CD40/CD40L与缺血性脑卒中的关系

田祺 综述 郝春艳，段虎斌 审校

1.山西医科大学附属吕梁医院神经外科，山西 吕梁 033000；2.山西医科大学第一临床医学院，山西 太原 030001；3.山西医科大学第一医院神经外科，山西 太原 030001

缺血性脑卒中(ischemic stroke)又称脑梗死，是因大脑供血不足而引起局部脑组织缺血、缺氧甚至坏死，并导致神经功能障碍的一种脑血管疾病，是致患者死亡和残疾的主要原因之一[1]。动脉粥样硬化是脑血管病常见的病理基础，尤其是缺血性脑卒中主要的发病病因，局部血栓导致脑动脉突然闭塞，从而导致脑缺血[2]。临床实验表明，短暂性脑缺血发作或缺血性脑卒中后，单核细胞或血清中的CD40/CD40L水平较正常时有明显升高[3]。CD40/CD40L 系统在动脉粥样硬化血栓形成初期、血栓稳定、炎症反应过程中发挥重要作用[4]。本文将概述CD40/CD40L 系统通过促进动脉粥样硬化的病理生理过程，以及在缺血性脑卒中发病机制中作用的生物学知识现状。

1 CD40/CD40L系统

1.1 CD40/CD40L 分子结构与生物学特性CD40是50 kDa大小的I型跨膜糖蛋白受体，结构上可分为胞外区、跨膜区以及胞内区，属于肿瘤坏死因子(TNF)受体超家族[5]。CD40 在多种细胞类型中表达，在B细胞中主要表达[6]，也可在血小板、抗原呈递细胞(APC)、树突状细胞(DC)、巨噬细胞、粒细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、成纤维细胞和上皮细胞等中检测到[7]。CD40的配体CD40L也称为CD154，是一种具有三聚体结构的Ⅱ型跨膜蛋白，分子量为32～33 kD，也属于TNF 超家族，编码它的基因位于染色体Xq26.3-q27.1上[8]。迄今为止，有研究已经鉴定了四种CD40L受体，即经典的CD40 受体和三种整联蛋白：aIIbb3、a5b1 和aMb2 或Mac-1 基因的突变体[9]。它最初是在活化的CD4+T 细胞表面被发现，与B 细胞的CD40 相互作用[10]。随后的研究证实了它明显存在于所有表达CD40 的细胞类型上，故在活化的CD4+T 细胞和血小板、单核细胞、上皮细胞、B 细胞、天然杀伤细胞、内皮细胞、平滑肌细胞上都有该配体的表达[7]。

1.2 CD40 与CD40L 相互作用 CD40 和CD40L之间的接触通过细胞内半胱氨酸残基之间的连接，从而触发CD40 结构的构象变化，导致二联体的产生[8]。经典的CD40/CD40L信号通路由TRAFs募集和NFκB激活介导，并由PI3K/AKT、MAPK 和JAK3/STATs 等信号通路补充[11]。CD40/CD40L二联体是最具特征的免疫检查点蛋白对之一，在许多免疫过程的调节中具有重要作用，包括T细胞活化、免疫球蛋白同种型转换和细胞因子产生[12]。CD40L 与CD40 的结合在B 细胞、T细胞和抗原呈递细胞(APC)间发挥作用。CD40L与CD40的结合对B细胞增殖分化至关重要，T细胞和B细胞之间的CD40/CD40L相互作用促进了B细胞的共刺激活性，然后B 细胞作为感受态APC 启动T 细胞，这一机制可能涉及Tfh 细胞表型的维持，CD40/CD40L 相互作用会调节Th1分化。T细胞和APC之间的CD40/CD40L相互作用触发双向信号传导，包括正向和反向信号传导，反向信号导致APCs的活化和分化，而正向信号会导致T细胞和B细胞的活化和分化[11]。

2 CD40/CD40L与动脉粥样硬化

动脉粥样硬化(Atherosclerosis，AS)是一种脂质驱动的大中型动脉慢性炎症性疾病[5]，大多数急性冠脉综合征是由不稳定和脆弱的斑块破裂或侵蚀引起的，当脆弱的斑块破裂时，坏死核心暴露出来，从而刺激随后的血栓形成，导致急性心脑血管事件[13]。动脉粥样硬化斑块破裂导致的血栓形成被认为是缺血性卒中的最常见原因[14]。血小板在动脉粥样硬化的发展过程中发挥主要作用，主要是在将免疫细胞募集到动脉壁和动脉粥样硬化病变中发挥作用。动脉粥样硬化斑块破裂引起的血管内损伤，导致大量闭塞性血小板聚集，从而导致组织缺血，临床表现为心肌梗死或缺血性脑卒中[15]。动物实验证明，小鼠内皮细胞中CD40缺乏，减少了炎症细胞向斑块的募集，并发展出更稳定的斑块，所以高表达的CD40有可能作为检测脆弱斑块的成像靶标[13]。有研究表明，抑制共刺激的CD40/CD40L 信号轴可深刻减弱动脉粥样硬化[16]。有研究证实，CD40/CD40L 通路通过诱导细胞因子、趋化因子、生长因子、基质金属蛋白酶和促凝血因子的表达，参与动脉粥样硬化斑块的生成和不稳定[17]。

2.1 促进炎症介质的表达 缺血性脑卒中是心脑血管疾病的一种，心脑血管疾病的主要驱动因素是动脉粥样硬化，而炎症是目前大量研究所证实的动脉粥样硬化的驱动因素。从巨噬细胞释放细胞因子引发动脉粥样硬化斑块开始，促使血管内皮细胞吸引白细胞，驱动动脉粥样硬化病变的成熟和不稳定，炎症推动了心脑血管疾病临床表现的每一步[18]。CD40/CD40L 通过诱导免疫细胞活化在动脉粥样硬化中起关键作用，从而形成斑块发展和破裂的炎症反应[19]。CD40和CD40L在T细胞和其他非免疫细胞上短暂表达[20]，在巨噬细胞中触发，通过释放趋化因子，如单核细胞化学引诱蛋白-1、巨噬细胞炎症蛋白(MIP)-1α、MIP-1β等刺激白细胞募集，并在激活时调节，通过释放细胞因子白细胞介素(IL)-1β、IL-6、IL-12、TNF-α、干扰素(IFN)-γ等加重炎症，驱动T细胞增殖和TH1分化。遗传缺陷以及抗体介导的CD40/CD40L抑制可以降低血管炎症反应，从而减少鼠动脉粥样硬化，并诱导临床上有利的稳定斑块表型，其特征是胶原蛋白含量增加和坏死核心形成减少[19]。

2.2 促进基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)高表达 MMPs是蛋白水解酶家族，在心肌细胞、成纤维细胞、内皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞等心脑血管细胞中表达[21]，其被炎症信号修饰以介导细胞外基质的改变。MMPs家族的成员在炎症过程中发挥作用，并长期介导组织重塑，MMPs在血管重塑中至关重要，最重要的是促进动脉粥样硬化斑块的形成[22]。CD40L可以激活血小板的巨噬细胞，被激活的巨噬细胞产生基质金属蛋白酶，促进细胞外基质的分解，从而导致斑块不稳定，导致致命的心血管疾病[23]。研究表明，MMPs 可导致血管胶原和弹性蛋白组成改变、动脉粥样硬化负荷增加和斑块易损性增加。MMPs 也是参与炎症反应的重要调节因子，与细胞因子、生长因子和可溶性黏附分子一起在斑块破裂后触发血栓形成中发挥关键作用[14]。

2.3 促凝 血栓形成导致动脉粥样硬化斑块破裂是造成危及生命的临床事件的主要原因。血栓形成的主要原因是由于血小板黏附在病变部位，会吸引更多的血小板和其他炎症细胞。随着病变的进展，血管平滑肌细胞从介质迁移到内膜并增殖，合成包含有弹性蛋白、胶原蛋白和蛋白聚糖的细胞外基质，从而产生纤维帽。同时，含脂巨噬细胞的凋亡和坏死会导致斑块内富含脂质的核心变软且不稳定，进而造成动脉斑块的破裂[24]。CD40L 激活平滑肌细胞表面受体，导致黏附分子的表达，CD40/CD40L 信号是血小板活化和下游血栓形成和凝血途径的关键机制[12]。CD40L 经过激活会促进血小板中由外而内的信号传导、血小板微粒的形成和纤维蛋白原结合的增强，还可以与αIIbβ3 结合来增强血小板中活性氧和氮物质的产生[25]。CD40/CD40L 相互作用调节血小板活化，多种血小板激活剂如凝血酶、胶原蛋白和二磷酸腺苷(ADP)诱导血小板聚集体形成并促进血小板聚集[11]。

3 sCD40L与缺血性脑卒中的关系

CD40 配体的可溶性形式(sCD40L)是血管炎症的介质，sCD40L在机制上被广泛研究，可作为心血管疾病患者的潜在诊断和预后标志物[26]。sCD40L 的血清水平升高与高胆固醇血症、中风、糖尿病和急性冠脉综合征(ACS)有关，并可以预测动脉粥样硬化性心血管疾病复发[15]。sCD40L 是糖蛋白Ⅱb～Ⅲa 受体的配体，主要由活化的血小板产生，sCD40L 属于肿瘤坏死因子，在造血细胞、内皮细胞和平滑肌细胞表面表达[27]。有调查显示，血浆sCD40L 水平在缺血性脑卒中和急性心肌梗死的个体中水平较高。斑块内sCD40L 富含脂质，MMPs 和促炎细胞因子和趋化因子，可能会导致动脉粥样硬化斑块不稳定[28]。有报道称sCD40L 在脑血管病患者中升高，并被认为参与了动脉粥样硬化的形成和延长过程，包括加剧动脉粥样硬化斑块的破裂。缺血性脑卒中患者颈动脉斑块的血浆sCD40L 水平明显高于无症状患者，提示血浆sCD40L水平升高可能在促进血小板活化和动脉硬化血栓形成中起重要作用。进一步研究证明，sCD40L水平与急性脑梗死患者的神经功能障碍和脑梗死的严重程度相关，与依据格拉斯哥昏迷评分评估的卒中严重程度有关[29]。

4 治疗

CD40/CD40L靶向治疗取得了显著进展。已经开发了多种类型的药物，包括激动性/拮抗性单克隆抗体、细胞疫苗、腺病毒载体和蛋白质拮抗剂，并在治疗恶性肿瘤、自身免疫性疾病和同种异体移植排斥的早期临床试验中进行了评估。CD40和CD40L已被充分证明是刺激性免疫检查点，并在各种免疫过程中发挥广泛作用，有助于体液和细胞介导的免疫应答[11]。但长期抑制CD40 或CD40L 会导致免疫抑制和/或血栓栓塞事件，因此作为一种治疗方法不可行[30]。缺血性脑卒中的治疗开始集中于针对缺血半暗带，如果神经炎症减少并建立再灌注，该区域仍然是可挽救的。一些实验证明，由于CD40 和CD40L 缺陷小鼠的梗死体积减少，因此有机会探索CD40 信号传导抑制以挽救缺血半暗带[31]。

5 结语

综上所述，CD40/CD40L 的相互作用促进炎症介质表达，诱导基质蛋白酶释放，具有促凝作用，是作为动脉粥样硬化斑块破裂的重要的危险因素。而阻断CD40/CD40L 使其表达降低，将有可能减少动脉粥样硬化，稳定斑块。随着对于CD40/CD40L 作用机制更深一步的研究，可能为预防和治疗缺血性脑血管病提供新思路。