微生物感染、炎性反应与心脑血管疾病相关性研究现状

【关键词】  微生物 炎性反应 动脉粥样硬化 心脑血管疾病

    心脑血管病的发病机理十分复杂，致病因素也很多，除传统的的危险因素外，感染与炎性反应在心脑血管疾病中的致病作用越来越受到医学界的关注，并成为当前国内外临床学界的研究热点。动脉粥样硬化(AS)是一种慢性炎性反应性疾病已成为众多研究者的共识，这一全新概念的提出，将推动和丰富心脑血管疾病发病机理的研究，为心脑血管病的防治提供新的思路。

    1  病原微生物感染与AS相关性研究的证据

    1.1  人类颈动脉硬化斑块中检出幽门螺杆菌(HP)  38例AS斑块中，20例(53%)检出HP DNA，这20例中有10例于血管内皮细胞表面和间隙检出HP。38例中19例(50%)存在ICAM1表达，20例HP DNA阳性者中，15例(75%)有ICAM1表达。18例阴性中，仅4例(22%)存在ICAM1表达。7例无颈动脉硬化的尸检标本无1例检出HP和ICAM1表达［1，2］。76例冠心病患者血清中HP的特异性IgG抗体阳性率达81.5%，与对照组(51%)相比差异有统计学意义［3］。国内学者发现HP IgG浓度与脑梗死神经功能缺损程度成正相关［4］。

    HP的细胞毒素相关蛋白A(CagA)具有很强的毒性，CagA阳性的HP菌株感染是脑梗死的独立危险因素［5］。

    1.2  肺炎衣原体(CPN)感染与AS  TaylorRobinson等［6］应用多项现代先进技术自多处(多根)动脉检出肺炎衣原体。

    人群血清CPN抗体(IgG)随年龄增加，老年人达70%，抗体滴度＞1∶128者，血管壁明显增厚，多项研究发现，中老年AS患者血清CPN抗体显著高于对照组。新西兰学者对进食正常食物的大鼠鼻内接种CPN后出现主动脉粥样硬化病变，给冠心病患者予以阿奇霉素治疗，其心血管事件发生率比对照组显著减少，Melnick等［7］提出了CPN是AS的独立危险因素。

    1.3  病毒感染与AS

    1.3.1  巨细胞病毒(HCMV)感染与AS  病毒通过淋巴细胞和单核细胞播散到全身，主要侵入循环系统，感染血液细胞和平滑肌细胞。人类血清中抗巨细胞病毒抗体阳性率较高。青少年为15%，成人为50%，＞70岁者为70%。AS组织中检出CMV，抗原阳性率为29%～52%，HCMVDNA(冠状动脉病变标本)为63.2%，对照组为14.3%，冠心病CMV IgG抗体90%显著高于对照组。冠脉成形术和支架置入术后，有狭窄和血栓形成组其血清IgG抗体显著高于非狭窄组(P＜0.01)［8］。动物实验发现动脉平滑肌细胞中存在活动的CMV感染，内膜平滑细胞比中间层平滑肌细胞更易感染CMV，鼠动脉管腔有炎性细胞堆积，与人类AS早期病变相似［9，10］。

    1.3.2  单纯疱疹病毒(HSV)与AS  多项研究表明，HSV感染与AS有关。动物实验发现，成年鼠平滑肌细胞HSV1感染率比幼鼠高，年龄是AS的一个危险因素；病毒的宿主细胞胆固醇代谢异常，脂质易在管壁中沉积；内皮细胞感染HSV后吸引白细胞，引起炎性损伤；同时引起内皮促凝物质(凝血酶等)改变，促进AS和血栓形成；对初损伤部位进行DNA原位杂交的发现，HSV感染与冠状动脉和主动脉损伤的早期发展有关。45%的冠状动脉旁路手术中取出的活检标本检出HSV。机械磨损特别是那些暴露在高剪切力的部位如血管分叉处易遭潜伏的HSV感染，这些部位也正是硬化斑块和血栓形成的部位［11］。

    1.3.3  肠道病毒与AS： 实验证明，柯萨奇B病毒与免疫协同促进动脉脂质积累，高滴度的CBV特异性抗体与心肌梗死的危险性密切相关。血清流行病学未发现在AS部位有EB病毒存在。

    2  血清炎性反应物质(炎性反应标志物)的临床作用和意义［12，13］

    炎性反应在AS的各个时期都有突出的变化，受累的动脉也多，全身炎性反应活动增强，血浆中的炎性标志物表达增高。在众多的标志物中，炎性黏附分子、白细胞介素、肿瘤坏死因子、C反应蛋白(CRP)与心脑血管病的关系为密切。血管内皮损伤在细胞因子作用下，释放VCAM1、ICAM1，医学上已将二者作为心血管疾病的预测指标，HP阳性斑块中有高频率ICAM1表达，反映内皮炎性反应活动增强，是HP感染引起内皮炎性反应的重要依据。可溶性VCAM1增高可预测颈动脉分支处内膜增厚，是AS进展程度的独立危险因素。IL6、IL8和TNFα等细胞因子可促进血小板源性生长因子等的表达，促进血管平滑肌细胞增殖，触发炎性反应导致AS。TNFα的过度表达和持续增高，使心肌梗死后的冠状动脉事件的复发率增高且预后不良。研究多的是高敏C反应蛋白(hsCRP)，1985年Reynold证明CRP存于AS斑块内，在血管损伤过程中起直接作用，中重度高血压患者CRP水平很高，则心脏病、脑卒中发作的危险性也随之加倍，降低CRP水平可减少心脑血管病的发生。Ridker等对1 086名健康男性进行为期8年的追踪观察，发生脑梗死者的CRP水平较未发生脑梗死者显著升高，提示CRP血浆基础水平可以预测发生脑梗死的危险性。CRP通过调节单核细胞聚集、刺激血管内皮释放黏附分子、激活补体、刺激组织因子生长、启动血凝过程等多种途径调节炎性反应过程。目前已被作为预测心脑血管病发生的独立危险因子。

    3  微生物感染与脑血管病相关性研究状况

    3.1  HP与缺血性中风的关系  国内外学者对脑梗死患者进行HP血清IgG抗体和抗体浓度检测，均发现梗死组显著高于对照组，有统计学意义。袁光固等研究发现，一些炎性因子(IL6、IL8、CRP)在脑梗死的前期病变即AS阶段已有异常增高，提示HP感染与初发脑梗死有关。国内多个学者对HP感染与脑梗死和腔隙性脑梗死(腔梗)之间的关系研究中发现，HP IgG阳性率和IL8浓度明显高于腔梗组和对照组，HP感染参与AS性脑梗死的发病过程，与腔隙性脑梗死的发病无相关性。段和力等［14］对HP与脑梗死的复发率观察发现，加用HP治疗的病例复发率显著低于未治疗的HP IgG阳性组，与HP阴性组无显著差异。

    3.2  HP感染与出血性中风［15，16］  作者对脑出血及对照组血清HP CagA抗体IgG检测发现，病例组(59.26%)高于对照组(26.67%)。另一作者观察脑出血与脑梗死者血清HP IgG，其阳性率(72%，76%)比对照组(58%)高，但前二者无显著差异。提示HP感染是脑出血和脑梗死的又一危险因素。这可能与炎性反应造成AS持续发展有关。赵海滨对HP感染与蛛网膜下腔出血的相关性研究中发现，病例组HP IgG阳性率显著高于对照组(P＜0.05)，且HP IgG阳性者与TG、TC、LDL呈正相关，与HDL呈负相关。作者对HP感染与蛛网膜下腔出血(SAH)的作用机制进行了探讨，并建议在处理SAH时加用抗HP治疗，有助于提高疗效。国外学者通过动物模型和临床试验，对SAH后脑血管痉挛(CAS)与炎性反应进行探讨。将血液注入狗的蛛网膜下腔并行血管造影，注射后的2、7和14 d血管均强烈收缩，同时CSF中各种细胞因子表达上升，在7 d时达高峰，炎性反应细胞水平与CAS程度呈正相关。Osuka等将IL6注射到8只狗的脊髓内，5只狗出现长时间血管痉挛。临床上以SAH后CSF中细胞因子的浓度变化为检测指标。IL1α和IL1β具有相同的作用和受体，作用于内皮细胞(促炎性反应)和丘脑(导致发热)，在SAH后8～15 d CAS高峰期IL1显著增高，增高水平与CAS成正相关，在无CAS患者中无明显改变。IL6在SAH 6 d达高峰，CSF中IL6与对照组之间相差10 000倍以上，而正常CSF中IL6水平仅为(11±7)pg/ml。IL6升高与CAS和迟发性缺血性损伤发生相一致，无症状的CAS IL6升高不明显，甚至无变化。Glasgow(GOS)评分法观察，评分越低，CSF中IL6水平越高，提示IL6检测有助于病情轻重判断。IL8在SAH后第3天开始升高，持续到第12天。IL8血清中水平较低，CSF中表达升高，提示在蛛网膜下腔中自行合成，而非通过血脑屏障(BBB)被动转运。TNFα在SAH后5～9 d达高峰，Kwon等发现，SAH后CSF中TNFα水平比对照组高10倍以上。以上说明炎性反应是蛛网膜下腔出血后CAS的机制之一，如何引起CAS需进一步研究。

    4  干预炎性反应过程与防治心脑血管病

    根据AS是一种慢性炎性反应过程的思路，进行干预治疗已提到议事日程，不少学者从不同角度进行了抗炎治疗的探索。

    4.1  抗生素的应用  罗红霉素能有效减少AS斑块中的CPN，治疗观察2年发现颈动脉内膜中层厚度显著缩小。用奥美拉唑、克拉霉素、替硝唑治疗HP感染，6个月后FIB与CRP比治疗前均有明显下降，为评估HP与AS之间的病原学关系提供可能。

    4.2  他汀类药物  阿托他汀(40 mg/d)治疗30 d能降低胆固醇、LDLC外，血浆CRP水平亦有显著降低，提示该类药物具有降脂和抗炎双重作用，具有改善内皮功能，减少斑块内炎性细胞浸润，稳定斑块的作用，减少血栓性梗死机会。美国研究机构建议：CAS患者入院当时或发病后24 h内即开始给予他汀类药物治疗。

    4.3  抗炎与增强胰岛素敏感性在防治脑梗死中的作用  研究发现许多炎性因子与胰岛素抵抗(IR)有关。它们通过不同途径影响胰岛素信号转导，导致IR和AS的发生。炎性反应是IR的关键始发因素。正常情况下，胰岛素具有抗炎作用，当IR时，胰岛素对炎性分子灭活作用减弱，循环中的炎性分子表达增加，炎性因子与IR互为因果，形成恶性循环，促进AS发生。(1)控制饮食和加强体力活动，消除肥胖，延缓AS的发生；(2)Kim等用大剂量阿司匹林以降低IR水平；(3)胰岛素增敏剂——噻唑二酮类药物(曲格列酮、罗格列酮等)治疗2型糖尿病后，脂联素水平升高(脂联素具有抗炎、抗AS作用，IR时脂联素水平降低)，CRP(降低达40%)和IL6等炎性分子降低，其具有降糖、降脂、降压、抗炎等多重效应，能减少血管事件的发生。

    4.4  环氧化酶(COX)抑制剂  COX分COX1和COX2，二者在炎性反应过程中发挥重要作用，可促进早期AS病变的发展。阿司匹林对上述二者均能抑制，因而具有抗血小板和抗炎双重作用。心肌梗死高危人群中，CRP水平越高，阿司匹林降低风险的效应越强。大剂量阿司匹林能抑制IKK(降低胰岛素敏感基因)活性，可改善2型糖尿患者IR，是其抗炎作用机理之一。

    4.5  血管紧张素转移酶抑制剂(ACEI)  ACEI可减少IL1和TNFα水平，降低心力衰竭患者体内IL6水平，其抗炎作用是通过阻断细胞间黏附分子和细胞因子的表达，进而防止AS的发展和ACS过程中斑块破裂。

    4.6  血管紧张素受体拮抗剂(ARB)抗炎作用研究  血管紧张素II是一种潜在的促炎性反应介质，阻断血管紧张素受体可以降低患者血清炎性因子水平。用缬沙坦(代文)治疗高血压6周时，CRP水平显著降低，说明ARB具有降压以外的抗炎作用。另外增强胰岛素敏感性，干预AS的形成，改善糖尿病性AS严重程度。

    4.7  氧化应激治疗  氧化应激可导致炎性反应。维生素E、C等可降低CRP和IL1、IL6，减少心肌梗死等血管性事件风险。N乙酰半胱氨酸，每日1 200 mg对冠状动脉具有保护作用；ACEI、ARB、钙离子通道阻滞剂均具有抗氧化作用；硫酸锌、褪黑素、姜黄素(新型抗氧化剂)、重组人类促红细胞生成素、21氨基类固醇等具有抑制细胞氧化，保护DNA免受脂质过氧化损害作用。己酮可可碱每日400 mg可以降低T细胞的TNFα及IFNγ分泌水平，改善血浆免疫球蛋白水平。有作者采用新型光量子导管对血液直接照射紫外线治疗可改善患者慢性炎性反应，具有较高安全性。

    4.8  高同型半胱氨酸(Hhcy)血症的治疗  HP感染引起VitB6、B12和叶酸缺乏，可抑制半胱氨酸降解，致血中同型半胱氨酸水平增高，正常人为5～15 μmol/L，当其含量高于16 μmol/L时，提示有Hhcy血症，使氧自由基产生增多，Hhcy已被看作是AS的一个独立危险因素。血浆中每增加1 μmol/L，心血管事件的死亡率就增加1%。目前主要是通过干预其代谢途径来降低血中水平。一般人群以饮食调节为主，对Hhcy血症，可采用叶酸、维生素B6、B12联合治疗。叶酸(1～5 mg/d)是治疗Hhcy的有效措施之一。约50%因CBS(胱硫醚合成酶)缺陷所致的Hhcy血症用VitB6(100 mg/d)治疗有效。Hhcy生物效应拮抗剂如牛磺酸、谷胱甘肽等通过膜稳定、清除自由基等作用以对抗Hhcy的损伤作用。

    4.9  鱼油和饱和脂肪酸(rr3FA)  大量摄入鱼油和不饱和脂肪酸可减少CHD的风险。对22 071例无CHD的病史的男性患者随访17年，发现rr3FA水平较高者，其猝死的危险性显著降低，其机制可能抑制内皮激活和细胞黏附分子的表达。rr3FA二十二碳六烯酸也有抑制炎性因子和细胞黏附分子表达的作用，而且可以从食物获得。二十二碳六烯酸还有降脂、抑制血小板聚集和COX等作用，以此来降低CHD风险。

    5  结  语

    全世界1/3的人口有不同程度的AS，AS又是心脑血管病的重要危险因素，寻找AS的病因对防治心脑血管病有着十分重要的意义。AS的病因是多元性的，除传统的危险因素外，炎性反应、感染、氧化应激等非传统的危险因素在AS和心脑血管疾病中的致病作用已日益受到重视并成为当前研究的热点。AS的本质是一种慢性炎性反应疾病，是感染诱导的自身免疫性炎性反应疾病已成为众多研究者的共识，这一全新概念的提出可以说是对传统观念的严重挑战。感染是导致自身免疫性疾病发生的重要激发因子。感染引发自身免疫性疾病的可能机制是：(1)多克隆淋巴细胞活化；(2)抗原模拟：细菌和病毒的蛋白和人体自身抗原具有同源，可发生交叉反应；(3)感染介导的炎性反应增加了自身抗原的免疫原性。

    AS斑块中检出病原体和炎性细胞浸润，证实了免疫反应参与AS发病的假说，患者血清中检出病原体的特异性抗体和多种炎性标志物表达增加，均证实炎性反应参与AS的发病。有作者认为AS与SLE没有什么本质区别，同属自身免疫性疾病。因为SLE、抗磷脂抗体综合征、类风湿性关节炎和血管炎等均有加速AS的病理过程。近年大量研究表明AS完全符合Witebsky和Rose提出的自身免疫性疾病的标准：(1)已确证AS患者体内的自身抗原即热休克蛋白60(HSP60)和pβ2糖蛋白I(p2GPI)；(2)将HSP或β2GPI接种动物可诱发出自身免疫性抗体并加速AS；(3)上述形成的抗HSP60、抗OXLDL和抗β2GPI抗体经临床和动物实验证实有致AS作用；(4)将含有自身抗体的T细胞被动转移给实验小鼠可使其发生AS；(5)对AS小鼠应用免疫调节剂可减轻症状，他汀类药物可减少血管壁黏附分子表达，IVIg治疗可使斑块形成减少40%。

    有学者认为，可以预料，针对其自身免疫应答特点而设计靶向性药物进行AS治疗的新时代已经不远了。但要真正从根本上解决AS的防治问题仍任重道远。一些研究对微生物感染因素参与AS与缺血性心脑血管病持否定态度，感染与AS损伤的因果关系还无定论，微生物感染对AS损伤和粥样硬化的特异性问题尚未解决，抗生素治疗感染可否延缓AS尚无肯定效果，尤其是研究者所用的样本多为冠心病搭桥术的动脉，而年轻人的标本由于难以取得，研究尚少，使得研究结果与结论具有不全面性。对存在的问题和未知进行深入研究与探索，必将把这一充满希望的课题推向一个更高水平和崭新的发展阶段。

    Danesh推论微生物慢性感染和局部炎性反应对动脉血栓形成的作用机制，用图1表示：

    图1  微生物感染与病脉血栓形成的关系参考文献

 

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作者：董佑忠

作者单位：550004 贵阳医学院附属医院神经科