急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)是冠状动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)斑块破裂、表面破损、或出现裂纹,继而出血或血栓形成,引起冠状动脉不完全或完全阻塞所致的心脏病。包括:不稳定型心绞痛(unstable angina,UA)、非S-T段抬高型心肌梗死(non-ST-segment elevation myocardial infarction,NSTEMI)和ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)。AS的形成与慢性炎症反应有关,相关的研究甚多。近年免疫学家又确立了一类新的CD4+ T细胞亚群,即辅助性T细胞17(helperTcells,Th17),此细胞亚群产生白细胞介素(interleukin,IL)-17和IL-6。研究发现ACS患者外周血中Th17细胞和IL-17升高[1, 2],但冠状动脉罪犯血管不稳定斑块病变部位血中Th17细胞和IL-17情况如何,是否比外周血更高,目前未见报道。本课题测定ACS患者外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血Th17细胞占CD4+T细胞的比例以及IL-17质量浓度,分析其有无差异;同时测定稳定性心绞痛(stable angina,SA)和对照组患者Th17细胞占CD4+T细胞的比例以及IL-17量,进行对照分析。探讨它们与动脉粥样硬化的关系。
1 资料与方法 1.1 一般资料本试验分为ACS组(包括UA 、NSTEMI和STEMI)、SA组和对照组。入选的标准和方法如下:
序贯入选2012年2月15日至2012年10月15日杭州师范大学附属医院接受冠状动脉造影(CAG)的冠心病(coronary heart disease,CHD)及疑诊冠心病患者76例。男41例,女35例。年龄(62±11)岁。为便于操作,冠心病各型的诊断标准以教科书为基础,重点参考2010年中国《急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南》[3] 。SA:典型的劳力性心绞痛,心电图运动试验S-T段压低≥0.1 mV;UA:除稳定劳力性心绞痛以外的缺血性胸痛,包括初发型心绞痛(首发症状出现在1~2个月内,很轻的体力活动即可诱发)、恶化型心绞痛(原为稳定型心绞痛,在1个月内疼痛发作的频率增加、程度加重、时限延长、诱因经常变化,硝酸甘油缓解作用减弱,进行性恶化);和静息型心绞痛(休息状态下发作心绞痛,持续时间通常 > 20 min)。心电图有一过性缺血性ST段压低(≥0.1 mV)伴或不伴有T波的改变,但CK-MB的升高低于正常高值的2倍。STEMI:持续性胸痛在30 min以上;心电图两个或两个以上相邻导联ST段抬高,胸导联≥0.2 mV,肢导联≥0.1 mV,新出现的左束支传导阻滞;心肌坏死标记物CK-MB、cTnI、cTnT等升高且有动态变化。符合上述三项中的二项可以确诊。NSTEMI的诊断与STEMI类似,只是发作时心电图ST段是压低而非抬高。患者的入选:结合上述ACS各型的临床诊断标准,加上冠状动脉造影至少有一支冠状动脉狭窄程度>50%(冠状动脉内有明显血栓者,即使狭窄不足50%也包括在内),入选ACS组。SA组:符合SA的临床诊断标准,加上冠状动脉造影至少有一支冠状动脉狭窄程度>50%。对照组:无典型的缺血性胸痛,冠状动脉造影正常。为了使研究更严谨,剔除冠状动脉有一定的狭窄但狭窄 < 50%且无血栓的患者。排除标准:近期外伤、手术、感染、自身免疫疾病、肿瘤、哮喘、器官移植以及以往接受PCI及抗炎药物治疗者。3组患者入选情况和临床资料见表 1。
指标 | ACS组 | SA组 | 对照组 |
例数 | 16 | 21 | 39 |
男/女 | 9/7 | 13/8 | 17/22 |
年龄 (岁,x±s) | 63±12 | 61±9 | 60±11 |
高血压(例) | 10 | 12 | 18 |
糖尿病(例) | 6 | 8 | 6 |
吸烟(例) | 7 | 10 | 9 |
高脂蛋白血症(例) | 8 | 8 | 7 |
异硫氰酸荧光素(FITC)标记的CD4单克隆抗体、藻红蛋白(PE)标记的IL-17A单克隆抗体均购自美国Ebioscience公司。佛波酯(PMA)、离子霉素(ionomycin)和莫能霉素(monensin)均购自美国ENzo Life Sciences公司。IL-17 ELISA试剂盒购自奥地利Bender MedSystems公司。
1.2.2 标本收集ACS患者在发病24 h内进行冠状动脉造影。所有患者均在做完冠状动脉造影后即刻采集肘静脉血5 mL(在发病24 h内),加肝素钠抗凝。ACS患者在冠状动脉造影后,随即送抽吸导管至罪犯血管病变处,通过该抽吸导管抽取罪犯血管病变处血5 mL,加肝素钠抗凝。如果冠状动脉完全闭塞,则先用常规方法开通血管,再抽血。上述二种血液标本均经3 000 r/min离心15 min,分离血浆于-80℃保存,用于检测血清细胞因子IL-17的质量浓度(ELISA法)。Ficoll密度梯度离心法分离获得外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血单个核细胞,用于流式细胞学检查。
1.2.3 外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血Th-17细胞的测定用完全RPMI1640培养液重悬成2×106cells/mL,接种在24孔培养板,加入佛波酯25 ng/mL、离子霉素1 μg/mL和莫能霉素1.7 μg/mL在37 ℃,5%CO2细胞培养箱培养4 h,将细胞转移至5 mL离心管中,1 200 r/min离心5 min后用于流式细胞学检测。标本在采集后4 h内处理。检测时取1个测定试管和1个对照试管,均加入抗凝全血100 μL。两管均先加入CD4-FITC 10 μL混匀后室温下避光反应15 min,固定和破膜后对照管加入IgG1-PE 10 μL,测定管加入IL17-PE 10 μL,室温下避光反应15 min后上流式细胞仪检测。
1.2.4 ELISA法测定血清细胞因子IL-17的质量浓度取上述2种血液标本均经3 000 r/min离心15 min并保存在-80 ℃的血清,用ELISA法检测血浆细胞因子IL-17的质量浓度。具体操作按照ELISA试剂盒操作说明书进行。
1.3 统计学方法采用SPSS 19.0统计学分析软件对数据进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示。多组间比较采用单因素方差分析,计量资料两组间比较采用LSD-t检验,计数资料两组间用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 ACS患者不同部位血Th17细胞水平的比较ACS患者周围血Th17细胞占CD4+T细胞的比例和冠状动脉罪犯血管病变处血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(3.17±0.30)%,差异无统计学意义(P=0.919)。
2.2 各组患者Th17细胞水平的比较ACS组和SA组患者外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(1.32±0.31)%,差异有统计学意义(P<0.01)。ACS组和对照组患者外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(1.28±0.33)%,差异有统计学意义(P<0.01)。SA组和对照组患者外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(1.32±0.31)%和(1.28±0.33)%,差异无统计学意义(P=0.625)。
2.3 ACS患者不同部位血清IL-17质量浓度比较ACS外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血血清IL-17质量浓度分别是(81.23±18.63)pg/mL和(82.37±20.51)pg/mL,P=0.573,差异无统计学意义。
2.4 各组患者血清IL-17质量浓度的比较ACS组、SA组和对照组患者外周血血清IL-17质量浓度分别是(81.23±18.63)pg/mL、(25.96±14.58)pg/mL和(23.75±13.64)pg/mL。ACS组患者外周血血清IL-17质量浓度与SA组以及对照组患者外周血血清IL-17质量浓度比较,差异有统计学意义(P<0.01);但SA组患者和对照组患者外周血血清IL-17质量浓度比较,差异无统计学意义(P=0.517)。
3 讨论全身尤其是血管壁内的复杂变化如慢性炎症性变化,导致动脉粥样硬化的形成。多种免疫细胞尤其是T淋巴细胞参与动脉粥样硬化的发生发展过程[4]。近年来学者们从炎症、免疫和遗传等多个角度对动脉粥样硬化进行了研究[5, 6, 7, 8, 9],免疫、慢性炎症与AS的研究是重要的研究方向之一,Th17是近年免疫学家确立的又一类新的CD4+ T细胞亚群,该细胞亚群产生IL-17和IL-6。研究发现ACS患者外周血中Th17细胞和IL-17升高[1, 2],亦有学者测得ACS患者外周静脉血中IL-18水平较SA患者有所升高[10]。大量研究发现动脉粥样硬化患者或动物模型体内高水平的低密度脂蛋白(LDL)活化血液中的单核细胞,而单核细胞可以分化成巨噬细胞、泡沫细胞和树突状细胞(DC),它们都在粥样斑块内聚集,通过各种机制促进斑块的形成和破裂。Gao等[11]发现,与对照组小鼠比较,载脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠Th17细胞升高,且在动脉粥样硬化斑块处IL-17表达增高。De Boer等[12]通过逆转录聚合酶链反应检测方法在人动脉粥样硬化斑块内检出IL-17的mRNA表达。这些研究表明在动脉粥样硬化斑块内存有Th17产生的IL-17。直接检测患者冠状动脉粥样硬化斑块内是否存在Th17和IL-17及其含量有一定的困难,要想区分出哪些患者动脉粥样硬化斑块内存在Th17和IL-17及其含量困难更大。从理论上推测,如果动脉粥样硬化斑块内存在Th17和IL-17,尤其是有Th17和IL-17聚集,而且这种聚集引起动脉粥样硬化斑块之易损,那么冠状动脉罪犯血管不稳定斑块病变部位血中Th17细胞和IL-17应该比外周血更高。但事实如何呢?目前未见报道。本研究的最初假设是ACS患者冠状动脉罪犯血管不稳定斑块病变部位血中Th17细胞和IL-17比周围血高,然而检测的结果是二者之差异无统计学意义。这有三种可能:其一,不稳定斑块病变部位的Th17细胞和IL-17确实不比其他部位的高;其二,不稳定斑块病变部位的Th17细胞和IL-17比其他部位高,但量太小,被冠状动脉内的快速血流冲走了,本研究没有测出;其三,血液中的Th17细胞和IL-17与不稳定斑块内的Th17细胞和IL-17存在差异,而本研究检测的只是血液。
本研究显示,外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例ACS组患者比SA组和对照组患者均高,差异有统计学意义(P<0.01),但SA组患者和对照组患者比较差异无统计学意义(P=0.625)。同样外周血血清IL-17质量浓度ACS组患者比SA组和对照组患者均高,差异有统计学意义(P<0.01),但SA组患者和对照组患者外周血血清IL-17质量浓度相比,差异无统计学意义(P=0.517)。这和文献报告的结果一致[1, 13, 14]。
以上只是观察到的现象,其机制如何?研究认为T细胞的功能异常在粥样斑块形成中扮演重要角色,而Th17细胞和调节性T细胞(regularyTcells,Treg)之间的平衡意义重大[15]。笔者的另外一部分研究发现动脉粥样硬化疾病进展中,DC被过度活化并分泌前炎症因子IL-6,抑制Treg细胞功能的发挥,导致Th17和Treg细胞功能失衡可能是疾病进展的机制之一[16]。另外,还发现另一群Gr-1和CD11b双阳性的不成熟的髓系细胞在体内大量扩增,而通过体内外的一系列实验研究显示,正是这群细胞介导了CD4阳性炎性T细胞对调节性T细胞的抑制耐受。这群细胞高表达白介素-6,结合CD4阳性炎性T细胞表面的IL-6受体,进而活化Jak/Stat信号通路,从而导致CD4阳性炎性T细胞抵抗调节性T细胞介导的抑制效应[17]。
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