预测川崎病并发冠脉损害高危因素的最新研究进展*
2022-12-12李久莹陈丽清
李久莹 陈丽清
川崎病(Kawasaki disease,KD)是一种好发于儿童的急性发热性疾病,同时也是一种病因不明的全身性血管炎,可引起冠状动脉病变(瘤),并可能导致长期的心血管后遗症[1]。在发达国家或地区,川崎病所致的冠状动脉病变(coronary artery lesions,CAL)已取代风湿热成为小儿最常见的后天性心脏病,并可能是导致成年后缺血性心脏病的危险因素之一[2]。在未经治疗的KD患儿中,可形成冠状动脉瘤,导致缺血性心脏病和心肌梗死。尽管静脉注射免疫球蛋白(Intravenous Immunoglobulin,IVIG)治疗降低了发生冠状动脉瘤的风险,但对于IVIG耐药的KD患儿,其出现CAL的风险仍很高[1]。因而,早期识别出易于发生CAL的KD患儿,早期干预,及时治疗,可更好地改善KD患儿的预后。本文就部分可以预测KD并发CAL的高危因素进行分析,报道如下。
1 一般情况
目前临床上预测KD并发CAL危险因素的常见指标有:患儿性别为男性、年龄、发热时间等因素[3]。此外,已有研究表明,体质量指数(body mass index,BMI)是发生心血管事件的独立危险因素[4]。而在KD患儿中,Qiu等[5]发现BMI较高的KD患儿相对BMI正常的儿童更易发生CAL,且其预后相对较差。
2 实验室指标
众所周知,KD是一种全身性的中小血管炎,一旦患儿出现KD,血管病变就会导致血浆及白蛋白的渗漏,这就解释了为何KD的患儿通常都会出现手足硬肿。此前已有研究发现血清白蛋白的水平与KD患者的IVIG耐药相关。最近的研究则发现,白蛋白水平与KD患儿的CAL存在相关性,白蛋白水平越低,KD患儿更易出现CAL,且其CAL出现后的恢复时间更长[5]。
预后营养指数(prognostic nutritional index,PNI)作为一种基于白蛋白的癌症长期预测因子,Tai等[6]发现PNI不仅与营养状况相关,也可作为预测KD急性期出现CAL风险的独立预测因子。
CRP与白蛋白的比值(CRP/Alb)目前被认为是比单独的CRP或白蛋白更有用的脓毒症指标。此外,CRP/Alb比值也可作为自身免疫性疾病患者活动程度的生物标志物。最近的一项研究表明,CRP/Alb比值是多发性大动脉炎疾病活动期的标志[7]。KD也是一种全身性血管炎,主要累及冠状动脉。基于此,Tsai等[8]发现高CRP/Alb比值是CAL的危险因素,因此可以作为预测KD儿童CAL和IVIG抵抗的新标志物。
Chang等[9]研究发现,不仅中性粒细胞计数升高是KD患者发生CAL的危险因素,中性粒细胞/淋巴细胞比值(neutrophil/lymphocyte ratio,NLR)也是CAL形成的独立危险因素。其原因可能是,中性粒细胞显示活跃的非特异性炎症,淋巴细胞代表免疫系统的调节途径。NLR则代表了炎症和免疫调节之间的平衡。Amano等[10]的研究则明确地表明,KD作为一种全身性炎症,主要影响心血管系统。因此,NLR可能有助于反映KD患者的全身炎症和免疫系统反应。基于此,Chang等[9]的研究结果表明,NLR值越高代表炎症水平越高,并与KD患儿的CAL有关。
3 免疫方面
目前KD的病因及发病机制尚不明确,在KD发病机制的研究理论中,主导理论认为:未知的刺激会在遗传易感儿童中触发免疫介导的炎症级联反应,同时激活患儿的先天性免疫反应和适应性免疫反应[11]。
其中适应性免疫反应表现为:诱发体内T细胞和B细胞参与的免疫激活,这种免疫激活导致的免疫失衡状态和血管内皮炎症是KD发病的主要机制。T细胞异常活化可能是免疫系统激活并导致血管免疫损伤的起始环节,从而引发体内各种细胞因子产生瀑布样效应,最终导致炎症因子介导的全身炎症反应[12]。
既往的一些研究结果表明:在冠状动脉病变中存在树突状细胞(dendritic cells,DCs),并且它们与CD3+T细胞共存[13]。循环中的CD4+T细胞和CD8+T细胞在发生了CAL的KD患者中也有所增加,CD8+T细胞则是这些病变中的主要细胞类型[14]。此外,一些研究表明,KD急性期也与循环中CD4+CD25+Foxp3+调节性 T 细胞(regulatory T cells,TReg)数量减少和功能受损有关[15]。IVIG治疗会导致TReg细胞的比例和抑制活性增加[16]。而最近的一些学者研究发现,CD4+T细胞和CD8+T细胞都参与KD患者的CAL的发生,但相对于CD4+T细胞,CD8+T细胞在其中的作用更为显著[17]。CD8+T淋巴细胞过度活化及活化和抑制的失衡在KD的发病机制中及CAL的发生发展中起着重要的作用[18]。Guzman-Cottrill等[19]的研究也认为,CD8+T淋巴细胞的细胞毒性作用在KD急性期CAL的发病机制中起重要作用。
而先天免疫系统则可以通过病原体相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)或损伤相关分子模式(damage associated molecular pattern,DAMP)来激活。NOD样受体蛋白3(NOD-like receptor protein 3,NLRP3) 炎症小体识别体内这些异常分子模式并激活信号级联反应,最终导致几种促炎细胞因子的下游释放。KD中这些细胞因子中研究最深入的一些包括白细胞介素-1(interleukin-1,IL-1)、 白细胞介素 -18(interleukin-18,IL-18)、白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、肿瘤坏死因子 -α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)和白细胞介素-8(interleukin-8,IL-8)[20-21]。除此之外,Chang等[22]发现,干扰素诱导蛋白10(interferon-induced protein 10,IP-10)和白细胞介素 -17(interleukin-17,IL-17)在KD进展过程中的心血管并发症中发挥协同调节作用。
4 病理生理
在病理生理学方面,许多学者有了新的研究发现。众所周知,内皮细胞损伤和炎症是导致KD冠状动脉内皮功能障碍的两个基本过程。
有研究表明:钙离子/活化T细胞核因子(calcium ions/nuclear factor of activated T cells,Ca2+/NFAT)通路是血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)刺激内皮细胞的主要信号通路[23]。Ca2+/NFAT信号通路是维持心血管系统正常生理功能和病理生理的重要信号通路,在KD血管炎的发病机制中起关键作用。激活T细胞的钙调磷酸酶和核因子(calcineurin-nuclear factor of activated T cells,CaN-NFAT)通路首先在 T 细胞中被发现,其中NAFT是淋巴细胞增殖、分化和发育的主要调节因子。血清钙调神经磷酸酶(calcineurin,CaN)是一种钙激活的蛋白磷酸酶,激活后会触发钙信号通路,包括上调炎症细胞因子,如IL-6、IL-10、TNF-α等。以往的研究已经证实,CaN和NFAT在淋巴细胞发育、心肌肥大、心力衰竭和冠状动脉疾病中起着重要作用[24-25]。
Ueno等[26]研究发现,细胞稳态的破坏可能在早期KD血管炎的发病机制中起关键作用,并且可能是导致冠状动脉结局发展的潜在原因。Jia等[16]研究表明,内皮细胞(endothelial cells,ECs)的焦亡在KD患儿的冠脉损害的病理生理过程中起着重要的作用。细胞焦亡结合了细胞凋亡和坏死的特征。在这个过程中,免疫细胞释放的高迁移率族框蛋白1(high mobility group frame protein 1,HMGB1) 触发了ECs中的HMGB1/RAGE信号通路,从而激发一系列炎症反应激活内皮细胞焦亡,导致KD患儿的冠状动脉损害。HMGB1是一类广泛分布于高等真核生物中的非基团DNA结合蛋白,在组织损伤或病原体刺激后分泌到细胞外,诱导不同的炎症过程。生物激活的HMGB1促进免疫细胞,包括各种细胞因子(如TNF-α等)和趋化因子的成熟和迁移。随着HMGB1的合成和释放,TNF-α等促炎因子进一步促进单核/巨噬细胞、内皮细胞等细胞主动分泌HMGB1;从而形成一个正反馈回路,这导致炎症反应的持续促进。HMGB1需要与靶细胞膜表面的受体结合,然后才能被信号转导系统合成和释放。晚期糖基化终末产物受体(receptor for advanced glycation end products,RAGE)是目前已知的HMGB1高亲和力受体。HMGB1与RAGE结合后,介导多种细胞内信号通路,从而发挥广泛的生理和病理作用[27]。
5 生物标志物
目前众多学者致力于研究可以预测KD患者CAL的可靠的生物标志物。Ohnishi等[28]研究发现,循环内皮细胞糖复合物成分可作为预测KD中CAL出现的生物标志物。
内皮细胞糖复合物是一个由膜结合的蛋白聚糖(多糖)和糖蛋白组成的网络,覆盖在内皮细胞的内侧,决定着血管通透性,且可调节炎症反应。而内皮细胞平衡的破坏可能与KD中CAL的发病机制有关[29]。T细胞、单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞在KD的早期阶段强烈参与了冠状动脉的损害。这表明,糖复合物通过作为保护元素防止炎症细胞或细胞因子与内皮血管壁结合而导致冠状动脉损害,包括KD。多配体蛋白聚糖-1(syndecan-1)是一种蛋白多糖,是与内皮细胞膜和可溶性蛋白多糖有密切联系的核心成分。透明质酸在糖复合物的结构和维护中起着至关重要的作用,由于其保水特性而提供稳定性。血液表面的内皮细胞糖复合物通过防止蛋白质或细胞因子直接接触内皮产生不良影响,而起到屏障作用。Ohnishi等[28]的研究结果发现,内皮糖复合物的损伤是出现缺血/再灌注和动脉硬化等疾病的重要因素。血清透明质酸水平比syndecan-1水平作为预测CAL的生物标志物更可靠;而syndecan-1和透明质酸水平的组合则比两者单独作为预测CAL的生物标志物更可靠。
Okuma等[30]报道,血清韧粘蛋白-C(tenascin-C,TN-C)可以作为预测CAL出现的风险,以及在KD急性期IVIG抵抗的生物标志物。TN-C是一种调节炎症、血管生成、组织修复和纤维化的细胞外基质蛋白。TN-C在成人或婴儿的健康冠状动脉或心肌中是有表达的。然而,当出现心肌炎、心肌梗死、扩张型心肌病和主动脉瘤时,血清中的TN-C水平升高,组织病理学上的TN-C表达与病变的位置相吻合。因此,TN-C被认为是各种心血管疾病中急性炎症的生物标志物。Yokouchi等[31]通过研究KD尸检病例(KD发病后6 d~17年)发现,在KD急性期,TN-C的表达与冠状动脉和肌层中的炎症细胞浸润区域相吻合,其表达强度与炎症的程度相关。因此,TN-C也可作为预测KD急性期CAL出现的风险的生物标志物。
随着医学技术的发展,目前临床上已大大减少了KD的误诊、漏诊,KD患儿大部分也已得到了及时、规范、积极的治疗。但对于并发CAL的KD患儿早期识别、及时诊治,仍是临床上研究的热点,也是工作的难点。本文仅就部分与KD并发CAL的因素进行了总结、分析,目的是可以早期识别出可能出现CAL的高危KD患儿,及时治疗,提高KD患儿的生存质量,避免不良后果的发生。