动脉粥样硬化中生物标志物的研究进展

动脉粥样硬化中生物标志物的研究进展第1页/共47页ClinicalManifestationsofAtherosclerosisCoronaryheartdiseaseAnginapectoris,myocardialinfarction,suddencardiacdeath,congestiveheartfailure(CHF),andarrhythmiasCerebrovasculardiseaseTransientischaemicattack,strokePeripheralvasculardiseaseIntermittentclaudication,gangrene,coldfeet,painfulfeet,impotence第2页/共47页

Atherosclerosis一词诞生于1904年。病因学研究方面还没有突破性进展，至今仍未能确定AS的始动病因。

第3页/共47页动脉粥样硬化的脂质浸润学说（LipidInfiltrationTheory）是由德国病理学家Virchow于1863年所提出。1983年由Steinberg提出的氧化应激学说，强调oxLDL在动脉粥样硬化病变发生的中心地位。Benditt1976年提出单克隆学说。第4页/共47页1966年Constantinides描述了动脉粥样硬化斑块破裂导致了冠状动脉血栓形成。Muller1989年开始关于急性心血管疾病触发性的研究，描述了“动脉粥样性斑块变得易于破裂”的现象。5年后，他创造了“vulnerableplaque，脆性斑块”这个术语。第5页/共47页动脉粥样硬化的炎症学说（Inflammatoryhypothesis）同样由Virchow于1856年所提出。1976年R.Ross提出的“损伤-反应”学说是当时对AS病变性质的代表性认识。1999年Ross就炎症在动脉粥样硬化中的作用做了综合论述，使动脉粥样硬化的炎症学说很多内容得到更新和丰富。第6页/共47页自1961年

Kannel在Framingham研究中首次提出冠心病危险因素这一概念以来，大规模的人群调查研究发现了许多危险因素，1983年已报道256种，目前达三百余种。第7页/共47页第8页/共47页HistoricalModelofAtherogenesishealthysubclinicalsymptomaticThresholdDecadesYears-MonthsMonths-DaysPlaqueIntimaMediaLumen

StableanginaStableplaqueswithnarrowingSimplediagnostic(ECG,angiography)RareMIEasytotreatAntischkowN.BeitrPathAnatAllgPath1913;56:379–404.第9页/共47页NewParadigmhealthysubclinicalsymptomaticThresholdDecadesYears-MonthsMonths-DaysIntimaMediaPlaqueThrombusLumenUnstableanginaUnstableplaquenonarrowingDifficulttodiagnose(IVUS,MRI)FrequentMIwithsuddendeathEasytopreventRossR.Nature1993:362:801–809LibbyP.Circulation.2001;104:365-372.第10页/共47页什么是生物标志物2001年美国FDA定义：生物标志物是能够客观反映和评价某一正常生理过程、病理生理过程或者药物治疗反应的特征性指标。参考文献：BiomarkersDefinitionsWorkingGroup.Biomarkersandsurrogateendpoints:preferreddefinitionsandconceptualframework.ClinPharmacolTher.2001;69:89-95第11页/共47页理想的生物标志物应符合以下条件1、可以通过血液、尿液或者穿刺活检组织方便地获取样品。检测方法应敏感、快速、便捷、费用合理。2、样品水平与所反映的临床现象之间存在因果关系或间接联系。可以实时动态地反映病情变化或治疗效果，对临床诊治病人有较好的指导作用。3、具有较好的诊断、危险分层和预后估计的价值。参考文献：BiomarkersDefinitionsWorkingGroup.Biomarkersandsurrogateendpoints:preferreddefinitionsandconceptualframework.ClinPharmacolTher.2001;69:89-95第12页/共47页

Framingham长期心脏研究证明胆固醇是发生心血管疾病主要危险因素。首次提出总胆固醇及LDL是动脉粥样硬化的生物标志物。第13页/共47页RelationshipBetweenCholesterolandCHDRisk:FraminghamStudyCastelliWP.AmJMed.1984;76:4–12.0255075100125150<204(<5.3)205–234(5.3–6.1)235–264(6.1–6.8)265–294(6.8–7.6)>295(>7.6)CHDincidenceper1000Serumtotalcholesterol,mg/dL(mmol/L)第14页/共47页RelationshipofSerumCholesteroltoMortality:SevenCountriesStudyVerschurenWMetal.JAMA1995;274(2):131–136.35Serumtotalcholesterol,mmol/L(mg/dL)302520151050DeathratefromCHD/1000men2.60(100)3.25(125)3.90(150)4.50(175)5.15(200)5.80(225)6.45(250)7.10(275)7.75(300)8.40(325)9.05(350)NorthernEuropeUnitedStatesSouthernEurope,inlandSouthernEurope,MediterraneanJapanSerbia第15页/共47页

事实上，动脉粥样硬化是一个多病因，形成机制非常复杂的疾病，除了脂质浸润外，还包括一系列炎症反应、氧化应激、内皮功能损伤以及血栓形成、免疫系统和凝血-纤溶系统的激活等。第16页/共47页

参与上述过程的各种炎症反应物、氧化应激产物、细胞黏附分子、细胞因子等物质作为动脉粥样硬化的生物标志物成为近年来的研究热点。目前文献报道动脉粥样硬化的生物标志物已有40余种。第17页/共47页动脉粥样硬化生物标志物急性期反应物CRP、hs-CRP、血清淀粉样蛋白A细胞黏附分子凝血-纤溶系统白细胞介素白细胞分化抗原细胞因子各种酶氧化应激产物细胞趋化因子同型半胱氨酸组织因子P-选择素、E-选择素、ICAM-1、VCAM-1、PECAM-1凝血酶原片段1+2、凝血酶-抗凝血酶复合物、纤维蛋白肽A和肽B、可溶性纤维蛋白的单体复合物、蛋白C活化肽、纤维蛋白原、D-二聚体、PAP、纤维蛋白肽Bβ1-42、Bβ15-42IL-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL10、IL-12、IL-18CD40/sCD40L、CD11/CD18TNF-α、M-CSF、IFN-γMPO、MMPs、Lp-PLA2、sPLA2-ⅡF2isoprostanes、硝基酪氨酸MCP-1第18页/共47页体内试验与体外试验表明，在动脉粥样硬化形成的各个阶段都有相应的生物标志物表达产生不同生物标志物反映动脉粥样硬化的不同阶段，例如：白细胞募集与浸润（MCP-1）、内皮细胞功能受损（细胞黏附分子）、细胞外基质的降解（MMPs）、脂质过氧化（MPO、Lp-PLA2）、血栓形成（纤维蛋白原、sCD40L）等。有些生物标志物如CRP则出现于动脉粥样硬化的全过程。第19页/共47页C反应蛋白C反应蛋白是目前研究最多的动脉粥样硬化的生物标志物。它是一种炎症标志物，是机体急性炎症期产物，由肝细胞在感染、损伤等应激条件下受IL-6诱导合成。1985年，Vlaicu等从人主动脉粥样硬化内膜中提取出CRP分子，首次证明CRP存在于动脉粥样硬化病变中。大量临床前瞻性研究和病例对照研究证明CRP和动脉粥样硬化有关，是动脉粥样硬化独立的预测因子。第20页/共47页第21页/共47页2000年Danesh等对14个临床前瞻性研究进行meta分析，总计例数2557例，平均随访8年时间，发现高CRP者患CHD的危险是低CRP者的1.9倍（95%可信区间1.5~2.3)。第22页/共47页SabatineMSetal.Circulation2007;115:1528-1536.RiskofCVdeath/MIorstrokewithincreasedhs-CRPlevels

hs-CRPlevelHazardratioofCVdeath/MI/stroke(95%CI)p1–3mg/L1.39(1.06–1.81)0.016>3mg/L1.52(1.15­2.02)0.003第23页/共47页

CRP不仅是AS的预测因子，而且在Framingham危险度评分与LDL基础上可对心血管病的预后做进一步评估。第24页/共47页

Multivariable-adjustedrelativeriskforfirstcardiovasculareventaccordingtoC-reactiveprotein(CRP)levels第25页/共47页Multivariable-adjustedrelativeriskforfirstcardiovasculareventaccordingtoC-reactiveprotein(CRP)levels第26页/共47页第27页/共47页CRP参与动脉粥样硬化中的机制诱导血管内皮细胞和平滑肌细胞表达单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1），促进单核细胞在斑块局部聚集诱导单核细胞释放IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子和组织因子，激活补体系统，损害血管内皮细胞参与T细胞介导的内皮细胞损伤诱导E选择素、ICAM-1、VCAM-1等细胞黏附分子的表达，增强中性粒细胞对血管壁的粘附与侵润与oxLDL结合，使之更易被巨噬细胞吞噬第28页/共47页动物实验研究表明，高表达CRP的转基因小鼠比其野生型有更高的血栓栓塞发生率，其凝血时间也明显较正常缩短。第29页/共47页

Erren指出，CRP不仅是动脉粥样硬化存在的标志，也可作为病变范围的量化指标。近年来，许多学者主张CRP应该和血脂水平一样被纳入心血管病人的危险分层中，以进一步完善冠心病的诊治策略，减少患者病死率。第30页/共47页IL-6

IL-6是一种多功能细胞因子，参与机体炎症反应、宿主抵抗及组织损伤过程。最重要的生理功能是扩增炎症反应瀑布。可作用于肝细胞，促进急性期反应物如CRP、SAA及纤维蛋白原的合成。第31页/共47页大量临床研究表明，IL-6是心血管事件的危险因素第32页/共47页FRISCⅡ研究第33页/共47页IL-18

IL-18是近年来才引起关注的炎症标志物，它是一种多效性致炎细胞因子，由体内多种细胞表达。关于IL-18在动脉粥样硬化中的作用还没有定论，但倾向于与动脉粥样硬化有关。第34页/共47页Blankenberg等的一项大型前瞻性研究，共纳入冠脉造影确诊的冠心病病人1229例，发现基线IL-18水平高与随访3.9年冠心病死亡危险有关。第35页/共47页可溶性CD40受体1999年Aukrust首次证明sCD40L与不稳定性心绞痛有关。不稳定性心绞痛组的sCD40L和膜上CD40L比稳定性心绞痛和对照组病人明显升高。第36页/共47页髓过氧化物酶

MPO是一种含血红素的过氧化物酶，由激活后的中性粒细胞或单核细胞分泌产生。MPO独立于弗莱明危险度评分和CRP等传统心血管危险因素，是CAD强预测因子。第37页/共47页

CAPTURE研究共纳入1090例ACS病人，终点事件为6个月死亡或非致死性心梗。结果显示高MPO组（>350ug/L）发生终点事件人数高于低MPO组（校正HR2.25，95%可信区间1.32~3.82；P=0.003）。而且，对于肌钙蛋白持续阴性病人来说，MPO高者发生复合终点事件危险比MPO低者更加明显（校正HR7.48，95%可信区间1.98~28.29；P=0.001）。表明通过MPO水平可判断粥样斑块稳定性，尤其对肌钙蛋白阴性者评估心脏病变预后具有重要意义。第38页/共47页

WOSCOPS研究表明高Lp-PLA2组发生冠心病危险是低Lp-PLA2组的2倍。

ARIC研究一共纳入既往无冠心病史的男性/女性12,819例，年龄、性别、种族等因素校正以后，显示Lp-PLA2与发生冠心病危险有关（HR1.78，95%可信区间1.33~2.38）。脂蛋白相关磷脂酶A2第39页/共47页在OPUS-TIMI研究中，DeLemos等观察了279例健康志愿者与2270例ACS病人，发现MCP-1水平升高和年