单核细胞亚型在动脉粥样硬化性心脏病中的研究进展

梁宾 郑芳

武汉大学中南医院检验科 湖北 武汉 430071

动脉粥样硬化是冠状动脉疾病和脑血管疾病发生的基础，这些疾病包括心肌梗死、心力衰竭、脑卒中等。动脉粥样硬化是一种血管壁慢性炎症性疾病，涉及固有免疫和适应性免疫的炎症机制。单核细胞作为免疫系统的重要组成部分，参与了动脉粥样硬化的炎症反应过程，在动脉粥样硬化性疾病的发生发展中发挥重要作用。最近，单核细胞亚型在动脉粥样硬化中的作用逐渐引起研究者的重视。

1 单核细胞介导ASCVD的发生

动脉粥样硬化性心脏病（arteriosclerotic cardiovascular disease，ASCVD）是全世界心血管疾病的主要死亡原因［1］，它是一种以脂质累积、纤维增生、慢性炎症和血管壁免疫紊乱为特征的进行性血管疾病，随着动脉粥样硬化斑块的发展，斑块破裂会引起缺血性卒中、心肌梗死等急性心脑血管疾病［2］。单核细胞是动脉粥样硬化和心血管疾病发病机理的关键因素［3］。动脉粥样硬化斑块形成的炎症过程主要与单核细胞和单核细胞来源的巨噬细胞的募集和活化有关。血管内皮受损时，内皮细胞高表达黏附分子并开始分泌趋化因子［4，5］，血液中的单核细胞被激活并迁移黏附于活化的血管内皮，单核细胞与内皮细胞表面的黏附分子结合后经内皮间隙浸润至内皮下并分化为巨噬细胞，巨噬细胞通过清道夫受体摄取氧化型低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL）和其他脂质，形成泡沫细胞［6，7］，泡沫细胞和血管平滑肌细胞共同形成纤维帽，形成动脉粥样硬化斑块。因此，外周血中的单核细胞作为巨噬细胞及泡沫细胞的起源，在动脉粥样硬化斑块的形成、发展等阶段发挥至关重要的作用。

2 单核细胞分型及功能

单核细胞是来源于骨髓前体的免疫细胞，参与固有免疫调节，在免疫监视、炎症反应等发挥重要作用［8，9］。根据细胞表面分子CD14和CD16的表达不同，可在人外周血中分离鉴定出三种不同的单核细胞亚型：经典型单核细胞（CD14CD16-）、非经典型单核细胞（CD14+CD16）和中间型单核细胞（CD14CD16+）［4］。三种细胞亚群的表型和功能各具特点。

2.1 经典型单核细胞经典型单核细胞是单核细胞亚群中最大的群体，占健康个体单核细胞总数的85%～90%，高表达 趋 化 因 子 受体 1（CXC-chemokine receptor 1，CXCR1）、趋化因子受体2（CXC-chemokine receptor 2，CXCR2）和CC趋化 因 子 受 体2（C-C chemokine receptors 2，CCR2）［10］。经典型单核细胞高表达与吞噬作用相关的基因，如CD93、CD64、CD36、CD32、CD14、纤维胶凝蛋白1（ficolin-1，FCN1）和信号调节蛋白（signal regulatory protein alpha，SIRPA），这表明它们有较强的吞噬能力，可能在固有免疫防御机制中发挥重要作用［11-13］。经典型单核细胞中富含与血管生成、伤口愈合和凝血相关的基因，它们有可能在组织修复中发挥重要作用［12，14］。除此以外，经典型单核细胞还高表达促炎介质S100钙结合蛋白A 12（S100 calcium binding protein A 12，S100A 12），S100钙结合蛋白A 8（S100 calcium binding protein A 8，S100A 8）和S100钙结合蛋白A 9（S100 calcium binding protein A 9，S100A 9），能够对多种外部信号做出反应，介导组织修复、发挥免疫功能［12］。在脂多糖刺激下，经典型单核细胞分泌大量的粒细胞集落刺激因子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）和白细胞介素6（interleukin 6，IL-6）［12］。

2.2 非经典型单核细胞非经典型单核细胞占单核细胞总数的10%左右，非经典型细胞具有巡逻的特性。体外实验证实非经典单核细胞可以通过其伸展的片状伪足爬行移动［15，16］，可能参与到免疫监视过程。非经典型单核细胞高表达与细胞骨架重排相关的基因Rho GTP酶（Rho GTPase）、Ras同源基因家族成员C（Rashomolog gene family，member C，RhoC）、Ras同源基因家族成员F（Rashomolog gene family，member C，RhoF）等［12］，一旦有血管炎症或受损的迹象，它们能迅速迁移到相应部位。非经典单核细胞还可以修复动脉粥样硬化疾病中的脉管系统或清除血液中的脂质［17］。

2.3 中间型单核细胞中间型单核细胞约占单核细胞总数的5%。据报道，CXC3趋化因子受体1（C-X3-C motif chemokine receptor 1，CX3CR1）和CCR2与单核细胞的募集、活化、组织浸润和靶器官损伤相关［18，19］。中间型单核细胞可以同时表达大量CX3CR1和CCR2［10］，可快速募集至炎症部位，参与炎症反应。与经典型单核细胞相比，中间型单核细胞具有更强的跨内皮迁移、吞噬作用和活性氧生成能力［13］。研究表明，中间型单核细胞高表达MHC-Ⅱ类分子（HLA-DR），具有较强的刺激CD4+T淋巴细胞增殖的能力［12］。中间型单核细胞在受到外界刺激后高表达Toll样受体2（toll like receptor 2，TLR2）和Toll样受体4（toll like receptor 4，TLR4）［11，20］，识别相应的病原体相关分子模式，具有较高的反应活性。

3 单核细胞亚群与ASCVD

越来越多的证据表明循环单核细胞与心血管事件的较高风险有关［21］。研究发现，CD16+单核细胞的数量与传统心血管危险因素如体质量指数（BMI）、糖尿病等呈正相关［22］。多种ASCVD患者的循环中间型单核细胞比例升高，如不稳定性心绞痛［23，24］、急性心肌梗死［24-26］、周围动脉闭塞性疾病［27］。此外，在弥漫性动脉粥样硬化患者中，中间型单核细胞的单核细胞-血小板聚集增加［28］，提示中间型单核细胞可能是动脉粥样硬化性疾病的生物标志物。

Zhuang等［24］发现升高的中间型单核细胞和降低的非经典型单核细胞与冠状动脉斑块的形成和进展相关，而经典型单核细胞与易损斑块特征无关。除此之外，他们还发现中间型单核细胞亚群的绝对数量与纤维帽厚度成反比，与脂质核弧成正比。然而在最近的一项纳入175名颈动脉狭窄患者的研究中，未发现循环单核细胞的总数与斑块易损性特征的相关性，循环单核细胞亚型与斑块表型也没有明显相关性，在随访3年后，单核细胞亚群与主要不良心血管事件的发生也无关［29］。在另一项针对颈动脉和全身动脉粥样硬化患者的研究中，与没有斑块内新血管形成的患者相比，有新血管形成的患者的经典型单核细胞水平更高［30］。然而，在另一项研究中却获得了相反的结果，与没有新生血管形成的患者相比，有颈动脉斑块新生血管形成患者的循环经典型单核细胞水平比较低［31］。造成这些研究结论不一致的原因可能是研究对象的差异以及探究斑块内血管形成使用的技术不同，因此，经典型单核细胞与斑块新血管形成之间的确切关系仍有待进一步研究。有研究显示，动脉粥样硬化患者的循环经典型单核细胞与颈动脉斑块易损程度相关［32］，而另一项研究指出中间型单核细胞的数量与动脉粥样硬化斑块的易损性相关［33］。

对于单核细胞在动脉粥样硬化性疾病预后的证据尚未统一。一些研究表明，在冠状动脉疾病患者中，单核细胞没有展现出对疾病预后的价值［29，34］，但也有研究表明单核细胞计数增高是心血管事件发生风险的独立预测因子［21］。单核细胞亚型在动脉粥样硬化性疾病的预后中可能发挥作用。研究发现，经典型和中间型单核细胞可以预测未来心血管事件发生风险［35-37］。在患有慢性肾脏疾病的患者中，中间型单核细胞可以独立预测心血管事件的发生［38］，而经典型单核细胞被证明可预测一般人群的心血管事件［39］。但是，后者的研究存在样本上的局限性，因为使用了冷冻的血液样本进行单核细胞亚群分离计数。迄今为止，对951名冠心病患者单核细胞亚群分布作为预后预测因子的前瞻性研究规模最大，该研究确定了中间型单核细胞亚群是心血管事件的独立预测因子［35］。

一项针对130例行择期冠状动脉搭桥术患者的研究指出，循环非经典单核细胞升高与内皮功能障碍和血管氧化应激相关，非经典和经典单核细胞频率可以作为独立于动脉粥样硬化主要危险因素的内皮功能障碍的独立预测因子［40］。另外，动脉粥样硬化疾病的危险因素可能会对单核细胞亚群产生影响。非经典型单核细胞和中间型单核细胞在健康肥胖人群的血液循环中均增加［41］，提示疾病的某些危险因素可能差异地影响特定的单核细胞亚群。因此，将单核细胞亚群用作生物标记物时应谨慎评估，并要将个体危险因素纳入考虑。

4 总结与展望

尽管单核细胞对血管炎症和动脉粥样硬化的重要性已经被广泛研究，但单核细胞亚群在动脉粥样硬化中发挥作用的研究证据仍不一致，有关循环单核细胞在动脉粥样硬化性疾病中预后价值的现有数据尚无定论，循环单核细胞亚群与动脉粥样硬化斑块易损性之间的关联还需进一步研究，不同单核细胞亚群在动脉粥样硬化发生发展过程中的作用机制仍需深入探索。值得注意的是，最近的一项研究提出，除了使用CD14和CD16外，联合CD16、CCR2、CD36、HLA-DR等其他34个表面分子运用流式细胞仪和可视化交互随机邻接嵌入（visual interactive stochastic neighbor-embedding，viSNE）算法可以更准确地分类单核细胞亚群［42］，这可能有助于更好地探索单核细胞亚群在心血管疾病中的作用，为制定更好的动脉粥样硬化性心脏病治疗方案提供思路。