基于血管内皮细胞靶点的血栓闭塞性脉管炎发病机制的研究进展

薛鹏，陈晓虎

血栓闭塞性脉管炎（TAO）是一种累及上、下肢体远端动脉，静脉和神经的节段性血管炎。其病理特征为受累血管全层弥漫性、非化脓性炎症性、增生性及血栓闭塞性改变。多见于40～45岁以下的男性吸烟患者，女性少见。其病因与吸烟、寒冷、外伤、感染等有关，临床特点为患肢缺血、疼痛、间歇性跛行伴有游走性血栓性静脉炎，严重者可有肢端溃疡或坏死，最终导致截肢。No YJ等[1]报道了一例29岁反复发作一过性脑缺血（TIA）的TAO男性患者的脑动脉血管造影结果，显示其脑动脉血管病变与患肢血管病变极度相似，可能提示TAO亦可累及重要动脉。因此其发病机制的研究成为当前热门课题，其中免疫、遗传、内分泌方面的研究在TAO的发病机制中越来越重要，特别是对血管内皮细胞（VEC）功能的不断研究深入，发现其在TAO发病机制中扮演着越来越重要的角色，目前已成为TAO发病机制中研究的热点。为此本文就VEC为靶点的TAO发病机制最新进展进行综述。

1 免疫与TAO

近年来研究认为TAO是一种自身免疫性疾病，但用自身免疫功能紊乱来解释TAO的全部病理过程，还缺乏足够的证据。有研究[2]证明TAO的病变血管内弹性膜波动性增加、增生及变性，并有研究者发现在TAO患者病变血管壁内层有T淋巴细胞浸润。在后续研究中，发现血管内膜存在大量CD4+及CD8+T淋巴细胞和少量CD20+B淋巴细胞浸润，同时也在血栓和内膜中观察到巨噬细胞浸润。Kobayashi M等[3]用免疫组化分析TAO动脉壁细胞浸润时发现血栓及内膜中有CD68+巨噬细胞和S-100+树突细胞浸润，并且CD3+T细胞浸润远多于CD20+B细胞。我国研究者[4]对截肢TAO病变血管进行免疫组化染色后发现患者动脉壁不仅有CD3+T、CD20+B淋巴细胞浸润，而且CD3+T淋巴细胞数目明显多于CD20+B淋巴细胞。Kroger k等[5]在研究TAO患者外周血白细胞亚群和循环免疫复合物中证明TAO患者外周血中白细胞及其亚群与免疫球蛋白IgA、IgG及IgM浓度均较正常人高，而幼稚辅助T细胞较正常人明显减少。在TAO患者血清中，多种免疫复合物（抗磷脂蛋白抗体、抗内皮细胞抗体、抗中性粒细胞抗体、抗心磷脂抗体）等均明显高于正常值[6-9]。崔新明等[10]在扫描电镜下观察到TAO患者病变血管免疫复合物沉积与巨噬细胞及中性粒等细胞浸润。可见，TAO免疫损伤机制为T细胞及B细胞介导的，伴有巨噬细胞及树突状细胞等浸润的免疫损伤反应。

2 基因与TAO

流行病学资料显示TAO的发生可能与MHC有关，研究者进行了广泛的免疫遗传学研究。早在40年前国外学者对TAO患者免疫遗传学分析时发现HLA A-9、HLA B-5、HLA-A、HLA-BW阳性率较正常人高，HLA-A12阳性率较低。基因多态性是高等动物抵御不利环境因素的一种适应性表现，研究发现TAO一些相关基因多态性异常，提示TAO与基因有关。Myd88（髓样分化因子88）依赖通路是最主要的介导先天免疫的TRL（Toll 样受体）信号通路。日本研究者Chen[11]在研究对比TAO及TA（Takayasu arteritis）与正常人Myd88基因3’-非翻译区单核苷酸基因多态性时发现TAO患者GG基因出现频率显著低于正常组（P=0.011），而TA组与正常组无明显差异，提出Myd88基因变异与TAO的发病有关。此外，Adiguzel等[12]发现内皮细胞一氧化氮合酶（eNOS）基因的894 T/T基因型与降低TAO发生相关，并提出eNOS基因894G→T多态的T等位基因是一个在TAO发生中的保护性基因。

3 环境因素与TAO

3.1 吸烟与TAO TAO患者多有吸烟史：吸烟可导致血管痉挛与血液高凝状态。已经证明戒烟可减慢疾病进展，缩小截肢程度，而吸烟可增加大截肢手术机率[13]。金星等[14]在探讨吸烟与大鼠TAO关系的实验中，给20只大鼠股动脉周围注射烟草提取物，结果经病理及扫描电镜观察发现7只大鼠呈典型TAO改变，推断吸烟是TAO发病的危险因素之一，但单纯吸烟并不一定导致大鼠血栓闭塞性脉管炎。有研究表明烟草的中成分可作为一种抗原刺激机体产生免疫反应，并可能导致基因突变，最终引起血管损伤。

3.2 感染与TAO 研究表明三分之二的TAO患者有严重的牙周感染。Iwai，T等[15]用PCR检测14例TAO同时伴牙周感染的患者牙周细菌与闭塞的动脉周围7种细菌DNA时，发现13例动脉标本有相同的细菌感染，指出TAO发病与慢性口腔感染有关。Chen等[16]在研究牙周炎与TAO关系时发现TAO患者抗心磷脂抗体滴度升高与牙周损伤有关，牙周致病菌可作为外源性抗原刺激免疫引起抗心磷脂抗体滴度增高。巨细胞病毒感染也可能与TAO发病有关[17]。

4 内皮细胞损伤反应参与TAO的发生

VEC是循环血液与血管壁之间的屏障，TAO发生的炎症、血栓、增生等病变很可能以VEC病变为使动因素。扫描电镜观察TAO动物模型动脉内皮细胞显示，动脉内皮的损伤程度与病变的发展程度呈正相关，可能是TAO发病机理的使动环节[18]。

4.1 内皮细胞生理功能

4.1.1 VEC是血流与血管壁之间的屏障结构和物质转运通道VEC是由不同类型的黏附结构或细胞-细胞连接形成的连续的单层细胞，可维持血管内膜光滑，防止血小板和白细胞等黏附及有害物质侵入血管壁，完整的内皮结构还有抗脂质沉积作用。

4.1.2 血管内皮细胞具有调节血管通透性和血管张力的功能VEC通过其表面结构如离子屏障、黏附连接结构及内皮细胞的收缩性来调节血管壁通透性。控制血液中的可溶性物质如电解质、小分子物质及各种血浆大分子和血细胞成分如白细胞、红细胞等进入内皮下组织。VEC产生的扩血管因子和缩血管因子实现对血管张力的调控。

4.1.3 血管内皮细胞具有信息传递和内分泌功能 VEC通过膜受体感知血流动力学和血源性信号的变化，合成并分泌多种生物活性物质，包括血管舒张因子和内皮收缩因子等。

血管舒张因子①二氧化氮（NO）：具有舒张血管、抑制血小板黏附、抑制血管平滑肌细胞增生的作用；②前列环素I2：通过刺激腺苷酸环化酶升高环磷酸腺苷水平而产生作用；③超极化因子：血管平滑肌细胞的内皮依赖性舒张作用与细胞膜的超极化作用有关，内皮超极化因子也参与内皮介导的平滑肌舒张。

血管收缩因子①内皮素-1：是血管内皮细胞分泌的一种强效的血管收缩物质，并有类似生长因子的作用，能促进平滑肌细胞增殖；②血栓素A2：血流或血管内皮中的花生四烯酸经环氧化酶代谢途径生成前列腺素H2，经血小板内代谢生成血栓素A2，具有血管收缩、促血小板聚集、促进平滑肌细胞增生作用。

其他血管活性因子如白细胞介素、集落刺激因子、血管紧张素II、组织型纤溶酶原激活剂、纤溶酶原抑制剂、超氧阴离子、血管性假血友病因子、硫酸乙酞肝素、非对称性二甲基精氨酸等参与炎症、凝血、代谢等过程。

4.1.4 维持凝血功能平衡和血液流动状态 正常情况下，血管内皮细胞表面光滑且带有负电荷，可以防止血细胞的聚集；其表层的硫酸肝素能有效抑制血小板聚集：它产生的NO和前列腺素的衍生物，特别是前列环素，不仅是强有力的扩血管物质，并且能有效抑制血小板的变形和聚集；另外，血管内皮细胞还能产生促进凝血的因子如组织因子以及抗凝因子如NO、肝素等，共同维持了正常血管内血液的血流动力学，从而保证了血液的流动状态。

4.1.5 血管内皮细胞参与炎症反应 内皮细胞主导炎症细胞向组织损伤和感染部位聚集，并释放借以于与白细胞交流信号的细胞因子和生长因子。在内皮细胞表达的多种粘附分子介导下，白细胞从血管内迁移至炎症损伤部位，经过一系列胞浆蛋白酪氨酸磷酸化过程而导致活化，发挥致炎效应。血管内皮细胞是重要的免疫调节细胞，其分泌的免疫相关分子可以产生多种细胞因子，参与机体的炎症反应及免疫应答。

4.1.6 血管内皮细胞可协助血管平滑肌参与血管重构 血管内皮细胞损伤时平滑肌会向内膜移动，使内皮细胞直接受到血流的作用。血管平滑肌和内皮细胞上有大量的受体，可探测周围环境的变化，通过一定的信号传导机制，将刺激信号传导到细胞内，改变细胞的表型。平滑肌通过自身的增殖/肥大或分泌大量的细胞外基质，而内皮细胞则把探测到的信号通过平滑肌内皮连接传递给平滑肌或者分泌生理因子，与平滑肌协同产生作用，进行血管的重建。

4.2 内皮细胞损伤反应在TAO中的作用

4.2.1 内皮细胞组织形态改变 正常的内皮细胞在电镜下呈条索状，排列整齐，沿血管长轴走形，表面光滑，无付着物，细胞核部隆起，细胞间隙小。TAO动物模型电镜下表现为有坏疽症状的动物模型的内皮细胞损伤较重，呈无序状排列甚至大片剥落，并有血栓形成；有溃疡的动物模型表现为形态明显改变和细胞间隙增大，并有血小板聚集；红肿的动物模型仅表现为内皮细胞的形态改变[18]。研究证实对内皮细胞进行脉冲电刺激，随着内皮细胞形态改变内皮细胞功能出现变化[19]。同时，研究表明TAO患者急性期内皮细胞形态在超微免疫组化观察下表现为活化状态（细胞质膜突起，胞质浓缩，有大量细胞器）[20]。

4.2.2 内皮细胞损伤机制 TAO患者没有典型可影响内皮细胞功能的心血管风险，TAO患者急性期表现为血管痉挛[21]，主要原因是局部内皮功能紊乱。目前认为由氧化应激、感染、炎症反应、遗传免疫改变共同参与内皮损伤。（1） NF-κB-iNOS-NO氧化损伤途经：一项旨在揭示氧化应激与TAO关系的研究指出TAO患者氧化应激水平明显高于正常人，可导致炎症与血栓发生[22]。氧化应激诱导内皮细胞损伤的机制很复杂，主要表现为氧自由基的过氧化反应，引起细胞膜脂质过氧化、蛋白质和核酸变性，导致不可逆损伤，同时脂质过氧化可改变细胞的转运功能和酶的功能。酶的活性变化如（caspase-3）通过诱导内皮细胞凋亡，刺激内皮细胞合成血小板活化因子，引起血小板及中性粒细胞浸润，促进炎症反应。何姜等[23]研究指出氧化应激可能通过激活内皮细胞NF-κB-iNOS-NO途径，释放过量NO，大量的NO可与超氧阴离子发生反应，生成氧化性极强的过氧化亚硝酸阴离子，引起脂质过氧化，直接损伤内皮细胞功能，还可增加黏附分子及炎性因子的表达，过多的过氧化亚硝酸盐进一步导致硝化酪氨酸水平增高及NO生物活性的降低，进而造成内皮DNA的损伤。高浓度的NO可通过氧化应激、干扰能量代谢、直接损害DNA、激活多聚ADP-核糖聚合酶或使胞液Ca2+调节紊乱诱导细胞凋亡[24]。（2）NF-κB-免疫炎症介质途径：已明确慢性口腔感染与TAO有关[15]。Halacheva等[25]研究发现细胞间粘附分子-1，血管粘附因子-1，E-选择素，肿瘤坏死因子-a在内皮细胞中表达增加，可介导白细胞粘附造成内皮细胞免疫损伤。研究表明，感染牙龈卟啉单胞菌可使IκB-α降解及NF-κB p65核移位，激活NF-κB信号通路，并可上调NOD1和NOD2蛋白，诱导正常人脐静脉内皮细胞IL-8表达上调，促进血管内皮细胞表达血凝素样氧化低密度脂蛋白受体-1（LOX-1） mRNA，增加VEC对OX-LDL摄取，进一步损伤内皮细胞[26-28]。感染牙龈卟啉单胞菌可诱导血管内皮细胞ICAM-1基因和蛋白表达增高，而阻断NF-κB信号通路可抑制牙龈卟啉单胞菌感染诱导的血管内皮细胞ICAM-1表达

[29]。（3）血流动力学改变： 血流动力学的改变也参与内皮损伤。Shyy等[30]研究表明，血液流动作用于内皮细胞表面G蛋白，可引发内皮细胞内的磷酸化过程，导致血管内皮细胞沿血流方向发生重排，同时调控NF-κB介导的信号转导通路，进而调节内皮细胞多种基因表达，导致血管的结构和功能改变。

5 展望

经过一百多年的研究，TAO的发病机制仍不十分明确。新的研究指标不断涌现，目前的研究结果表明，基因多态性、烟草暴露、免疫、炎症反应之间的相互作用共同参与TAO发生。一系列抗体的发现也许是给临床治疗TAO提供线索。虽然免疫与基因在TAO中扮演重要的角色，但内皮细胞是血管的屏障，其损伤反应可能是诱导免疫与遗传改变的使动因素，如何在早期抗内皮细胞损伤来预防TAO的发生与进展需要进一步研究。

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