NK细胞在急性冠脉综合征中的作用及机制研究进展

2022-11-26王家琦吴路路王禹丹张飞飞齐晓勇

心血管病防治知识 2022年6期

王家琦吴路路王禹丹张飞飞党懿齐晓勇*

（1、河北北方学院研究生院，河北张家口 075000；2、河北医科大学研究生院，河北石家庄 050017；3、河北省人民医院，河北石家庄 050051）

急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）作为心血管疾病中的危重类型。据统计，近年我国ACS的发病率仍呈上升趋势，给人民和社会造成了巨大的经济负担[1]。尽管抗血小板药物与介入治疗在降低ACS的死亡率和改善预后方面发挥了重要作用，但ACS仍是一个重要的公共卫生问题。动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）是ACS发生的病理基础，其发病机制目前尚未完全阐明，近年来研究表明巨噬细胞、树突状细胞及T细胞等多种免疫细胞及细胞因子，参与了AS的病理生理过程[2]。其中自然杀伤细胞（natural killer cells，NK cell）作为机体固有免疫的重要组成部分，在ACS发生中发挥了重要作用[3，4]。本文主要从NK细胞在ACS中的作用及机制进行综述，以期为ACS发病机制阐明及治疗提供新思路。

1 ACS和免疫炎症反应

1.1 动脉粥样硬化发生发展过程中的炎症反应

AS是一种与脂质驱动相关的动脉壁慢性炎症性疾病，其特征为大中型动脉管壁变硬、增厚并形成斑块，其斑块主要由免疫细胞、间充质细胞、脂质和细胞外基质（ECM）组成[5]。研究证实ACS的主要机制为冠状动脉易损部位的内皮细胞（ECs）出现功能障碍并导致斑块侵蚀破损，进而出现血小板聚集及血栓形成[6，7]。AS多出现于动脉分支弯曲等血管壁剪切应力分布不均处，进而激活内皮细胞增殖及相关促炎基因表达，一氧化氮（NO）产生减少，最终导致血管内白细胞粘附及血管内皮通透性增加[8]。含有载脂蛋白B的脂蛋白（如低密度脂蛋白LDL）沉积于血管内皮下可进一步激活炎症反应，趋化单核细胞聚集到内膜下并分化为巨噬细胞并吞噬脂蛋白进而转化为泡沫细胞，最终形成坏死核心。研究表明NK细胞及T细胞减少与AS发生相关，此外T细胞和B细胞亚群可通过调控炎症环境而影响动脉粥样硬化病程进展[9]。由于纤维帽周边白细胞聚集、细胞外基质（ECM）蛋白降解及内皮细胞表型转化，导致AS斑块不稳定并最终发生斑块破裂或侵蚀。凝血因子和血小板与富含促炎因子（如组织因子）的细胞外基质接触，触发凝血级联反应，导致冠状动脉内血栓形成，发生急性心肌梗死[10]。

1.2 心肌梗死时的炎症反应

急性心肌梗死（AMI）时发生一系列炎症反应，可导致内皮细胞、心肌细胞、间质细胞和成纤维细胞损伤和死亡。中性粒细胞在发病最初24h内进入心肌缺血区清除死亡心肌细胞，并分泌NADPH氧化酶及多种细胞因子进一步激活炎症反应。有研究发现，在心肌缺血小鼠模型中，单核细胞亚群分为两个阶段在中性粒细胞之后相继进入梗死区。其中，Ly-6Chi单核细胞亚群于早期进入梗死区，具有促进炎症反应、蛋白水解和吞噬等功能。随后，Ly-6Clo单核细胞亚群进入梗死区并取代Ly-6Chi，可促进肌成纤维细胞分化、胶原分泌增多、血管生成，从而减轻炎症反应并促进心肌愈合[11]。肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）作为心肌重构和巨噬细胞聚集的重要调节因子，激活后可在一定程度上影响心脏梗死后的愈合和重塑，此外除了RAAS在心肌缺血发生后产生的血流动力学效应外，血管紧张素II（ATII）还可将单核细胞招募到缺血区并引导单核细胞和NK细胞之间的相互作用[12]，通过激活补体、活性氧（ROS）等多个过程可启动急性促炎反应，导致趋化因子等多种促炎介质释放，诱导炎症细胞聚集到梗死区，并增强AMI后的促炎反应。此外白细胞浸润可导致梗死区边缘存活心肌细胞死亡，进而扩大缺血性损伤区。由于细胞外基质的降解，心肌在梗死后早期极易破裂[13]。经皮冠状动脉介入治疗（PPCI）后心肌多于再灌注后6-24h发生缺血再灌注损伤，可加剧促炎反应，进一步加重心肌损伤及死亡。促炎与抗炎在修复阶段、过渡阶段的紊乱可加重心肌缺血，导致心肌梗死后左室重构不良发生。有证据表明[14]，缺血心脏存在不同程度的炎症、自噬和凋亡。炎症反应可通过刺激心肌细胞自噬在心肌梗死早期起到保护作用，此外自噬和凋亡之间的平衡对心肌细胞存活和心脏功能也十分重要[15]。急性心肌梗死的炎症反应程度影响心肌梗死的面积大小，持续的促炎反应可导致心肌梗死后左室重构不良，减轻急性心肌梗死患者的炎症反应可显著改善其预后。

2 NK细胞在AS中的作用

NK细胞作为免疫系统的重要组成部分，在免疫调节中具有重要作用。迄今为止，NK细胞在动脉粥样硬化中的作用尚不明确且存在争议。Winkels等研究显示，目前常用的NK细胞缺陷模型并不完善，因此研究NK细胞在AS中的作用具有极大挑战[16]。Engelbertsen等研究表明，与对照组小鼠相比，CD47缺失小鼠的粥样硬化斑块形成增加。CD47缺失可引起T细胞、树突状细胞和NK细胞的活化，这表明CD47在免疫调节中起重要作用。尤其是CD47缺陷增加了IFN-γ产生CD90+NK细胞的比例。去除抗NK1.1单克隆抗体，但不去除抗CD4/CD8单克隆抗体，可减轻动脉粥样硬化负荷，提示NK细胞参与了CD47基因缺陷小鼠动脉粥样硬化的加重[17]。Selathurai等[18]研究证明，NK细胞是致动脉粥样硬化的炎症细胞，其产生的颗粒酶B和穿孔素有助于动脉粥样硬化形成及坏死核心扩张。研究显示在有症状的颈动脉粥样硬化斑块患者血清中NK细胞激活受体可溶性配体水平显著升高，CD56+NK细胞在AS病变中积聚，提示NK细胞可能影响斑块的稳定性[19]。Eldine等[20]通过Ncr1iCreR26Rlsl-DTA小鼠（NK细胞缺乏模型）和Noé小鼠（NK细胞高反应性模型）的遗传模型，在移植Ncr1iCreR26Rlsl-DTA，Noé和WT小鼠骨髓细胞的Ldlr-/-小鼠中，发现动脉粥样硬化病变无差异。与WT小鼠相比，Noé小鼠NK细胞产生了更多的干扰素（IFN-），在胶原含量、巨噬细胞浸润及炎症方面，斑块成分无显著差异，当处于慢性病毒感染环境时，缺乏NK细胞可预防AS的发生，表明NK细胞于慢性炎症等环境有一定的致AS作用。

3 NK细胞在ACS中的作用

Jonasson等[21]通过检测急性冠脉综合征患者NK细胞亚群的分布，体外定量NK细胞介导的细胞毒作用。研究显示，ACS患者可出现CD56+NK细胞数量明显减少且活性明显降低，提示AS斑块的稳定性与血液中淋巴细胞重分布相关。但也有研究表明NSTEMI患者外周血中T细胞、NK细胞均高于正常对照组[22]。随访研究显示，大多数NSTEMI及UA患者出现NK细胞减少可于1年左右恢复，部分患者的NK细胞未恢复与全身低度炎症反应相关，说明NK细胞数量在一定程度上与疾病活动程度相关[23]。此外有研究表明，ACS患者可出现外周血NK细胞数量增加且功能发生障碍，其功能障碍与NK细胞毒性颗粒脱粒无效相关[24]。NK细胞的激活和失活受到各种膜结合受体的调节，这些受体调控着细胞溶解和细胞因子释放[25]。据报道，c-kit在NK细胞的产生和动员中发挥重要作用。在缺乏c-kit的情况下，骨髓来源的NK细胞的产生和成熟不足，而c-kit活性降低导致循环中的NK细胞减少。Knorr等研究发现，在ACS中NK细胞和单核细胞之间存在重要的相互干扰，巨噬细胞可通过分泌IL-12或IL-18，或通过直接接触参与NK细胞活化，而NK细胞可通过产生IFN-γ，刺激单核细胞分化为巨噬细胞和/或树突状细胞进一步产生IL-12和IL-18，并协同刺激NK细胞产生IFN-γ，形成正反馈环[26]。研究表明NK细胞和树突状细胞之间的相互作用可能影响心肌梗死后的重塑过程[27]。

4 NK细胞免疫疗法与ACS

随着对NK细胞研究的不断深入，NK细胞免疫疗法已成为恶性肿瘤及自身免疫性疾病的新型治疗方法，但在ACS治疗中的研究却很少。Bouchentouf等研究发现免疫功能低下心肌梗死小鼠单次静脉注射rhIL-2，可使梗死区浸润的NK细胞数量增多，胶原沉积减少，内皮细胞增殖，进而促进心肌梗死后血管生成并改善心功能[28]。NKG2D是一种由NK细胞广泛表达的C型凝集素受体，其配体表达受严格调控且不存在于正常细胞。研究显示在合并代谢障碍患者的AS血清及斑块中NKG2D配体表达增加[29]。NK细胞可通过NKG2D/NKG2DL作用，进而加剧心肌梗死后的心肌重构，阻断NKG2D/NKG2DL相互作用可显著改善心肌梗死后心力衰竭[30]。此外有动物研究显示，在心肌细胞缺血再灌注损伤后即刻给予同种异体骨髓间充质干细胞静脉注射，可减少心肌组织中NK细胞数量进而减轻炎细胞浸润及微血管阻塞（MVO），并可减小梗死面积并明显改善纤维化及左心室射血分数（LVEF）[31]，提示同种异体骨髓间充质干细胞移植可能是一种改善STEMI患者MVO形成的潜在有效的治疗方法。