巨噬细胞游走抑制因子在冠心病诊断及治疗中的价值

杨林承 祖凌云 高 炜

作者单位：100191北京大学第三医院心内科，卫生部心血管分子生物学与调节肽卫生部重点实验室，分子心血管学教育部重点实验室

巨噬细胞游走抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF）是1966年发现的一种高度保守的与炎症性疾病密切相关的因子。炎症在冠状动脉粥样硬化发生发展中发挥着重要的作用，研究发现MIF通过其促炎及促基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）表达的作用，参与了动脉粥样硬化的发生及发展过程，且可降低动脉粥样硬化斑块的稳定性，在急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）的发病中发挥着重要的作用。本文将简述MIF在冠心病诊断与治疗中的潜在的临床应用价值。

1 MIF概述

人类Mif基因定位于22q11.2，长度约为800个核苷酸，包含3个外显子及2个内含子，编码大小为12.5 kD的蛋白质。Mif基因的DNA序列及外显子结构高度保守[1]，但其启动子区域基因存在多样性。在现已发现的启动子区域基因多样性中，有两个多态位点，Mif-173G/C+C/C及Mif-794CATT5-6，与调节Mif基因的表达相关，根据现有的研究结果，两种结构存在时，Mif基因的表达水平增加；此外，临床资料同样显示这两种多样性结构可增加患者循环系统中MIF的水平，同时伴有炎症相关疾病的发生率增加[2]。

MIF蛋白为α/β结构，与其他细胞因子不同，以同源三聚体的形式存在[3-4]。每个单体由2个反向平行α螺旋包绕1个四链的β片段组成，单体间通过氢键的稳固作用组成三聚体[3]。

2 MIF与冠心病

2.1 MIF与冠心病风险

炎症参与了冠心病的发病机制，而MIF作为一种重要的炎性因子，能否通过检测血循环中MIF水平预测其患冠心病风险一直是研究的热点。Herder等[5-6]对MONICA/KORA Augsburg研究的样本进行了MIF检测，得出以下结论：健康人循环中MIF水平与其冠心病患病风险间无明显关系，MIF仅能反映血管局部炎症的严重程度，但不能作为一种有效预测健康人患冠心病风险的生物标志物；在女性群体中，C-G-C-T单体型（本单体型包含两种可提高冠心病患病风险的微等位基因rs755622C及rs2070766G）患冠心病的风险明显增加[6]。在该研究中，研究者着重研究健康人循环中MIF水平是否能预测其患冠心病风险，对于冠状动脉内血液中MIF水平能否预测健康人患冠心病风险并未涉及。

2.2 MIF与ACS

2.2.1 MIF与粥样硬化斑块的不稳定 2002年，Burger-Kentischer[7]首先报道了人类外周动脉粥样硬化斑块中的内皮细胞和巨噬细胞可表达并分泌MIF，斑块内局部MIF水平与斑块的大小及病变的严重程度相关。此前，在动物模型中已经观察到MIF的表达水平与动脉粥样硬化的严重程度相关，两者结果相符。这些结果提示MIF可能与人类外周动脉粥样硬化斑块形成相关[8]。而ACS的基本病理改变为冠状动脉的粥样硬化斑块不稳定性增加，最终破裂继发血栓形成。因此，MIF可能在ACS发病过程中起重要作用。一项基于接受冠状动脉造影的ACS患者的临床研究表明，ACS患者血浆中MIF水平高于健康对照组；在这些ACS患者中，发生急性斑块破裂者血浆中MIF水平更高（该研究中将急性斑块破裂定义为冠脉造影未发现明显狭窄而突发的罪犯血管阻塞）[9]。研究发现 MIF可以上调 MMPs的表达，而MMP-2及MMP-9已被证明可导致动脉粥样硬化斑块的不稳定性增加[10]。

2.2.2 MIF与心肌梗死 研究证实MIF在心肌梗死发生后，其在循环中的水平即刻开始升高，6 h后可测出，1 d后达峰值，21 d后回落至正常水平；且梗死后循环中MIF含量与心肌梗死的面积密切相关，因此MIF有望成为心肌梗死的潜在生物标志物。2001年及2002年有文献报道，STEMI患者出现临床症状6 h后可检测到血浆中MIF水平升高[11-12]。而在不稳定性心绞痛患者和进行选择性血管成形术的患者中，这一指标并未升高。对心肌梗死患者的血浆中及外周血单个核细胞中MIF的水平进行连续测定，患者血浆中MIF水平于心肌梗死1 d后达峰值，21 d回落至基线水平；外周血单个核细胞中MIF水平于心肌梗死后7 d达峰值，14 d时仍然维持在高水平[13]。Chan等[14]分别检测了STEMI患者及稳定性心绞痛对照者循环中MIF的水平，并以心脏核磁（cardiac magnetic resonance，CMR）测量 STEMI患者梗死心肌的面积，发现心肌梗死后循环中MIF的含量与心肌梗死面积密切相关。而现用的TnT及TnI两种标志物均为心肌的结构蛋白，其入血需要心肌损伤达到一定程度后通过破损的心肌细胞膜溢出[14]。因此，从理论上讲，MIF可以更早地被测出，且其水平的高低直接反映了心肌梗死面积的大小。心肌梗死的近期预后与有无发生心律失常及泵功能衰竭相关，长期预后与心左室损害程度及心室重构程度相关，而这些事件的发生概率或程度均与患者心肌梗死面积有关[15]。故可通过心肌梗死患者血浆中MIF水平高低推测其心肌梗死面积大小，进而直接用于对患者预后的预测。基于MIF这些优势，如将其作为心肌梗死的生物标志物，可以早期发现严重的心肌梗死患者，为及时的转运和支持治疗提供了可能。

心肌梗死后，不同来源的MIF对心肌梗死的预后有不同的影响。White[16]证明了心肌梗死后，不同来源的MIF可能发挥着不同的生理作用。研究人员使用体细胞/心原性MIF缺陷小鼠及骨髓细胞/白细胞MIF缺陷小鼠进行实验，发现后者的心肌梗死后心脏破裂发生率较低；而前者不仅心脏破裂发生率高，且心脏未破裂小鼠心室扩张及功能紊乱的发生率也明显增加。由此推测，梗死心肌区域MIF的主要来源为浸润的炎症细胞，移除这些炎症细胞分泌的MIF有利于心功能的保护，改善心肌梗死预后。Liehn等[17]的研究还发现，在心肌梗死发生后4周内，心原性MIF可以通过改变心肌成纤维细胞的基质蛋白生成的方式而改善心肌梗死的预后。Koga等[18]的结果表明，心原性MIF可以对抗由压力负荷导致的心肌肥厚及间质纤维化，而改善心肌梗死的预后。

2.3 MIF 与缺血-再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）损伤

对缺血心肌进行及时再灌注治疗是一项用于挽救濒死心肌组织的重要策略，但血流的恢复可能诱发I/R损伤。有证据表明MIF在I/R损伤中可以发挥重要作用。急性的缺血发生后，受损的心肌细胞迅速释放出MIF，随后激活的免疫细胞持续产生和释放MIF，使得循环中MIF水平持续升高。心肌缺血的超急性期，MIF通过增加能量代谢、抑制凋亡、抗氧化应激等机制发挥心肌保护作用。随着缺血进展，MIF介导的炎症反应又对心肌的功能及重构有着不利的影响。MIF因细胞来源不同、缺血的严重程度及病变后的时间的不同而发挥着不同的，甚至是相反的作用。因此如何调节MIF功能而发挥其心脏保护作用是一个重要的研究方向。

短期I/R时，MIF对心肌有保护作用。Chan[14]通过动物模型研究，证明了受损心肌分泌MIF是心肌梗死早期循环中MIF的重要来源。MIF以其前体大量存在于心肌细胞内，在缺血或缺氧时，缺氧诱导因子 1α抗体（hypoxiainducible factor-1α，HIF-1α）诱导MIF释放，使得其在短时间内大量释放成为可能。一项基于I/R动物模型的研究提示了在心肌短期缺血缺氧后，MIF在I/R后有短暂保护心肌的作用。该研究使用Mif基因敲除的小鼠与野生型小鼠，经历15 min的缺血后进行再灌注，Mif基因被敲除的小鼠心肌梗死面积明显大于野生型小鼠[19]。在短期缺血缺氧时，病变处仍有较多心肌细胞存活，心肌内原性MIF释放，通过激活AMPK通路，增强葡萄糖的转运及摄取、糖酵解及脂肪酸氧化，满足存活心肌对能量的需求，同时抑制有促进凋亡活性的JNK信号通路，以及抑制氧化应激，达到抑制心肌细胞凋亡、促进能量代谢的作用[20]。而随着缺血缺氧时间的延长，程度的加重，MIF心肌保护作用逐渐减弱，其促炎作用占据主导地位，由其引起的炎症反应最终加剧心肌损伤。

长期I/R时，MIF发挥促炎作用，心肌保护作用消失。心肌梗死后导致的区域性及系统性的固有免疫反应有利于梗死区域的恢复，但过度的局部炎症反应则扩大组织损伤并导致心肌细胞死亡[21]。早期研究表明梗死区域浸润的巨噬细胞MIF的表达明显增加，提示MIF可能与梗死区域内过度的炎症反应相关[22]。心肌梗死后6 h，巨噬细胞及MIF即都可在梗死区域内检出，且二者在心肌梗死发生后1～7 d内达峰值，这进一步提示MIF在缺血梗死心肌区域内发挥了长期的促炎性作用[21]。一项基于动物模型的研究表明，当缺血时间超过30 min时，MIF的心肌保护作用消失，Mif基因敲除小鼠的心肌梗死面积反而小于野生型小鼠[23]，且Mif基因敲除小鼠凋亡的心肌细胞数量较少[24]。此外，Liehn[17]在缺血时间为60 min的野生型小鼠模型的I/R期使用了MIF抗体，使用抗体的实验组小鼠心肌梗死面积明显小于对照组。以上研究说明长期缺血条件下，MIF会激活炎症反应，加重缺血损伤。

3 总结与展望

目前尚无肯定研究结果表明健康人循环中MIF水平与其冠心病患病风险相关。MIF可导致动脉粥样硬化斑块的不稳定性增加，参与ACS发生过程。而心肌梗死发生后，循环中MIF水平呈动态变化，且其含量高低取决于心肌梗死的大小，均提示MIF可能为一种心肌梗死面积的标志物；心肌来源的MIF与炎症细胞来源的MIF对心肌梗死的预后有不同影响。此外，MIF还与I/R损伤有关，短期I/R时，MIF对心肌有保护作用；长期I/R时，MIF有促炎作用，心肌保护作用消失。基于以上研究结果，MIF有望成为冠心病诊断的标志物，或可能的治疗靶点[25]。

关于MIF与冠心病间关系的研究中，仍有一些问题需要解决[20]。首先，大量动物实验表明MIF可以作为一种新的心肌梗死标志物，但其临床应用仍待进一步证实，其在心肌梗死患者预后的意义仍有待进一步探讨。其次，在动物模型中得到的关于短期及长期I/R中MIF的作用尚需在临床实践验证。再次，Mif基因启动子区域的多态性是否会影响心肌缺血或心肌梗死的结局，以及中国人Mif基因启动子区域的多态性特点仍待研究。