【关键词】单核细胞;动脉粥样硬化;急性冠脉综合症;心肌梗死；作用机制
冠状动脉粥样硬化（AS）及其引起的缺血性心脏病或急性冠脉综合症（ACS）是全球常见病、多发病，严重危害人类健康和生存质量。单核细胞参与AS和ACS许多病理生理通路和分子过程，包括脂质代谢、凝血、凋亡、缺氧、血管新生和免疫反应，在AS和ACS中发挥着重要作用, 近五年来已成为心血管领域的研究热点。因单核细胞亚群分别具有促炎、抗炎、促胶原沉积和促血管新生等不同作用和机制，其亚群比例转换对AS斑块稳定和缺血心肌的修复和再生意义重大。本文就单核-巨噬细胞系统在AS和心肌缺血性疾病中作用机制的研究进展做一综述。
一、单核细胞亚群及其功能
1、单核细胞亚群的分化与分类
单核细胞起源于骨髓，成熟后进入外周血，停留数天后迁移到周围组织中，构成单核-巨噬细胞系统。将人类单核细胞分为CD14++CD16-CCR2+、CD14++CD16+ CCR2+ 和CD14+CD16++ CCR2-三个亚群已在2010 年形成国际共识[1]。近几年关于单核巨噬细胞系统的研究热度很高，其中大部分都是动物实验，小鼠的单核巨噬细胞系统的抗原标记物和人类差异较大，常由淋巴细胞抗原Ly-6C作为标识。由于实验时分离和转移过程中极易导致不同的细胞种类混杂，这些研究也都很复杂，所以目前还未发现在Ly-6C+和Ly-6C-单核细胞与M1和M2巨噬细胞之间确切的线性关系。但仍然可以大胆假设[1]Ly-6C+小鼠的单核细胞，相当于人类CD14++CD16–CCR2+单核细胞，又可称为炎症型单核细胞，倾向于分化为M1型巨噬细胞；Ly-6C-小鼠的单核细胞，相当于人类 CD14+CD16++CCR2-单核细胞，又可称为定居型单核细胞，倾向于分化为M2型巨噬细胞。这些亚型的产生似乎遵循双向模型，即早期释放Ly-6C+型单核细胞随后产生Ly-6C-型。单核巨噬细胞具有灵活可塑性，即M1和M2型巨噬细胞之间可以相互转换，在炎症性损伤达到一定程度时，M1型巨噬细胞可以很快分化为M2型以促进炎症消退，M2型巨噬细胞虽起源于Ly-6C-单核细胞，在适宜微环境中也会由Ly-6C+单核细胞的直接分化产生[2]。Ly-6C-单核细胞由Ly-6C+单核细胞直接分化而来，其半衰期受到Ly-6C+细胞的影响[3]，正常机体稳态时Ly-6C-半衰期为2天，当使Ly-6C+单核细胞脱落时，Ly-6C-半衰期将会延长到11天，在心梗发生早期Ly-6C+型单核细胞就出现并发挥吞噬功能。Ly-6C-单核细胞半衰期的延长将使其各种有益功能作用时间延长[3]，充分发挥其在心梗后对心肌的修复、逆转重构、促进心肌成纤维细胞积累、血管新生和胶原沉积等重要作用。
2、单核细胞亚群功能的新发现
van den Akker等研究者[4]认为单核细胞/巨噬细胞M1/ M2亚型转化在急性心肌梗死炎症反应进展向炎症反应消退，以及心肌组织炎性损伤向心脏修复转变过程中可能起主导作用。最近的研究[5]发现左心室附壁血栓的病人通常会有CD14+CD16++CCR2-单核细胞数量的减少，如果清除巨噬细胞则会导致心肌梗死部位左心室壁血栓的发生率增高、组织修复延迟、心室内血栓和心功能恶化。新近研究[6-8]结果也表明单核/巨噬细胞是促进炎性损伤的主要因素，同时也是拮抗炎症反应和参与组织修复的重要因素，其产生抗炎与促炎作用取决于其细胞亚型种类：CD14++CD16-CCR2+单核细胞亚群促进炎症反应过程，参与AMI 后心肌缺血后损伤，而CD14+CD16++CCR2-亚群则有抗炎作用，促进AMI缺血后炎性损伤的修复过程，中间型CD14++CD16+ CCR2+亚群有促炎与抗炎的双重作用。近期国内外研究[4, 6, 9]已初步证实组织单核/巨噬细胞亚群比例参与心肌梗死后炎症损伤与心肌修复过程与机制。急性心肌梗死早期心肌组织以CD14++CD16-CCR2+单核/巨噬细胞亚群浸润为主，其单核/巨噬细胞亚群主要通过分泌促炎因子白细胞介素-1、白细胞介素-6、白细胞介素-8 和肿瘤坏死因子-α等，促进中性粒细胞浸润发挥促炎作用；自心肌梗死第3天开始，CD14+CD16++CCR2-单核/巨噬细胞逐渐替代CD14++CD16-CCR2+单核/ 巨噬细胞亚群浸润，其单核/ 巨噬细胞亚群通过分泌白细胞介素-10、成纤维细胞生长因子和转化生长因子等，拮抗炎症反应，促进成纤维细胞增生、血管新生以及胶原纤维沉积，促进心脏的修复。与日本学者TSUJIOKA 等[1]研究结论一致，提示机体单核细胞亚群比例变化是心肌梗死或心肌缺血后损伤与修复过程的重要影响因素。
二、单核细胞与HIF-1α-VEGF-VEGFR血管新生通路
有关缺氧诱导的HIF-1α-VEGF-VEGFR通路促进血管新生的报道和阐述不胜枚举，由于大量的循环内皮祖细胞都是单核细胞起源的[15]，笔者认为单核细胞与此血管新生调节通路的关系也非常密切。Elsheikh等[14]已经报道了将CD14β/VEGFR-2β单核细胞移植到裸鼠泡沫化损伤的股动脉，股动脉的有效再内皮化显著增加。关于本论点做以下论证：（1）人类单核细胞中包括大量内皮细胞表型的单核细胞,部分经过严格培养即可得到单核细胞源性内皮细胞。所谓的“早期内皮祖细胞” 即表达内皮细胞表型的单核细胞的培养需要单核细胞和T细胞，这些表型的形成严格依赖单核细胞的存在[16]。（2）单核细胞在表达VEGF2型受体(VEGFR2)的循环细胞中占大多数[17]。（3）动物中Ly-6C+单核细胞（相当于人类CD14++CD16-CCR2+单核细胞）可以促进泡沫化损伤后的再内皮化，再内皮化过程依赖刺激MCP-1这一主要因子的水平。这些数据都支持单核细胞与缺氧介导的HIF-1α-VEGF-VEGFR通路促进血管新生密切的关系。
三、单核细胞在动脉粥样硬化中的作用机制
1、单核细胞的招募
（1）由于动脉粥样硬化斑块使动脉壁内膜缺氧，内膜会通过特定的整合素受体（巨噬细胞粘附配体Mac-1）招募循环中的单核细胞，单核细胞与内皮细胞相互作用[10]。（2）单核细胞与血管壁的绑定主要发生在内皮细胞之间的紧密连接处，随后进入内皮下区域。（3）巨噬细胞表达的血管内皮生长因子VEGF激活内皮细胞产生单核细胞动员蛋白MCP-1并增加血管内膜的通透性[11]促进单核细胞进一步招募到内皮下。（4）血管壁内慢性低水平的炎症也与单核细胞浸润有关，单核细胞成熟分化为巨噬细胞过程中会产生多种细胞因子和生长因子[12]。
2、单核细胞促进斑块内血管新生的机制
众所周知，导致斑块内血管新生的机制是局部缺血和炎症。单核细胞在这两个过程中都起着很重要的作用。首先，单核细胞表达血管内皮生长因子受体VEGFR，而且部分是内皮细胞的循环祖先。第二，单核细胞通过合成炎性分子然后被激活从而发挥后续作用。（1）斑块内单核/巨噬细胞通过表达蛋白酶如尿激酶纤维蛋白溶酶原激活剂与细胞外基质的胶原和蛋白聚糖相互作用，与此同时，尿激酶纤维蛋白溶酶原激活剂又会降解细胞外基质。（2）单核细胞产生血小板源性生长因子介导内皮细胞和血管平滑肌细胞的核分裂活性，从而促进血管新生[12]。（3）激活的单核巨噬细胞摄取氧化脂质并变成脂质负荷的泡沫细胞，泡沫细胞通过刺激平滑肌细胞迁移并随后转换为内皮功能从而促进血管修复[13]。
单核细胞在动脉粥样硬化病灶内的血管新生中起着重要作用，围绕内皮细胞本身的单核细胞起源和特定亚型的单核细胞群如 CD14β/VEGFR-2β单核细胞的作用的争论一直存在[14]。一旦单核细胞渗透到组织层，它们中的一部分会分化成为树突状细胞并引发抗原特异T淋巴细胞的激活，从而创造局部炎症环境。单核细胞与组织损伤密切联系并且这些过程的不平衡将对斑块形成和稳定起到不利影响。
四、单核细胞在心肌梗死中的作用机制
1、招募和聚集
心肌梗死发生后，缺血的组织会迅速招募Ly-6C+单核细胞（相当于人类CD14++CD16-CCR2+单核细胞），Ly-6C+单核细胞的聚集依赖MCP-1/CCR2的相互作用[18]。此外，内皮细胞选择素、VCAM-1等分子表达增加，同样有利于单核细胞的聚集[19]。
2、迁移
因为梗死区域邻近的心肌组织仍然有血供，单核巨噬细胞很快在梗死的边界区域聚集[20]。然后逐渐迁移进入梗死核心区域，如果微血管阻塞解除或再灌注，单核细胞可能会在很短时间内进入梗死中心区域[21]。
3、分化和作用
聚集之后，单核细胞会分化为炎性的巨噬细胞，相关的F4/80标记物将会在心肌梗死后持续多天处于较高水平。单核细胞和巨噬细胞都会产生炎性因子，组织蛋白酶，金属蛋白酶。此类单核巨噬细胞的作用是通过去除死去的心肌细胞和细胞碎片为组织重塑和再生做准备。
4、心肌梗死后炎症反应
急性心肌梗死后心肌组织炎症反应不仅加重缺血后心肌组织损伤，而且有利于心肌梗死后组织修复，即称之为心肌梗死后炎症反应的双重效应[22]，单核细胞/巨噬细胞M1/M2亚型转化在急性心肌梗死炎症反应发展向消退以及心肌组织炎性损伤向心脏修复转变过程中可能起至关重要的作用，心肌梗死炎症早期，高水平的的Ly-6C+单核细胞代表高水平的M1炎症巨噬细胞增加。最初的炎性反应发生在增殖期之后，在这个阶段，新的基质增殖并给予左心室机械支持。如果这个阶段没有充分完成，则梗死的伤疤会破裂，导致猝死和左心室扩大。在梗死随后几天，单核细胞的标记物Ly-6C表达减少并分化为Ly-6C-单核细胞，心肌梗死后4-7天后的巨噬细胞的炎性作用降低分化为M2巨噬细胞[23]。这些细胞通过VEGF和TGF-β的作用促进血管新生和坏死组织修复[8]。氯磷酸盐脂质体在早期的Ly-6C+单核细胞和晚期的Ly-6C-单核细胞中都有消耗和减少，这表明这两种单核细胞都对梗死部位的痊愈起着有利作用。
五、单核细胞在冠状动脉粥样硬化导致心肌缺血过程中的作用机制
ACS绝大多数是由AS斑块部分或完全阻塞冠状动脉,或由不稳定的斑块破裂阻塞下游动脉造成的[24, 25],斑块破裂导致下游的冠脉血流阻塞从而导致心肌梗死，这是STEMI最初的机制。不稳定斑块的特征包括纤维帽很薄、纤维帽中巨噬细胞含量高、胶原含量减少、大量血栓覆盖血小板聚集到富含脂质的坏死中心。单核细胞在ACS中扮演的角色有：（1）单核巨噬细胞促进纤维帽的不稳定从而导致斑块破裂。这其实是基质金属蛋白MMPs精细调节的作用[26, 27]。巨噬细胞激活后产生多种分解酶，包括MMPs (如 MMP-1,-2,-3,-8,-9,和-14),MMPs在易损斑块区域活性和表达都会增加。而且ACS病人中血清MMPs 也会增加[28]。（2）在急性心血管事件时，单核细胞在血栓播散中促进凝血瀑布的发生，ACS病人在组织因子存在情况下，单核细胞显示促凝活性的特征。单核细胞血小板聚集、单核细胞的标记物和它们的功能调节激活单核细胞这一系列活动在心梗一个月后还会持续[29]。（3）ACS时，起源于单核细胞的微粒体含量很多,微粒体会促进纤维快速形成[30]。单核细胞粘附到细胞外基质和血管外最后到损伤的组织，介导组织表达多种细胞因子，包括IL-1 、IL-6等炎症因子、血小板源性内皮生长因子、TGF-a 和TGF -b （来自纤维母细胞，有促进胶原形成作用）、巨噬细胞集落刺激因子（巨噬细胞存活所必需）和胰岛素样生长因子[31]。（4）单核细胞也参与组织损伤，它在血管内膜下区域成熟并分化为树突状细胞和巨噬细胞，因其不同的炎症功能更进一步的影响组织坏死[25, 31, 32]。
小结
AS和血管新生是心血管疾病的显著特征，作为固有免疫系统的重要成员，单核细胞在血管新生中起着复杂而重要的作用。未来仍需要更多的实验来研究密切调节血管新生过程的潜在准确机制。继续研究不同单核细胞亚型和它们特定受体和心血管疾病中的作用，希望在促进缺血心肌的血管新生和抑制动脉粥样硬化斑块内血管新生等并发症中得到启发并应用于临床。
机体单核细胞亚群比例变化是心肌梗死或心肌缺血后损伤与修复过程的重要影响因素，而且由于单核细胞亚群变化与体内炎症反应、心肌梗死范围、心脏重构及心功能指标相关，故检测单核细胞亚群变化可以作为评估STEMI 患者心肌炎症反应和损伤程度的指标。而且进一步深化M1/ M2亚型转化相关研究有助于加强对心肌梗死后炎症反应双重效应的了解。
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