树突状细胞和动脉粥样硬化

                                  周茂亮  赵炎波

  树突状细胞（dendritic cell，DC）最先于1868年在皮肤组织中被描述为郎格罕细胞， 1973年Steinman和Cohn确定DC为抗原递呈细胞。虽然在所有组织和病理条件下，DC是少数细胞群，但又是最有效的抗原递呈细胞。1995年在动脉中发现存在DC ，自此展开了DC在动脉粥样硬化中作用的研究。

    动脉粥样硬化是一种脂质相关的慢性炎症性疾病。目前已明确动脉粥样硬化斑块内包含有各种免疫活性细胞，最突出的是单核细胞源性的巨噬细胞和T细胞。大量证据支持斑块的炎症或免疫激活是急性冠状动脉综合征的原因之一。DC作为抗原递呈细胞（antigen presenting cell，APC）在炎症或免疫激活中起重要作用，可能影响动脉粥样硬化的发生与发展。

1   树突状细胞概述

    DC以不断伸缩的树突状胞质突起为特征, 按其分布部位及形态可分为郎格罕细胞、间质DC、滤泡样DC和血管DC等。DC主要来源于骨髓中CD34 + 祖细胞; 顺序经历前体DC、未成熟DC及成熟DC三个分化阶段。目前已知从CD34＋前体细胞发育成不成熟DC有三条途径。第1条途径诱导典型的郎格罕细胞生成，表达E-钙粘连素并包含具有Lag抗原或Langerin的Birebeck颗粒。这一途径受粒细胞集落刺激因子（granulocyte-macrophage colony-stimulating factor， GM-CSF）和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor，TNF-α）的调节。第2条是单核细胞相关途径。在GM-CSF和TNF-α作用下不生成郎格罕细胞，而是生成高表达CD14和CD68的间质DC。第3条是淋巴相关途径，DC来自胸腺髓质和淋巴组织的T细胞区域。这一亚型的DC缺乏骨髓标志CD11b，“骨髓”DC是T细胞活化所必需的，而“淋巴”DC则诱导T细胞耐受。前体DC内吞、降解异物抗原, 并以抗原多肽-主要组织相容复合物-主要组织相容性(抗原)（major histocompability complex， MHC）-Ⅰ或-Ⅱ复合物呈现在DC 表面, 分化为未成熟DC ,后者进入淋巴组织, 并在细胞表面表达激活初始型T 淋巴细胞所必需的共刺激分子( 如CD40 、CD80/ B711 、CD86/B712 等) 及细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule-1，ICAM - 1) 等黏附分子, 而其内吞、处理抗原能力减弱, 标志DC分化成熟。DC将抗原多肽- MHC复合物递呈至T淋巴细胞表面T细胞结合受体( T cell receptor, TCR) 的同时, 其细胞表面共刺激分子参与初始型T 细胞的增殖与活化, 启动免疫应答, 参与抗感染免疫、肿瘤免疫、免疫排斥及自身免疫等多种免疫反应。如果DC递呈抗原多肽-主要组织相容性复合体（major histocompatobility complex, MHC）复合物时未能提供有效共刺激信号, 则使T淋巴细胞不发生增殖反应甚至凋亡而产生免疫耐受。

2  树突状细胞与正常动脉及动脉粥样硬化前期 

    少量DC主要分布于正常动脉内皮下层。电镜显示正常动脉内膜含有具有特殊超微结构的不同亚型的DC。血管树突状细胞（vascular dendritic cell，VDC）通过其突出在一些内膜区域内形成网状结构。Wick等认为在正常血管内膜中，VDC是血管相关淋巴组织（vascular-associated 1ymphoid tissue ，VALT）的重要成分。VALT类似于呼吸道和胃肠道的粘膜相关淋巴组织。VALT包含血管DC、T细胞和巨噬细胞分布于动脉内膜内皮下层。对血管组织中有害的内源性或外源性抗原进行免疫监视。少部分血管DC分布于动脉外膜，通常在滋养毛细血管附近。临床与实验证据提示动脉粥样硬化是免疫炎症性疾病，自身免疫与动脉粥样硬化形成有关。动脉冰冻切片显示单核细胞浸润不仅仅在早期和晚期动脉粥样硬化病变中，在正常婴儿、儿童的承受血液涡流压力较大而容易形成动脉粥样硬化的部位同样发现有单核细胞浸润，主要是活化T细胞、DC、巨噬细胞、肥大细胞以及极少数B细胞和自然杀伤细胞的聚集。

    与不易发生动脉硬化部位相比，承受血液涡流压力较大而容易形成动脉粥样硬化的部位DC数目明显增多，并可以观察到DC聚集成簇。在8周～10岁小孩颈动脉内膜中，承受血液涡流压力较大而容易形成动脉粥样硬化的部位发现有DC的聚集。Milloning等[4]在动物、8周～16岁婴儿和儿童、17～34岁的成年人，甚至在婴儿动脉的冰冻切片免疫组化研究中发现有动脉内膜中DC存在，主要聚集于承受血液涡流压力较大而容易形成动脉粥样硬化的部位。在其他病理条件下，DC聚集成簇被认为是自身免疫过程的标志。根据Wick等^[3]提出的有关动脉粥样硬化自身免疫的假说，自身抗原激活VALT启动动脉壁的免疫反应并导致动脉粥样硬化改变。在主动脉和颈动脉的动脉粥样硬化倾向区域观察到的DC的聚集成簇，提示在疾病形成的极早期免疫机制与动脉粥样硬化病变形成有关。Michael等发现，促动脉粥样硬化因素如缺氧、氧化低密度脂蛋白、TNF-α，抑制内皮一氧化氮合成酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）活性，树突状细胞黏附、迁移显著增加，提示树突状细胞参与动脉粥样硬化形成前期。

3  动脉粥样硬化病变中的树突状细胞

    DC在粥样硬化的动脉的数量明显增加。位于血管内膜的DC在动脉粥样硬化形成的早期被激活。晚期动脉粥样硬化斑块，DC随着血管滋养血管相关的新生血管化从外膜侵入粥样硬化斑块。循环DC可以通过发炎的新生血管侵入动脉粥样硬化斑块。动脉粥样硬化极早期的单核细胞浸润导致DC数目增加。从血液中迁移至内膜的单核细胞所处微环境如细胞因子的成分和组合不同，可以分化成巨噬细胞或者DC。DC黏附和迁移受内皮功能变化的调节。体外实验显示，当内皮细胞处于低氧、氧化低密度脂蛋白和TNF-α条件下，DC黏附和迁移显著增加。抑制eNOS的活性增加DC的结合和迁移，而增加eNOS活性防止DC黏附。这些发现提示，加速动脉粥样硬化形成的刺激因素促进DC的黏附和迁移。

    越来越多的证据显示，与其他周围组织一样，动脉壁中的DC参与抗原的捕获和处理加工。血管相关的DC的迁移路线可能与皮肤中的郎格罕细胞或其他外周组织中的DC类似。动脉壁中的血管DC内吞抗原后，很可能作为褶皱细胞通过输入淋巴管到局部淋巴结，进而激活T细胞。一项活体研究显示动脉粥样硬化斑块病变退化时有单核细胞源性细胞输出，而在进展期斑块则很少观察到有单核细胞源性细胞输出，提示动脉粥样硬化斑块的进展不仅仅由于动脉壁对单核细胞的征募，还由于这些细胞从病变输出的减少所致。这与人动脉组织的组织病理学研究结果一致，只有部分DC迁移至淋巴结，其他DC直接激活内膜中的T细胞。人动脉粥样硬化病变中DC最常分布于富含T细胞区域，尤其是在炎症浸润区域DC与T细胞聚集成簇状。DC与T细胞聚集成簇，ICAM1和血管细胞黏附分子-1（vascular cell adhesion molecule-1，VCAM1）分别与白细胞功能相关抗原1（leucocyte function-associated antigen，LFA1）和极晚期激动抗原4（very late antigen，VLA4）相互作用是T细胞活化所必需的。在DC-T细胞相互作用中，DC表达CD40和高水平的人白细胞DR抗原（human leukocyte antigen-DR， HLA-DR）。血管DC还表达DC-SIGN ，有的DC表达DC活化的一个标志CD83。在动脉粥样硬化病变中，DC不仅表达高水平的Ⅱ类MHC分子并且在细胞表面表达CD1分子，CD1是类似于Ⅰ类和Ⅱ类MHC分子的抗原递呈分子。只在DC中表达的CD1d负责脂质抗原的递呈。动脉粥样硬化环境对DC的影响还不明确，但是在动脉粥样硬化病变中，DC被激活并且富含热休克蛋白70（heat shock protein 70，HSP70）。最近一项体外研究显示，与正常对照相比，冠心病患者的单核细胞源性树突状细胞的共刺激分子CD40、CD80和CD86水平显著增加，这一改变与吸烟、家族性冠心病病史及C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）水平相关，与高密度脂蛋白（high density lipoprotein， HDL）水平呈逆相关。

    动脉粥样硬化表现为局部和全身免疫激活。Angeli等发现与动脉粥样硬化相关的血脂紊乱能够改变DC功能。在不同的病理生理条件下，炎性细胞因子和趋化因子导致DC的激活和迁移，但是对于动脉粥样硬化中细胞因子和趋化因子对DC的独特作用还不清楚。Liu 等发现，DC在动脉内膜的聚集与动脉粥样硬化的生成有关，趋化因子受体CX3CR1缺陷能够减少DC在动脉内膜聚集并显著减少动脉粥样硬化的发生。尼古丁能够加速动脉粥样硬化的发展，激活DC并增加DC刺激T细胞增生和分泌细胞因子的能力。动脉粥样硬化病变中修饰脂蛋白的聚积很可能激活DC，如在活体外研究显示，氧化低密度脂蛋白能够促进单核细胞转化为成熟DC并促进DC聚集成簇。此外，还发现血管DC表达补体C1q，而C1q被认为与淋巴组织中免疫复合物的捕获有关，可能参与动脉粥样硬化的免疫反应。

    在血管DC中发现有肺炎衣原体存在后，认为DC聚集在动脉粥样硬化病变中可能与调节动脉粥样硬化的先天性免疫有关。Spanbroek等发现动脉粥样硬化病变中的DC分泌5-脂肪氧化酶，通过花生四烯酸代谢生成强促炎症作用的白三烯，后者以自分泌或旁分泌的形式参与DC启动的免疫反应。

4  树突状细胞和斑块的不稳定

    动脉粥样硬化斑块中DC数目显著增加， 90％以上的DC聚集在斑块易破裂部位。Yilmaz等发现易损颈动脉斑块易破裂部位70％的DC表达DC活化标志如CD83和DC-LAMP。在斑块易破裂部位发现有成簇的T细胞和活化的DC。在这些区域，DC不仅和普通T细胞相互作用，还和自然杀伤细胞（natural killer cell， NKT）细胞结合，而NKT细胞加重动脉粥样硬化。目前推测斑块易破裂部位DC和T细胞聚集成簇与斑块的不稳定有关。与无急性缺血症状的患者相比，有急性缺血症状患者中动脉粥样硬化斑块中的DC细胞数目显著增加。

    最近在日本，Kawahara I等对27个经颈动脉内膜剥脱术获得的脉粥样硬化斑块样本进行免疫组化分析显示，斑块易破裂区域DC信号强度最高，复杂斑块中的平均DC信号强度比不复杂斑块要高，有症状患者斑块的DC信号强度比无症状患者要高。Ranjit等报道，不稳定型心绞痛患者的DC有功能改变，与健康对照相比，不稳定型心绞痛患者DC共刺激分子CD86水平上调。最近在德国，Erbel C等发现，冠状动脉不稳定斑块中T细胞数目及其分泌的细胞因子干扰素（interferon-α， INFα）和TNF-α水平增加，DC活化标志CD83水平增加，DC分泌的T细胞趋化因子CCL19和CCL21水平增加，且CD83+DC主要聚集在动脉斑块易破裂区域。这些研究说明DC在动脉粥样斑块不稳定中的作用机制可能是：活化DC在斑块易破裂区域聚集，分泌T细胞趋化因子，使T细胞进入斑块，并活化T细胞诱导T细胞分泌各种细胞因子，导致斑块炎性浸润的进一步加重，最终引起斑块不稳定甚至破裂。

5   树突状细胞和动脉粥样硬化的治疗

    研究发现, 他汀类药除通过调脂作用外，还可以非调脂机制延缓动脉粥样硬化的病理进展, 这可能部分归因于其对动脉粥样硬化斑块局部免疫炎症的调节作用。他汀类药治疗后动脉粥样硬化斑块中的DC数目明显下降。最近研究发现， 0.05～0.5 μmol/L的阿托伐汀通过激活Akt/NOS途径降低DC的黏附和迁移功能，而1 μmol/L阿托伐他汀则通过抑制二牛龙牛儿转移酶（geranylgeranyltransferase）显著降低DC的黏附和迁移功能，这一作用可被胆固醇部分逆转。

    噻唑烷二酮类(thiazolidinediones, TZDs) 作为过氧化物酶体增殖物激活受体-γ (peroxisome proliferators activated receptor-γ, PPAR-γ) 激动药, 在临床上用于改善糖代谢异常患者体内胰岛素抵抗状态。近年研究发现, TZDs可抑制血管平滑肌过度增殖、改善血管内细胞功能、减少单核/ 巨噬细胞产生细胞因子及表达吞噬脂质的清道夫受体A(scavenger receptor-A，SR-A)、促进胆固醇的由血管壁向肝脏的逆向转运。已发现在DC分化成熟过程中伴有PPAR-γ的胞内表达，后者激活后可影响DC表面CD1a及共刺激分子的表达，从而减弱DC对T淋巴细胞的增殖激活作用, 而TZDs则可抑制氧化型低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，ox-LDL） 诱导的DC分化成熟及免疫功能, 来减轻动脉粥样硬化局部的免疫炎症反应, 延缓动脉粥样硬化的病理进程 。

    体外研究发现, 目前药物涂层支架常用西罗莫司, 可抑制DC分化成熟及抗原递呈功能, 提示其除可抑制动脉粥样硬化支架植入术后再狭窄处血管壁的血管平滑肌细胞过度增殖外, 还可能通过减轻支架植入局部的免疫炎症反应, 以预防支架植入术后再狭窄。此外, 阿司匹林在体外可抑制小鼠髓源性DC的分化成熟及免疫功能, 提示其在动脉粥样硬化治疗中的免疫炎症抑制作用。　Bachetoni等报道地尔硫卓通过降低IL-12水平和降低DC活化T细胞的能力，使DC对脂多糖和CD40配体的反应性降低而保护内皮功能。

    骨髓来源的DC是T细胞活化所必需的，而淋巴来源的DC诱导T细胞免疫耐受。抑制骨髓来源的DC亚群，激活淋巴来源的DC亚群，可能是调节动脉粥样硬化免疫反应新的治疗途径。此外，由于DC 递呈MHC -抗原多肽复合物至T 淋巴细胞的同时, 必须通过共刺激分子信号才能有效激活T 淋巴细胞。我们可采用与DC在肿瘤免疫治疗方法的类似方法, 将动脉硬化斑块加入体外培养的DC中, 使其表面表达MHC-抗原多肽复合物,而同时设法阻断T淋巴细胞共刺激分子的表达或其活性, 然后将体外培养的这种既表达MHC-抗原多肽复合物又无有效共刺激分子信号的DC回输入动脉粥样硬化患者血循环中, 就有可能在动脉粥样硬化斑块局部抑制免疫炎症反应。

6   结  语

    动脉粥样硬化形成是一种免疫炎症性疾病。内皮功能不全和损伤是触发动脉粥样硬化形成的基础。病毒和细菌抗原、oxLDL、HSP、低氧和eNOS活性的改变等因素促进DCs的黏附和迁移，加速动脉粥样硬化的形成。DC 作为免疫反应的关键成员, 在慢性免疫炎症反应中起重要作用。DC诱导T细胞活化和促进T细胞分泌细胞因子，导致冠状动脉斑块不稳定和容易受损最终破裂。他汀类药和TZDs等药物通过抑制DC与内皮细胞的相互作用保护内皮功能，应用于减少心血管疾病的发生。DC在动脉粥样硬化中作用机制有待进一步明确，将来有可能应用于动脉粥样硬化的免疫治疗。