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编号:10237220
几种细胞因子在充血性心力衰竭中的作用
http://www.100md.com 《广东医学》 2000年第3期
     作者:惠海鹏 许顶立 刘伊丽

    单位:(第一军医大学南方医院心内科510515)

    关键词:

    广东医学000344

    心力衰竭是大多数原发心血管疾病的严重或终末阶段。近10 余a来,人们越来越认识到细胞因子在心力衰竭的病理生理和发病机制中起到重要作用。下面对研究较多的炎性细胞因子TNF-α、粘附分子、细胞凋亡的Fas分子作一综述。

    1 肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及其受体(TNF-Rs)

    TNF-α是由多种细胞产生和释放的一种具有多种生物学效应的细胞因子。TNF-α信使核糖核酸(TNF-α-mRNA)及其蛋白仅存在于衰竭的人类心脏,而在未衰竭的心脏中无TNF-α合成的证据[1]。在正常情况下,TNF是宿主抗损伤的基本因素;但其过量产生则诱发对全身和心脏的有害作用。表现为:心肌收缩力下降、左室功能减退、低血压、肺水肿、心肌重塑以及心肌病等。有学者发现过量表达的TNF-α导致细胞凋亡,引起心脏间质纤维化、心脏间质的浸润、肾上腺素能的脱敏和心室扩张[1,2]。1990年,Levine等[3]首先发现慢性充血性心力衰竭伴心源性恶液质的患者,血清TNF水平明显升高。之后,又有研究证实了这一现象,并发现血清TNF-α浓度与心力衰竭程度及临床特征密切相关。血清TNF-α水平与心力衰竭临床心功能分级(NYHA分级)、肺毛细血管木 契压、右房压、血浆肾素活性、血清去甲肾上腺素水平和心钠素水平呈正相关;与体重、射血分数及血清钠浓度呈负相关;提示TNF-α是反映心力衰竭严重程度的重要指标[4]。TNF-α可能导致和促进心力衰竭;反之,心力衰竭也能够促进TNF-α的表达。Kapadia等[5]报道,心力衰竭时左室压力升高刺激TNF-α的表达。Vesnarinone是一种人工合成的磷酸二酯酶抑制剂,可使心力衰竭患者的临床症状缓解、存活率提高。Matsumori等[6]认为:Vesnarinone抑制TNF-α和TNF-γ等炎症因子的产生可能是其抗心力衰竭作用的主要机制。Wagner等[7]报道:腺苷可以抑制幼鼠、成年鼠的心肌细胞以及鼠的乳头肌在脂多糖作用下的TNF-α的表达;可以降低心力衰竭患者心肌组织中的TNF-α水平;腺苷的作用可能是由腺苷的A2受体介导的。
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    TNF-α的生物学作用是通过与之相适应的细胞膜受体(TNF-R)介导和调节的。TNF-R分为两型:即TNF-RⅠ和TNF-RⅡ。TNF-RⅠ和TNF-RⅡ在TNF、脂多糖等刺激下胞外区部分经蛋白水解酶水解而脱落下来,进入血液循环,成为可溶性受体sTNF-RⅠ和sTNF-RⅡ,可在血及尿中检测到[4]。Torre-Amione等[8]首次发现成人心肌细胞上存在TNF-RⅠ和TNF-RⅡ,并且在离体收缩心肌细胞上发现TNF的负性收缩作用是通过TNF-RⅠ介导的。在后继实验中他们又发现进展型心力衰竭患者中TNF-α水平升高的同时,TNF受体蛋白下调,这表明心脏本身是TNF-α的靶器官[1]。有研究证明:sTNF-RⅠ和sTNF-RⅡ的血浆浓度在心力衰竭患者中明显升高,且与心力衰竭严重程度呈正相关[2,9]。sTNF-RⅠ和sTNF-RⅡ水平和去甲肾上腺素、心钠素、脑钠素水平也呈良好正相关;和平均肺毛细管木 契压及平均肺动脉压相关,但与左室舒张末压及射血分数无关。因此作者认为,sTNF-Rs反映心力衰竭全身表现的作用胜于反映左室功能不全的作用[2]。有报道[4]认为sTNF-RⅡ水平可以提示心力衰竭患者的短期预后,因为sTNF-RⅡ的水平与血钠、射血分数、心脏指数、右心房压力、去甲肾上腺素、心钠素水平有很强的联系,而上述因素是经过大规模实验后被认为是反映预后的因素。sTNF-Rs可能发挥两种相反的作用,它对健康者或轻度心力衰竭患者发挥保护作用;而在中重度心力衰竭患者中,sTNF-Rs以更高水平存在时,能够有效地中和TNF、抑制其活性的病理性升高。这种脱落受体增多及相应的细胞表面受体减少能够减少细胞的破坏[4]
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    2 细胞粘附分子(cell adhesion molecule, CAM)

    2.1 细胞粘附分子的种类及其性质和功能[10,11] 一般将细胞粘附分子分为5类:(1)免疫球蛋白超家族(IgSF)。它含1个或2个免疫球蛋白基团,分子胞外区结构与免疫球蛋白同源。主要包括细胞间粘附分子-1,2(ICAM-1,2)、血管内皮粘附分子(VCAM-1)和血小板内皮细胞粘附分子(PECAM-1,CD31)等。ICAM-1为单链跨膜糖蛋白,在血管内皮细胞表达最强。ICAM-1的功能可概述为:①细胞粘附,②细胞分化发育,③参与抗原呈递和T细胞活化,④细胞介导的细胞毒作用,⑤炎症ICAM-1在炎症发生及免疫反应中起重要作用,⑥参与病毒与寄生虫感染等。(2)选择素家族(SF)。包括:L-选择素(LAM-1)主要表达于在大多数白细胞表面;P-选择素(GMP-140)存在于血小板α颗粒或内皮Weibel-Palade小体;E-选择素产生于受细胞因子(如肿瘤坏死因子、白介素-1)活化的内皮细胞。(3)钙离子依赖性家族(CF)。有4个亚型,①E型:主要分布于上皮组织,②N型:主要分布于神经组织,③P型:主要分布于胎盘组织,④L型:主要分布于肝脏。(4)整合素家族(IF)。它是由α、β两条链组成的异源双体,据β链不同又分为β1、β2及β3亚型。(5)CD44等 。
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    现已知的CAMs的作用为:①维持组织器官结构与功能,②参与细胞间识别粘附及信息传递,③参与介导白细胞向正常或炎症组织迁移或定位等。

    2.2 粘附分子与充血性心力衰竭 CAM具有重要的调控细胞和细胞间相互作用的功能,因此其在充血性心力衰竭形成和进展中可能起重要作用。心肌细胞在各种刺激因素(TNF-α等)作用下,可诱导CAM的表达。目前报道仅限于ICAM-1:TNF-α处理培养的心肌细胞后,心肌细胞的ICAM-1 mRNA及其表达明显增加,呈剂量依赖性[12]。Tsutmoto等[13]首次检测了102例充血性心力衰竭患者sICAM-1水平并随访18个月,结果发现血浆sICAM-1水平随充血性心力衰竭严重程度而升高。随访期间,14例患者治疗后心功能由Ⅳ级降到Ⅱ级,其血浆sICAM-1水平也明显下降。左室射血分数和sICAM-1呈显著负相关。作者认为在充血性心力衰竭患者中sICAM-1可作为独立预后因素。有研究表明ACEI能改善细胞功能,减少粘附分子表达[14,19]。心力衰竭患者应用perindopril治疗3个月后,乙酰胆碱诱导的内皮依赖扩张增加,sICAM-1水平明显下降,临床心力衰竭症状得到控制[14]
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    3 Fas与充血性心力衰竭

    心肌细胞数量减少是心力衰竭产生和(或)恶化的最重要病理基础。细胞死亡主要有两种形式:细胞坏死和细胞凋亡。心肌细胞凋亡是引起心室心肌细胞数目减少的重要原因,在心力衰竭患者的心功能损害和恶化中起重要作用。目前发现的凋亡诱导剂有TNF-α、IL-6和Fas受体基因等。而Fas与Fas配体(FasL)的结合则是引起细胞凋亡的主要途径之一[15]。Fas又称apo-1,它可以在多种组织、细胞中表达,包括甲状腺、肝脏、心脏、卵巢及肺脏。Fas属于TNF受体和NGF受体家族成员。当它与抗Fas抗体或FasL交联时,即可诱导典型的细胞凋亡[15]

    最近有报道[16],人类外周血单核细胞表达一种选择性拼接的mRNA,它编码可溶性Fas分子(sFas),sFas能够阻断抗Fas抗体或FasL所致的细胞凋亡。在心肌炎患者中sFas和sIL-2R均升高,并且sFas和sIL-2R呈正相关。因为sIL-2R的产生被认为是T细胞活化的特征,所以作者认为:sFas的产生可能与T细胞活化相关联[17]
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    Nishigaki等[18]对70名心力衰竭患者(大多数处于Ⅱ~Ⅳ级)血浆中sFas进行检测,发现在心功能Ⅱ级的患者中,sFas水平明显升高,在心功能Ⅳ级的患者中sFas水平最高;在高肺动脉木 契压和低心指数患者中sFas水平均升高;但当心功能改善时,sFas水平降低,心功能未发生变化者sFas水平无明显变化;sFas水平在存活者与未存活者相似;sFas水平与致心力衰竭的基础疾病无关;他们检测了冠状窦、上腔静脉、肺动脉和左或右肾静脉及腹动脉的sFas浓度,发现它们之间的差别很小(0~0.4 ng/mL)。

    同样在Okuyama等[17]的实验中也发现sFas水平与心力衰竭严重程度呈正相关,同时他们也检测了sTNF-RⅠ和sTNF-RⅡ的血浆浓度,sFas与sTNF-Rs也呈正相关。他们认为这三种可溶性受体在循环中的增多可能阻止细胞的破坏和细胞凋亡,但这三者是协同作用还是相互独立起作用,有待进一步研究。

    4 总结
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    综上所述,炎性细胞因子TNF-α及其受体、粘附分子ICAM-1、细胞凋亡的Fas分子在心力衰竭中起重要作用。TNF-α诱导ICAM-1的表达及心肌细胞凋亡;细胞粘附分子具有重要调控细胞和细胞间相互作用的功能,可能参与细胞凋亡及细胞间炎性反应等。sICAMs与TNF-Rs之间有显著的联系[9]

    参考文献

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    (收稿日期:1999-08-05), 百拇医药