心血管疾病中自身免疫作用机制的研究进展.docx

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心血管疾病中自身免疫作用机制的研究进展

心血管疾病中自身免疫作用机制的研究进展

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【关键词】自身免疫;心肌炎;心肌病;心力衰竭自身免疫是指机体免疫系统对自身抗原发生免疫应答，产生自身抗体和（或）自身致敏淋巴细胞的现象。

在心血管疾病发病机制的研究中，人们发现自身免疫反应参与了许多心血管疾病，如心肌炎、心肌病、心肌梗死、高血压心脏病、心力衰竭等疾病的发生发展〔1〕。

心肌出现自身免疫性炎症反应时，细胞免疫和体液免疫都参与了心脏的病理性重构，影响细胞外基质降解、胶原沉积，以及心肌细胞肥大、凋亡，引起血管损伤导致心肌细胞缺血，或者直接影响心肌细胞的收缩性，而相关机制尚不十分清楚。

很多学者采用各种心肌特异性自身抗原如心肌的肌球蛋白（CM）、自身抗原表位、负载自身抗原表位的免疫活性细胞等诱导建立了动物实验性自身免疫性心肌炎（EAM）模型，为研究自身免疫反应介导心肌损伤的机制提供了有效工具〔2〕。

通过对EAM的研究，证实了免疫系统不同成分在自身免疫介导心肌损伤进而导致心功能障碍乃至心力衰竭中的重要作用。

本文主要基于EAM模型，总结近年来有关自身免疫在心血管疾病中作用机制的研究进展。

　　1T细胞与细胞免疫　　T细胞受到抗原刺激后，分化、增殖、转化为致敏T细胞，当相同抗原再次进入机体，致敏T细胞对抗原的直接杀伤作用及致敏T细胞所释放的细胞因子的协同杀伤作用，统称为细胞免疫。

T细胞一般按分化抗原和免疫功能的不同分为CD4+T细胞（CD4+、CD8-）和CD8+T细胞（CD4-、CD8+）两个亚群;按免疫功能不同分为：

辅助性T细胞（TH）、抑制性T细胞（Ts）、细胞毒性T细胞（CTL）。

在心肌炎和特发性扩张型心肌病（IDCM）患者心内膜心肌活检时发现有CD4+及CD8+T细胞浸润。

目前认为T细胞是EAM疾病进程的重要发起者和调节者〔1〕。

　　1.1THTH即CD4+T细胞，在EAM的发生发展中发挥关键性作用。

Smith等〔3〕证明CD4+T细胞在小鼠EAM的诱导中是必需的，用单克隆抗体清除CD4+T细胞可阻止A/J小鼠EAM的发展。

Afanasyeva等〔4〕采用流式细胞仪技术证实在急性EAM心肌浸润的细胞中，CD4+T细胞显著多于CD8+T细胞，而且与正常心脏的CD4+T细胞相比，前者的表型也发生了改变，CD44的表达增加，显示这些细胞处于抗原诱导的活化状态。

CD4+T细胞还被认为是疾病进展的标志，在EAM小鼠慢性期利用流式细胞仪技术和压力容积研究发现炎症浸润CD4+T细胞的比例与心脏舒张功能的减退相关。

　　1.2TsTs即CD8+T细胞，可能是EAM发生发展中潜在的效应细胞。

Smith等〔3〕发现利用单克隆抗体清除CD8+T细胞，可以减轻模型小鼠心肌的自身免疫炎症反应，表明这些细胞与疾病的严重程度有关。

Grabie〔5〕等将来自表达卵清蛋白多肽特异性T细胞受体的OT1小鼠的CD8+T细胞注射到受体小鼠，使该多肽在心脏过度表达，发现CD8+T细胞可诱导心肌炎。

该研究小组还发现白介素12（IL12）对CD8+T细胞的活化及其诱导严重心肌炎的能力是必需的。

利用单克隆抗体清除中性粒细胞后可以促进心肌炎的恢复，因此认为中性粒细胞对CD8+T细胞介导的心肌炎的维持也是必要的。

　　1.3CTL介导的细胞毒性反应CTL可通过粒酶/穿孔素途径直接损伤靶细胞，因此，一旦CTL出现在心肌，就很可能引起心肌细胞的破坏。

自然杀伤（NK）细胞是CTL的一个经典范例，NKT细胞、γδT细胞、以及CD4+T细胞的某些亚群也能发挥细胞毒性作用抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）。

Young等〔6〕在对心肌炎患者心肌活检标本的研究中发现，心肌细胞表面穿孔素孔的出现与NK细胞和T细胞的浸润相关。

CTL也可通过其FasL与心肌细胞表达的Fas受体的结合而导致心肌细胞凋亡及机能障碍。

在EAM大鼠，用单克隆抗体清除Fas或FasL后，以TUNEL法检测发现可以减轻心肌细胞的凋亡〔7〕。

Binah等〔8〕利用来自穿孔素基因缺陷小鼠的CTL进一步研究了FasL/Fas相互作用在触发心肌细胞机能障碍中的重要作用。

在体外将心肌细胞与穿孔素缺陷的CTL细胞共培养，结果心肌细胞静息电位和动作电位振幅下降，动作电位持续时间延长，后去极化和心律失常活性出现，舒张期Ca2+内流（〔Ca2+〕i）增加。

Binah等还认为〔8〕心肌细胞Fas激活使瞬时外向K+电流（Ito）减低，这可以解释导致促心律失常活性的动作电位的延长。

然而，Fas激活的这一效应似乎依赖于Fas诱导的肌浆网Ca2+释放的增加。

FasL/Fas结合及其他可能的细胞毒机制触发电活动异常或引起凋亡的能力似乎依赖于心肌细胞本身的敏感性。

局部炎症导致心肌细胞表型改变，包括主要组织相容性复合物Ⅱ和共刺激分子如ICAM1、71、B72、D40、CD30L（CD153）和41BBL等的表达增加，可促进心肌细胞与粒细胞的接触进而加剧细胞毒性〔9〕。

　　1.4CD4-CD8-CTLAfanasyeva等〔5〕在A/J小鼠和BALB/c小鼠的正常心脏及EAM心脏炎症浸润细胞中都发现有双阴性（CD4-CD8-）CD3+细胞，这些细胞占CD3+细胞的一半。

由于γδT细胞既不表达CD4也不表达CD8，但为CD3+，因此这类细胞极有可能正是γδT细胞。

有研究发现γδT细胞在人类爆发性心肌炎时在心肌积聚，并且在柯萨奇B3病毒诱导的心肌炎小鼠心肌中占急性炎症浸润中的CD3+T细胞的50%。

γδT细胞在EAM中的作用尚不清楚，但已经证实γδT细胞可以诱导柯萨奇B3病毒感染的新生心肌细胞发生凋亡〔10〕。

　　2B细胞与体液免疫　　B细胞受抗原刺激后，经一系列的分化、增殖成为浆细胞，浆细胞产生抗体，抗体进入体液而形成的特异性免疫，称为体液免疫。

体液免疫是特异性免疫的重要组成部分，与细胞免疫相辅相成，共同发挥免疫作用。

　　研究中人们发现直接针对心脏特异性抗原的自身免疫反应在心肌炎的发病中发挥关键作用，在心肌炎患者及动物模型体内均发现了针对心脏特异性抗原的自身抗体〔11〕。

Caforio等〔12〕发现许多心脏自身抗体出现在心肌炎及IDCM患者的循环血液中，它们分别识别CM重链的α和β亚型，线粒体抗原如M7、腺嘌呤核甘转位分子、支链酮酸脱氢酶、心脏β1肾上腺素受体和M2毒蕈碱受体等。

抗体的同种型、特异性和亲和力一起决定它们的致病特性。

除补体结合作用和触发ADCC以外，抗体还能直接影响心脏功能。

Caforio等12研究发现针对β1肾上腺素受体的IgG抗体既能激发也能阻断经这一受体的信号通路。

这些β1肾上腺素受体信号引发的改变通过使受磷蛋白磷酸化及Ca2+经L型电流进入细胞来影响肌丝Ca2+敏感性及肌内质网Ca2+ATP酶（钙泵）活性，因此其改变能显著影响心肌细胞功能。

Mobini〔13〕采用免疫吸附法除去DCM患者血液中的IgG抗体后，患者的心脏指数、心搏量指数、左室射血分数都显著改善，但至于这种效应是与β1肾上腺素受体特异性抗体还是与其他类型的抗体的清除有关尚不清楚。

Okazaki〔14〕研究发现心肌肌钙蛋白Ⅰ特异性IgG可在程序性细胞死亡1（PD1）免疫抑制受体（属于CD28/CTLA4家族）缺陷BALB/c小鼠诱发DCM。

　　补体在自身免疫应答的发生发展中发挥关键作用，可通过一系列机制导致心肌损伤，包括促进抗体介导的组织损伤，局部肥大细胞、中性粒细胞和巨噬细胞的活化，以及通过形成损伤端膜攻击复合体C5bC9直接损伤细胞等〔15〕。

补体C3在EAM的发生发展中具有重要作用。

眼镜蛇蛇毒因子活化后可以清除补体C3。

Kaya等〔16〕用其干预心肌CM免疫的小鼠，发现可以使IgG应答受损并阻止心肌炎的发生。

Zwaka等〔15〕在DCM患者心肌活检标本中发现有IgG、C5bC9和肿瘤坏死因子α（TNFα）表达，而将C5bC9复合体结合到培养的成熟大鼠心肌细胞膜上可诱导NFκB激活及TNFα的合成。

因此，这一补体诱导途径可能是DCM和心力衰竭患者心肌中TNFα的另一重要来源。

　　3树突细胞（DC）　　DC可通过激活T细胞起始EAM，不少研究揭示了DC在EAM诱导中的作用。

Eriksson等〔17〕以心肌CM多肽负荷的DC免疫BALB/c小鼠可诱导EAM，EAM的有效诱导需要用TOLL样受体配基、脂多糖或胆碱磷酸甘油酯（CpG）预先活化DC，利用抗CD40抗体的额外刺激可进一步增加DC的致病性。

该研究小组还发现IL1受体1信号通路对DC的激活及其诱导心肌炎的能力也很关键。

Ludewig等〔18〕用β半乳糖苷酶多肽抗原负荷的DC在心肌有相同抗原表达的转基因小鼠中诱发了CD8+T细胞介导的EAM。

　　4粒细胞　　嗜酸性粒细胞经常在巨细胞附近出现，而后者是重度炎症反应的标志，说明粒细胞是炎症反应严重程度的重要标志。

在心肌炎症浸润中经常可以见到多形核白细胞，包括中性粒细胞和嗜酸性粒细胞，并且它们在所有浸润白细胞中的比例在EAM急性期随着炎症反应的严重程度而增加〔4〕。

粒细胞活化后释放蛋白水解酶，损伤心肌细胞和细胞外基质。

体外试验显示中性粒细胞能引起自由基介导的心肌细胞损伤，并损伤它们的收缩功能，中性粒细胞的这一功能似乎依赖于整合素α4，因为利用单克隆抗体阻断后者可以阻止自由基的产生。

粒细胞产生的活性氧簇还可诱导心肌细胞产生TNFα，通过激活胞外信号调节激酶通路导致心肌细胞肥大和凋亡〔19〕。

　　5肥大细胞　　肥大细胞在心脏是固有的并且是炎症反应早期细胞因子和蛋白酶的主要来源，因此它们可能参与心肌早期免疫应答的形成并直接导致心肌局部损伤。

心脏固有肥大细胞在对感染和炎症刺激应答时可迅速脱颗粒，在柯萨奇B3病毒感染后6h就能在心脏观察到去颗粒的肥大细胞〔20〕。

肥大细胞储存和释放许多蛋白酶，如纤维蛋白溶酶，糜蛋白酶，基质降解酶等，并且是已知的唯一在颗粒内储存TNFα的细胞。

Chancey等〔21〕发现肥大细胞酶可以通过激活基质金属蛋白酶而使心肌细胞外基质发生重构，胶原降解，最终导致心脏舒张功能改变。

　　6小结　　心肌特异性自身免疫反应的起始依赖于将抗原呈递给T细胞以及DC的活化。

心脏固有淋巴细胞和浸润淋巴细胞的活化以及局部细胞因子的释放，形成了一个炎症环境，导致免疫反应的起始和维持，并进一步募集淋巴细胞。

心脏浸润的免疫细胞及它们的产物，如活性氧簇、细胞因子、蛋白酶（包括基质金属蛋白酶）、抗体、粒酶和穿孔素等，损伤心肌细胞并导致细胞外基质改变。

当调节机制失代偿时，局部损伤导致心肌细胞机能障碍和死亡、替代性纤维变性以及心功能障碍。

然而，心肌细胞功能在多个水平都可以发生改变，有必要在离体心肌组织、细胞进一步研究，以弄清不同种类免疫细胞及其产物影响心肌细胞的确切机制。

对免疫系统与心血管系统相互作用的深入了解，可能为治疗心血管疾病提供新的靶点及理论依据。

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