刘文静 黄照河

【关键词】Toll样受体4；基因多态性；动脉粥样硬化；冠心病

中图分类号：R541.4文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2018.03.026

随着经济和生活条件等多方面的转变，冠心病（Coronary Heart Disease，CHD）已演变为全球人类致残和死亡的关键疾病[1]，尤其急性冠脉综合征（Acute coronary syndrome，ACS），如不能早期给予最佳诊治，将使患者错过关键的治疗阶段，加重家庭及社会的经济负担。因此，从病因角度预防CHD的发生成为终极的目标，其中进一步阐明CHD的发病机制显得尤为重要。现在环境和遗传等多方面的因素被认为是CHD发病的主要原因[2]，其中CHD的发病有30%～60%的风险是由遗传因素决定的[1]。目前炎症反应被证实参与了CHD的发生发展过程，但尚未能完全阐明其具体的机制，已经有研究发现CHD与Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）基因[3]、白细胞介素（Interleukin，IL）基因[4]等多种炎性相关基因具有易患性。而TLRs被确认为是基因家族中相对保守的跨膜受体之一，参与机体的炎性反应过程。随着基因组学的发展，发现Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）基因多态性与疾病可能具有易感性[5]。通过研究已证实TLR4可能与CHD的发病有密切的联系，因此，进一步探索TLR4基因多态性与CHD的易感性具有重要的意义。现就TLR4及其基因多态性与CHD的研究进展进行如下综述。

1TLR4概述

1.1Toll样受体概述TLRs被确认为基因家族中相对保守的跨膜受体之一，属于Ⅰ型跨膜糖蛋白受体，20世纪90年代末初次被发现于果蝇的细胞系上[6]，现在至少有13种TLRs（TLR-1～TLR-13）已被确定存在于哺乳动物中[7]，TLRs作为人类天然性免疫的基本成员之一，广泛分布于人类所有的细胞[8]。但是不同的TLRs所表达的细胞有所区别，例如TLR3、6、8主要表达的细胞位于心肌上，而TLR4还可分布于冠状动脉内皮细胞中。目前，尚不能完全明确TLRs在心脏组织的分布及其功能，但TLRs家族在人类的心脏组织结构中已检测到有10种mRNA的表达，只是其表达水平并不完全相同，依次为TLR-4>TLR-2>TLR-3>TLR-5>TLR-1>TLR-6>TLR-7>TLR-8>TLR-9>TLR-10[9]。

1.2TLR4的结构及配体TLR4基因位于第9号染色体q32～q33片段上，是高度保守的蛋白，主要由3个结构组成，分别为含丰富亮氨酸的细胞外N-端结构域、跨膜区和细胞内C-端结构域，其胞外区主要参与识别相关分子受体，由其胞外配体识别结构域起关键作用，其细胞内区域主要负责激活免疫炎性級联反应的信号传导[10]。TLR4有两种配体，即外源性配体和内源性配体。外源性配体为其主要特异性识别的配体，即病原相关分子模式，如细菌表面的脂多糖（LPS）、多聚糖等本身具有的分子或其合成及分泌的产物等[11]，其可被机体的先天免疫细胞识别出；TLR4同时能够相对特定地辨认内源损伤有关的分子，包括热休克蛋白（HSP）、透明质酸、被加工过的脂蛋白、表面活性剂A、补体因子等[12]。

在TLRs家族中，TLR4是首次被发现且极为关键的模式识别受体之一，不仅是相关抗原识别和机体自身免疫炎性反应过程中的关键受体，同时还是免疫炎性级联反应信号传导过程中的起始蛋白[9，13]。TLR4是机体固有免疫应答的传感器，主要通过胞外配体识别结构域特异性地识别相关分子受体，其胞内的TIR结构域与胞内受体蛋白结合，活化下游的目的基因，继而经过众多的激酶级联反应，活化核因子-κB（NF-κB），增加相关组织细胞介质的转录与表达，如IL、NO、TNF、补体因子等，从而启动炎性级联反应[13～14]。

2TLR4与CHD的关系

2.1动脉粥样硬化与CHD的关系动脉粥样硬化（Atherosclerosis，AS）是慢性亚临床炎性疾病中的一种特殊类型，以脂质及单核巨噬细胞等炎性细胞聚集于动脉血管管壁内为主要特征[15]，其中发生于冠状动脉极为常见，称为冠状动脉粥样硬化，是发生CHD的前临床阶段，也是其主要病理特征。

AS的发生发展在临床上是一个复杂的过程，虽然目前对其病理生理的发生机制并未完全阐明，但较为公认的AS形成及发展过程主要是各种原因导致动脉血管内皮细胞的过氧化损伤，活化机体的天然及适应性免疫系统，产生免疫炎性反应，使机体内的单核细胞在相关活性分子的作用下形成巨噬细胞，并进一步吞噬相关的脂质后成为泡沫细胞，同时增加多种生物活性分子的转录与表达，如IL、TNF、CRP等，刺激动脉血管内平滑肌细胞及纤维结缔组织的增生，从而导致动脉粥样硬化斑块的形成，而形成的粥样斑块中存在大量的免疫炎症细胞及持续存在的免疫炎性反应导致斑块进一步形成、发展、破裂，形成恶性循环，若发生于冠状动脉，最终可发生一系列的临床心血管事件（如CHD、急性心肌梗死等）。AS整个进程可被分为斑块形成、进展及破裂等若干不同阶段，即免疫炎症反应在AS及其并发症的形成和发展中扮演着重要的角色，并参与其发生发展的全过程[16～18]。

2.2TLR4与AS的关系由于TLR4在参与TNF、IL-1、IL-6 以及NO等炎性介质激活的信号传导过程中演绎着关键的角色，并在其活化的免疫炎症反应中可产生内皮细胞过氧化损伤、单核巨噬细胞黏附聚集及吞噬等一系列炎性反应，而AS及其并发症的发生发展过程也会使上述炎性介质的表达及生成增加，且其发展过程中也会有内皮细胞损伤、单核巨噬细胞吞噬等反应，所以猜想TLR4可能参与了AS形成﹑进展及其斑块破裂等全过程，并在其中起着关键的作用。

早些年的研究中，Edfeldt K等[19]在AS斑块中已经检测到TLR4的水平明显升高，并得出其可能是通过激活TLR4信号传导的通路，启动机体自身免疫系统，经过一系列的炎性级联反应，合成及分泌释放大量炎性因子造成的。近年来TLR4与AS的研究越来越多，多次动物实验基础研究证实[20～21]，将TLR4基因剔除或使用TLR4、NF-κB等抑制剂的小鼠使TLR4、NF-κB、IL-1、TNF-α等炎性细胞因子的表达水平明显降低，并发现脂质及单核巨噬细胞等免疫炎症细胞明显减少，AS斑块形成的程度及斑块破裂的发生率减少，也就是说，TLR4参与的免疫炎性应答可能贯穿了AS斑块的形成、进展及破裂的全过程。

2.3TLR4与CHD的关系李玉红等[22]在临床病例实验中，将受试对象分为ACS患者、稳定型心绞痛患者、非CHD对照者三组，通过检测各组人群TLR4和NF-κB在外周血单核细胞中的表达，以及机体活化TLR4引起免疫炎性反应产生的血清TNF-α的水平，得出ACS患者其表达较稳定型心绞痛患者及非CHD对照者明显增加，但在后两组间比较无统计学意义，认为TLR4可能参与了CHD的发生、发展过程。而Gurses等[23]也将受试对象分为以上三组，发现ACS患者较稳定型心绞痛患者的TLR4表达水平明显升高，且稳定型心绞痛患者较非CHD对照者的TLR4表达水平也明显升高，更加支持TLR4可能与AS斑块的形成及其稳定性密切相关，TLR4及其激活的炎症免疫应答贯穿于AS斑块形成及其破裂出现CHD、ACS等并发症的全过程。近年来越来越多的研究证实TLR4与AS、CHD等心血管疾病发病过程关系密切，并通过多种不同的途径贯穿于整个发生发展过程中。

3TLR4基因多态性与CHD的关系

3.1TLR4基因的多态性TLR4参与自身免疫应答及炎性反应过程，并与许多疾病的产生机制有关，提示TLR4基因具有多态性，其基因多态性有多种类型，其中单核苷酸多态性（SNPs）、DNA重复序列及片段长度多态性等较为常见，但 SNPs是目前众多类型中最为常见且研究最多的一种。大量研究已发现，TLR4基因多态性与多种疾病的发生发展具有一定的易患性[24～25]。

3.2TLR4基因SNPs与CHD的关系目前有多个关于TLR4基因SNPs与CHD易患性的研究，如rs11536889、rs4986790、rs4986791、rs1927911、rs752998、rs2149356等位点。已有学者研究发现，TLR4基因SNPs可能与较大的心血管风险有关，但研究结果一致性较差。Di等[26]研究结果表明：TLR4基因rs4986790、rs4986791等位点携带者的胆固醇较不携带者低，同时AS的发生发展较慢，进而减少ACS等急重症心血管事件发生的机会，可能是AS、CHD发生发展的保护因素。Guven等[27]研究表明，TLR4基因rs4986790等位点与CHD患者无明显的易感性。此外Sun等[28]在中国人群中的研究结果表明，TLR4基因rs11536889等位点与CHD的发生风险、病变轻重及范围呈正相关，可能加快CHD的形成进程。因此，目前关于TLR4基因SNPs与CHD的关系还有待于进一步的探索及研究。参考人类基因组计划（Hapmap）公布的不同人群中TLR4基因SNPs分型的数据（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov）得出，TLR4 基因SNPs在不同人群中是有差異的，不同人群AS、CHD的发病率也不尽相同，提示种族以及遗传背景等方面的区别估计会给TLR4基因SNPs在CHD发病遗传机制中的作用带来影响。

4小结与展望

CHD是一种多基因遗传性疾病，其发病存在家族聚集性、遗传异质性等特点。CHD的发病与ACS病变、狭窄的程度及病变范围有密切的关联，AS的发生发展在临床上是一个复杂的病理生理过程，虽然对其发生的机制并未完全阐明，但经过国内外多数学者的研究发现，免疫炎症反应参与了AS及其并发症的发生发展。

目前TLR4介导的信号转导通路在CHD中的作用机制尚未完全清楚，但是，通过对TLR4的分布特点以及信号级联反应大量的研究，充分证实了TLR4介导的信号转导途径可能直接或间接地参与了AS及其并发症的发生发展，所以TLR4在CHD的发生、发展中可能有着极其重要的作用。

随着基因组学技术的进步，对TLR4基因多态性研究也不断深入，发现其与许多疾病具有易感性，但TLR4基因SNP与CHD易感性的关系，尚未得出统一结果，仍需要我们进一步对TLR4全基因多态性进行研究，不仅指编码区序列，还包括非编码序列，对其进行全基因多态性的分析可能会得出TLR4基因与CHD易感性一致的关系，以阐明TLR4在CHD患者发病中的可能机制，进一步从基因水平阐明疾病的发生发展，完善CHD患者的基因数据库，并为下一步根据不同SNP对不同的CHD患者人群采取个体化治疗做前期准备，也为CHD的早期预防及治疗提供新思路、新靶点，以降低CHD的发病及死亡率，改善CHD患者的生活质量，减轻家庭以及社会的负担。

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