化

曾金美,周 琳(综述),宋浩明(审校)
同济大学附属同济医院心内科,上海 200065

静脉血栓栓塞症(VTE)是临床上常见病、多发病,但却容易误诊、漏诊。近一个多世纪来经典的Virchow血栓形成三要素学说(血流缓慢、凝血功能亢进和血管壁损伤)一直占据着血栓性疾病发病机制的主导地位,然而随着医疗技术的不断进步以及各国学者的不断探索,我们发现VTE的发病机制远远没有那么简单,而免疫炎症反应在VTE的发生过程中扮演了极为重要的角色。文中从细胞水平、分子水平就静脉血栓栓塞症发生过程中的免疫功能变化作一综述。

静脉血栓栓塞症;免疫功能;细胞水平;分子水平

静脉血栓栓塞症(VTE)是临床上常见病、多发病,而且因为高误诊率和缺乏尸检报告,导致我们容易低估VTE的发病率[1],VTE通常包括肺动脉栓塞(PTE)和深静脉血栓(DVT)[2]。1856年,Virchow[3]提出了血栓形成的三要素学说,即血流缓慢、凝血功能亢进和血管壁损伤。近一个多世纪来,此学说一直占据着血栓性疾病发病机制的主导地位。近年来,国内外学者发现,高龄、术后、长期制动、创伤、恶性肿瘤、病毒感染等多种危险因素也可促进VTE的发生[4-10],许多VTE难以单纯用Virchow理论解释。有研究表明,免疫系统和凝血系统有着共同的分化起源[11],因此推测免疫和凝血系统存在着关联性。上世纪末,国外多项实验室研究表明,抗磷脂抗体综合征在VTE中起到了始动性作用[12]。而近期国外的病例对照研究显示,患有自身免疫性溶血(AIHA)、免疫性血小板减少症(ITP)、系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿性关节炎(RA)的成人住院患者发生PTE的风险较普通人群明显增加[13],这就提示我们免疫功能紊乱在VTE的发病过程中扮演着重要角色。为此,我们收集并整理了近十余年来的相关文献资料作一介绍,旨在探讨VTE的免疫功能紊乱,为研究VTE的发病机制和加深对VTE的认识提供新视角。

1 VTE和免疫细胞功能

近年来多项例对照研究发现,VTE患者自然杀伤细胞(NK)细胞及T淋巴细胞杀伤病原微生物功能表达显著下调,提示VTE患者特异性免疫系统受到攻击而损伤,导致T淋巴细胞功能缺陷[14-15]。

1.1 VTE和NK细胞功能下降

NK细胞是一种异质性、多功能细胞,通过表面受体与靶细胞表面配体的特异性结合来调控自身活化,或直接杀伤病毒感染和肿瘤浸润的细胞,或分泌细胞因子诱导炎性反应和调控其他免疫细胞(尤其是B/T淋巴细胞)[16]。根据受体结构的不同,NK细胞识别受体可分为两类,一类是C型凝集素超家族,目前比较明确的人类NK细胞有KLRB1、KLRC1、KLRC4、KLRD1、KLRF1、KLRG1、KLRK1;另一类是免疫球蛋白超家族,主要有KIR和NCR。其中NCR1及KLRK1是与NK细胞激活有关的最主要受体[17-18]。我国王乐民教授曾做过一项病例对照研究[19],随机抽取20例PTE住院患者[男11人、女9人、平均年龄(70±14岁)]为PTE组,随机抽取20例同期住院的年龄、性别相匹配的非PTE患者为对照组,分别抽取外周静脉血,分离提取单个核细胞总RNA,应用基因表达谱芯片比较两组NK细胞表面受体mRNA表达的差异。结果共筛选出NK细胞识别受体相关基因mRNA片段18条,而PTE组杀伤细胞凝集素样受体(KLR)、杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)及自然细胞毒效应受体(NCR)mRNA的表达均低于对照组,其中7/9的KLR mRNA(P<0.05)及NCR1mRNA的表达显著下调(P=0.01)。这表明PTE过程中,NK细胞的自然杀伤功能受抑制,其介导的固有免疫功能缺陷及免疫调节异常可能是获得性PTE的重要机制之一,并且从中分析引起NK细胞功能下降的原因可能主要与病毒等病原体感染或潜在肿瘤有关。

1.2 VTE和T淋巴细胞功能下降

T淋巴细胞是来源于骨髓的多能干细胞。在人体胚胎期和初生期,骨髓中的一部分多能干细胞或前T细胞迁移到胸腺内,在胸腺激素的诱导下分化成熟,成为具有免疫活性的T细胞。T细胞膜表面有100多种特异性抗原,现已制备了多种单克隆抗体,世界卫生组织(WHO)(1986)将其统称为白细胞分化抗原(cluster differentiation,CD)。其中CD3代表总T细胞,CD4代表T辅助细胞(TH),CD8代表T抑制细胞(TS)等。T细胞具有多种生物学功能,如直接杀伤靶细胞,辅助或抑制B细胞产生抗体,对特异性抗原和促有丝分裂原的应答反应以及产生细胞因子等.同时T细胞免疫属获得性免疫,对细胞内病毒有作用,并在控制病毒感染及促进病毒性疾病痊愈中发挥主要作用[20-23]。

国内学者采用全人类基因组表达谱芯片检测PE组和对照组免疫系统相关基因表达。结果发现与对照组相比,PE组中性粒细胞、单核巨噬细胞相关基因、干扰素调控因子、肿瘤坏死因子(TNF)、黏附分子相关基因、T细胞功能基因表达差异有统计学意义,而补体途径激活因子基因、B细胞功能相关基因表达差异无统计学意义。该研究显示,在VTE患者中T淋巴细胞免疫相关的基因mRNA表达明显下调,其中包括了CD(247)、CD(3D)、CD(3G)、颗粒酶A(GzmA),颗粒酶B(GzmB)and Zeta-Chain-Associated蛋白激酶70(ZAP70)等[24-25]。一般认为引起T细胞免疫功能低下或缺陷的常见因素是病毒感染、恶性肿瘤、免疫抑制剂[26-27]。该研究入选病例无恶性肿瘤疾病,也未使用过免疫抑制剂,因此,导致患者T细胞的mRNA显著下调的致病因素的最大可能性就是病毒感染。法国的一项大型病例对照研究中共有1 454例患者入选,结果发现流行性感冒疫苗的接种与否与VTE的发生有关,接种者可明显降低VTE发生的风险[28]。近期美国有研究表明,低CD34+黏附因子表达使VTE发生的风险增加[29]。从中我们可以推测,VTE患者T淋巴细胞的抗原识别、信号转导、细胞杀伤功能均有受损,这可能作为PE中血栓形成的初始启动,而后引发的慢性炎症将加重肺血管的损伤及血管重塑,并增加细胞黏附分子的表达,利于血栓黏附于血管壁,促进肺血管原位血栓形成并抑制血栓溶解,这或许与血栓栓塞形成有着重要的关联。

2 VTE和免疫分子

2.1 VTE和免疫球蛋白

免疫球蛋白指具有抗体活性的动物蛋白,是人体重要的免疫分子,可以分为IgG、IgA、IgM、IgD、IgE五类。血液中免疫球蛋白成分及血细胞的改变可引起血流动力学改变。研究表明,免疫球蛋白相关性疾病发生VTE的风险显著增加。美国退伍军人部医院的回顾性研究了1980—1996年纪录的无浆细胞病的退伍军人、发现意义未明的单克隆免疫

球蛋白病(MGUS)和多发性骨髓瘤(MM)患者中的DVT率(每1 000患者)分别为0.9、3.1和8.7[30],明显高于正常人群。近年来也先后有类似病例报道[31-32],浆细胞疾病患者的VTE发病机制目前仍然不明确,但可能的途径包括血液黏滞度的改变、炎性细胞因子介导恶性浆细胞、骨髓基质细胞和内皮细胞之间的相互作用等[33]。

2.2 VTE和细胞分子

细胞分子是由免疫原、丝裂原或其他因子刺激细胞所产生的低相对分子质量的可溶性蛋白质,为生物信息分子,具有调节固有免疫和适应性免疫应答,促进造血以及刺激细胞活化、增殖和分化等功能。这其中包括白细胞介素IL、趋化因子、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子、干扰素家族、转化生长因子-β、血管内皮细胞生长因子等。这些细胞分子在VTE的发生过程中起到了不可估量的作用,细胞分子水平升高可能是VTE发生的预测指标和重要的危险因素[34]。国内专家曾做过研究,分别抽取年龄、男女比例均匹配的VTE组246例、对照组292例,利用酶联免疫吸附法测定VTE组和对照组炎性因子IL-6、TNF-α和C反应蛋白的水平,比较两组间炎性因子水平有无统计学差异。结果发现,VTE组IL-6、TNF-α和C反应蛋白水平较对照组明显升高,差异有统计学意义[35]。另一项病例对照研究发现,在血栓性疾病患者中IL-8、IL-10水平明显升高[36]。血栓形成、免疫应答、炎症反应过程都离不开细胞间的信息传递与相互作用。在此过程中,细胞因子的表达与释放是细胞间的相互作用和联系的一种重要方式。大量研究证实,以IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α为代表的细胞因子在中性粒细胞(PMN)活化中起重要的作用[37]。这些细胞因子可以增加PMN的聚集,加快血栓的形成。

3 VTE和整合素家族

整合素是细胞黏附分子的一大家族,广泛存在于细胞表面,介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质的相互作用,参与细胞内外信息传递,是介导细胞黏附的分子基础。整合素在白细胞游出、血小板凝集、血管形成、发育和创伤愈合的过程中发挥了重要作用[38-40]。因此,也有研究者将整合素分为血小板相关整合素如αⅡβ3(GPⅡb/Ⅲa)、αⅡβ3、α2 β1、α5 β1、α6 β1;白细胞相关整合素如(α4 β1(VLA-4)、β 2组)、以及其他整合素3大类以便于研究。有研究表明在VTE过程中,白细胞相关整合素基因mRNA中有部分表达上调,主要为β1及β2组;血小板相关整合素基因mRNA中,表达上调的整合素占所有血小板相关整合素的60%,主要为β1及β3组。提示分布于白细胞的整合素在VTE过程中发挥部分作用;而分布于血小板的整合素在静脉血栓栓塞过程中发挥较大作用[41-42],这与整合素参与了白细胞黏附内皮、血小板聚集等过程密切相关。

4 结语

随着国内外专家对VTE的不断深入研究和认识,Virchow的血栓形成三要素学说越来越显现出局限性。另外,随着分子生物学的发展,人们能透过自身免疫性疾病与VTE的关联性更进一步地探讨其分子生物学水平的相互联系,从而可以从免疫细胞水平(T淋巴细胞、NK细胞)、免疫分子水平(免疫球蛋白、细胞因子、黏附分子)全面剖析VTE发病机制的神秘面纱。目前的研究已经表明,T淋巴细胞和NK细胞功能受损、血液中免疫球蛋白组成的改变、炎症因子水平升高及黏附分子的表达上调等人体免疫功能紊乱都在VTE的发生机制中占据了重要的作用。我们或许可以对PE的发生机制作如下推测:联合免疫功能的紊乱导致血液中血细胞及分子成分的改变,从而引起了人体局部静脉生物滤器的形成(黏附分子增加、白细胞募集、血小板凝集)及血流动力学的改变(免疫球蛋白增多导致血流黏滞度增高),最终促成静脉血栓形成,但因为是人体自身形成的生物滤器,不稳定的血栓极有可能脱落,视血栓大小情况随着血流至血管狭窄处沉积,导致相应部位疾病的发生。也就是说,静脉栓塞的始动因素不一定是血管内皮受损,或许是一过性或持续性的免疫功能缺陷,当然这些推测还需要进一步的动物模型及临床病例研究证实。VTE发生过程中免疫功能的改变是必然存在的,而且存在于各个层次水平,虽然确切的机制尚未非常明确,但目前的研究成果为我们进一步研究VTE的发病机制提供了新思路,同时为临床上诊断和发现潜在的VTE提供了新的检测指标。

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The change of immune function occurring in the process of venous thromboembolism

ZENG Jinmei,ZHOU Lin,SONG Haoming
Department of Cardiology,Tongji Hospital,School of Medicine,Tongji University,Shanghai 200065,China

Venous thromboembolism(VTE)is a clinical common and frequently-occurring disease,but it is easy to make misdiagnosis and missed diagnosis.In the past century,Virchow,s theory“The three elements of thrombosis”(slow coronary flow,hyperfunction of coagulation system,and injury of vascular wall)has been occupying the dominant position to the pathogenesis of thrombotic diseases.However,with the advance of medical technology,and constantly exploring of various countries'scholars,we found that the pathogenesis of VTE is far from simple,In addition,the inflammatory immune response plays an extremely important role in the process of the occurrence of VTE.In this paper,the change of immune function occurring in the process of venous thromboembolism at the cellular level and molecular level is reviewed.

Venous thromboembolism;Immune function;Cellular level;Molecular level

R54

A

2095-378X(2014)04-0279-04

上海市科委重点项目课题(11411951400);上海市卫生局课题(2010108)

曾金美(1988—),男,本科,研究肺栓塞的免疫功能变化。

宋浩明,博士;电子信箱:songhao-ming@163.com。

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