邓翰卿，刘燕雨，耿晨雨，王健

1潍坊医学院临床医学院,山东潍坊261042；2潍坊医学院第一附属医院心内科

心肌梗死是世界范围内死亡和致残的主要原因之一。随着近年来冠脉介入治疗及药物溶栓治疗等再灌注治疗策略的的广泛开展，心肌梗死患者的急性病死率降低，这些在急性事件中得以幸存的患者扩大了发生心力衰竭的人群基数，从而导致梗死后心力衰竭发生率的升高[1]。心室重构分为生理性和病理性两大类，病理性心脏重构是指左心室受心血管损伤或致病危险因素影响而发生的心脏结构和功能改变，导致心室扩张、收缩能力下降，是心肌梗死后心功能不全的主要原因[2]，而重构的程度与心衰的发病率和病死率呈正相关。心肌梗死后释放的损伤相关分子模式蛋白(DAMPS)触发了炎症的连锁反应，各种局部因素(如缺血、氧化应激)和全身因素(如炎症细胞的募集和神经内分泌失调)相互作用，导致了心肌的不良重构[3]。然而心肌梗死后的炎症反应是一把双刃剑：过度激活的炎症反应会清除过多的正常心肌组织导致梗死区域的扩大，并引起与缺血相关的无菌性坏死组织的病理性重塑(如室壁变薄、心室扩张)，而有序适度的炎症反应可清除梗死区坏死的心肌细胞及基质碎片、促进纤维修复并防止梗死区域的扩大[4]。因此，通过免疫调节过度激活的炎症反应可能是改善心肌梗死后的不良重构一个潜在的治疗策略。中性粒细胞作为急性炎症反应的主要细胞类型[5]，早期即被募集到梗死区域[6]，在心肌梗死后心室重构的病理生理过程中发挥着不可忽视的作用，因此成为近年来研究的热点。现就心肌梗死后中性粒细胞的作用及其免疫调节治疗进展综述如下。

1 中性粒细胞在心肌梗死后募集到梗死区域的途径及作用

中性粒细胞是首先被招募到炎症部位以清除病原体的白细胞，它们通过吞噬、脱颗粒、氧化和释放中性粒细胞外陷阱(Nets)等多种机制来清除病原体，在先天免疫中发挥关键作用[6-8]。中性粒细胞还参与动脉粥样硬化斑块的进展和失稳等过程[5]，是临床中预测急性冠脉综合征患者预后的重要标志物[9-10]。

在稳定状态下，中性粒细胞主要在骨髓中产生，在一系列增殖和分化后，成熟的中性粒细胞储存于骨髓，并在趋化素轴、黏附分子及生长因子的调控下释放至血液中[5]。心肌梗死后受损心肌细胞释放高迁移率族蛋白-1、热休克蛋白、三磷酸腺苷、IL-1α和IL-1β等DAMPS作为危险信号[1,11]。它们与Toll样受体(TLR)、白细胞介素受体等中性粒细胞表面模式识别受体相结合，通过诱导粒细胞集落刺激因子等细胞因子和CXC等趋化因子的产生，启动补体级联反应，传播炎症信号[7,11]。在炎症信号的吸引下，大量的中性粒细胞在缺血后数小时内通过选择素家族受体与内皮细胞表达的血管细胞黏附分子相互作用，可逆地被捕获在内皮细胞上。随后在趋化因子的诱导下，中性粒细胞CD18/CD11整合素与内皮细胞上的细胞间黏附分子(ICAM)-1/ICAM-2相结合，诱导中性粒细胞与血管内皮的紧密黏附，从而将中性粒细胞由血管募集到梗死区域[11]。募集到梗死区域的中性粒细胞通过吞噬、清除死亡的心肌细胞和基质碎片，为随后心肌的愈合修复奠定基础。然而中性粒细胞的活性延长会加重心肌的损伤、扩大梗死区域的范围，导致心室的不利重构。

1.1 释放基质金属蛋白酶(MMPs) MMPs是由25种蛋白水解酶组成的家族，通过降解细胞外基质和招募炎性细胞等途径调节心脏的重塑过程[12]。心肌梗死后中性粒细胞主要释放包括MMP-1、MMP-8、MMP-9、MMP-12、MMP-28等在内的基质金属蛋白酶。其中MMP-8在炎症反应中起主要作用，是心肌梗死后心室重构和心力衰竭的重要预测因子。MMP-9通过直接降解细胞外基质、激活细胞因子和趋化因子等方式调节心肌重塑，并通过介导CD36降解降低巨噬细胞的吞噬功能，延长中性粒细胞的促炎过程，加重心肌梗死后的心肌损伤。

1.2 产生活性氧(ROS) 中性粒细胞在多种刺激物下通过激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(也称之为中性粒细胞的呼吸爆发)诱导大量的ROS产生。ROS可直接与脂质、蛋白质和DNA反应，导致细胞损伤，且ROS可通过活化B淋巴细胞的关键氧化还原敏感转录因子核因子κ轻链增强子(NF-κB)参与细胞信号通路的氧化还原激活，该通路上调了TNF-α、IL-1β和IL-6等数个关键炎症基因的表达，从而加重了组织损伤[13]。

1.3 产生髓过氧化物酶(MPO) MPO是中性粒细胞浸润脱颗粒时产生的一种氧化还原酶，通过催化形成次氯酸诱导下游细胞靶点的修饰，从而增加心肌中的氧化应激反应，有助于清除梗死区域的死亡细胞和组织[14-15]。次氯酸主要通过以下途径加重心肌损伤：①通过破坏一氧化氮合成酶的电子解偶联来削弱NO的生物活性；②通过修饰和氧化还原敏感氨基酸来诱导蛋白质的损伤；③通过氧化MMPs及其抑制剂，引起MMPs的过度激活和基质金属蛋白酶抑制剂的失活，从而介导细胞外基质的过度分解，导致梗死区域的过度纤维化和不良心肌重塑；④氧化抗氧化剂谷胱甘肽和过氧化物还原蛋白，降低心肌的内源性抗氧化防御机制，加重心肌的氧化应激损伤[15]。MPO通过破坏冠状动脉粥样硬化斑块的稳定性、限制内皮细胞来源一氧化氮的生物利用度表现出与冠状动脉粥样硬化性疾病的相关性，是急性冠脉综合征患者临床结局的有效预测指标，高MPO血清水平患者的全因死亡率、主要心血管不良事件(MACE)和心肌梗死的再次发生率均高于低MPO血清水平患者[10,14]。

1.4 释放Nets Nets是中性粒细胞在受到刺激激活后将DNA、组蛋白、颗粒蛋白等物质释放到细胞外的一种效应机制，具有很强的促血栓形成和促炎作用[16]。在体外，Nets可诱导单核细胞分化为成纤维细胞，并激活成纤维细胞；在体内，被Nets活化的成纤维细胞聚集在梗死区域和心肌移行区，被认为有助于心肌组织重塑并影响心脏功能。在ST段抬高型心肌梗死中，Nets可作为血小板和红细胞附着的支架，特别是在浅表斑块受侵蚀的情况下可能引发冠状动脉血栓，导致梗死区域的进一步扩大。然而，巨噬细胞也可在Nets的刺激下由促炎表型极化为修复性的抗炎表型，从而抑制心肌梗死后的过度炎症并促进梗死区域的愈合修复。EGHBALZADEH等[17]研究发现，肽基精氨酸脱亚胺酶-4通过解缩染色质参与中性粒细胞释放Nets的过程，肽基精氨酸脱亚胺酶-4缺乏的小鼠会加重心肌梗死后的急性炎症及心肌损伤。可见，Nets在心肌梗死后的心室重构中发挥双重作用。

2 中性粒细胞促进心肌梗死后愈合修复的途径

研究发现，虽然耗竭中性粒细胞的小鼠相比于普通小鼠在心肌梗死后24 h的梗死面积无统计学差异，但在心肌梗死后7～14 d表现出心功能恶化和心肌纤维化增加[18]。因此，中性粒细胞不仅能发起炎症清除坏死组织，同时亦在梗死后的愈合修复和心室重构的病理生理过程中发挥重要作用。

2.1 促进巨噬细胞极化 巨噬细胞可分为经典激活(M1)和交替激活(M2)两种亚群。其中M2型巨噬细胞又可细分为M2a、M2b、M2c三种类型，M2a和M2c对促进获得性免疫反应至关重要，炎症和免疫的抑制调节主要由M2b细胞完成[19]。M1型巨噬细胞具有很强的杀菌活性，并能分泌TNF-α、活性氧、包括MMPs在内的蛋白水解酶等大量促炎介质，从而发挥维持炎症、促进细胞外基质的降解和细胞凋亡等促炎作用；M2型巨噬细胞则表现为高吞噬活性，负责激活获得性免疫、清除死亡细胞碎片、促进新生血管生成、梗死区修复及心室重塑[9, 19]。凋亡的中性粒细胞可促进巨噬细胞极化为M2型，通过抑制促炎因子、诱导IL-10和TGF-β等抗炎因子的分泌、促脂质分解介质的产生来激活抗炎反应，并通过促进肌成纤维细胞堆积、胶原沉积和血管生成来修复梗死区域[8-9,18]。HORCKMANS等[18]研究表明，中性粒细胞耗竭的小鼠相比正常小鼠，由于缺乏中性粒细胞明胶酶相关脂钙蛋白(NGAL)，衰竭心脏中Mertk(一种主要由M2c巨噬细胞表达的吞噬受体)表达降低，导致巨噬细胞对死亡细胞的清除效率低下，从而引起梗死区域的愈合反应失调、过度纤维化和心室功能进行性丧失，而系统给予NGAL后可恢复Mertk表达。可见，中性粒细胞可通过促进巨噬细胞极化来改善心肌梗死后的心室重构。

2.2 激活心肌纤维细胞 CURAJ等[20]研究发现，中性粒细胞可诱导心脏成纤维细胞激活，并产生富含纤维蛋白/纤维连接蛋白的临时细胞外基质蛋白，促进成熟瘢痕的生成。同时中性粒细胞直接诱导成纤维细胞产生TGF-β1，有助于促炎过程向抗炎过程转变，这是终止心肌梗死后的促炎过程和允许修复阶段形成成熟瘢痕的关键条件。在中性粒细胞耗竭的小鼠模型中，心肌梗死后的过度纤维化或许与成纤维细胞不产生TGF-β1相关，从而延迟了向抗炎过程的转换[18]。

2.3 中性粒细胞极化 MA等[21]发现，中性粒细胞在心肌梗死后存在作用不同N1(Ly6G+CD206--)、N2(Ly6G+CD206+)两种表型。梗死心肌细胞释放的DAMPs通过激活TLR4介导中性粒细胞的N1极化，N1型中性粒细胞通过释放Ccl-3、IL-1β、IL-12a、TNF-α等促炎因子加重心肌损伤，并通过分泌具有蛋白水解活性的MMP-12和MMP-25以分解细胞外基质，促使心室壁变薄。随后在不明因素的作用下(在体外可被IL-4诱导)，中性粒细胞在局部极化为N2表型，由于CD206可直接参与细胞的吞噬功能，N2型中性粒细胞有助于凋亡细胞的吞噬、炎症的消退和心脏修复等过程，从而减少了左心室壁的变薄及梗死后不利的心室重构[6,21]。

心肌梗死后中性粒细胞被募集到梗死区域，通过清除梗死区域的坏死细胞和基质碎片来发挥促炎作用，随后在多种因素的作用下表现出抗炎作用，从而促进梗死区域的愈合修复。然而，过度激活的中性粒细胞会增加正常心肌组织的清除，导致梗死区域的扩大，诱发心梗后心室的不良重构。因此，适时调控中性粒细胞对减少心肌梗死后的不良重构和心力衰竭显得尤为重要。

3 靶向心肌梗死后中性粒细胞及其产物的免疫调节治疗

3.1 抑制中性粒细胞的促炎介质

3.1.1 抑制MPO MPO通过氧化产生次氯酸加重心肌梗死后的心肌损伤，从而导致不利的心室重构。抑制MPO可能有助于减轻心肌梗死后的炎症反应、氧化损伤和心室重构。中性粒细胞PF-1355是一种口服的选择性MPO抑制剂，在小鼠血管炎模型中可降低血浆MPO活性，减轻血管水肿、中性粒细胞募集和炎症。ALI等[3]发现通过给予小鼠心肌梗死模型口服PF-1355可降低心肌梗死后中性粒细胞的募集及MPO的产生，相比于服用赋形剂的小鼠模型表现出显著改善的心脏射血分数、收缩末期容积及左室重量。同时，越早的给药时间(心肌梗死后立即给药与24 h后给药)或延长的给药时间(从7 d延长至21 d)均与获益呈正相关。因此，靶向MPO是治疗心肌梗死后心功能不全的一个潜在治疗策略。

3.1.2 调控MMPs MMPs通过促进细胞外基质的降解和招募炎性细胞来清除坏死的心肌细胞及基质碎片，然而过度的MMPS激活会导致不良的心肌重构，诱发心肌梗死后的心力衰竭[12]。因此，适时的调控MMPs似乎是改善心肌梗死后不良重构的重要靶点。多西环素是一种广谱的基质金属蛋白酶抑制剂，主要抑制MMP-9及MMP-2两种在心肌梗死后心室重构中大量表达的基质金属蛋白酶[22]。多西环素可通过抑制MMP-9、MMP-2来改善实验小鼠心肌纤维化，表现出对缺血心脏的保护作用。在此基础上，CERISANO等[22]进行了TIPTOP研究，通过短期应用多西环素可改善ST段抬高型心肌梗死及心功能不全患者的心室重构，并降低MACE的发生率。然而，多数被开发的基质金属蛋白酶抑制剂均失败，如PG-116800[12]。部分原因可能是过多、过度的抑制MMPs活性，导致梗死心肌及细胞外基质的清除不彻底，从而影响了心肌梗死后的修复过程。

3.2 调节中性粒细胞极化 中性粒细胞在心肌梗死后发挥抗炎和抑炎的双重作用，通过调节中性粒细胞由N1表型向N2表型极化，有望成为改善心肌梗死后不利心室重构的有效靶点。CUARTERO等[23]发现罗格列酮(一种PPARγ激动剂)可通过诱导中性粒细胞向N2表型极化，从而改善了脑损伤小鼠的梗死面积。在此基础上，GARCIA-CULEBRAS等[24]发现TLR4缺陷可增加小鼠脑梗死区域的中性粒细胞的浸润，并诱导中性粒细胞向N2表型极化，表现出比野生型小鼠更少的脑梗死面积。虽然目前尚未有确切的证据表明促进中性粒细胞极化能够改善心肌梗死后的不利重构，但N2型中性粒细胞对脑组织的保护作用却向我们展示出一种可能：调控中性粒细胞向N2表型极化可改善心肌梗死后心室重构和心力衰竭。

3.3 拮抗CD18/CD11整合素受体 中性粒细胞上的CD18/CD11整合素受体可使中性粒细胞与内皮细胞结合，并穿过内皮细胞被募集到梗死区域。因此人们设想能否通过抑制CD18/CD11整合素受体抑制中性粒细胞募集以减轻炎症反应，而动物实验也证实了这似乎是一种有效的策略。然而，CD18/CD11整合素受体单克隆抗体治疗却在临床试验中遭遇到了失败[4]。究其原因，中性粒细胞在心肌梗死后发挥促炎和抗炎的双重作用，拮抗虽然阻断了中性粒细胞介导的促炎过程，同时也抑制了中性粒细胞的心脏保护作用，这可能是抗CD18/CD11整合素受体治疗失败的原因之一。

3.4 靶向中性粒细胞微管蛋白 秋水仙碱是一种古老的系统性抗炎药物，既往多被用于痛风、心包炎等疾病的治疗当中[25]。秋水仙碱与中性粒细胞微管蛋白结合可抑制中性粒细胞的趋化、黏附、溶酶体脱颗粒及激活等过程。因此，应用秋水仙碱抑制梗死后中性粒细胞的募集从而减轻心室的不良重构似乎是一个可行的途径。评估秋水仙碱能否降低冠心病患者心血管事件风险的小剂量秋水仙碱研究发现，在二级预防疗法的基础上秋水仙碱似乎对预防稳定性冠心病患者的MACE有效。在此基础上，TARDIF等[26]进行了心血管结局实验(Colcot)，发现小剂量秋水仙碱显著降低心肌梗死患者的心血管死亡等主要终点的发生率，同时未表现出感染等不良事件发生率的升高。然而，由于Colcot的两个分支实验的早期药物停用率均接近20%，导致了结果的不确定性[27]，这或许是未来Colcot转向临床应用的一个障碍。尽管如此，小剂量秋水仙碱因其廉价易得以及对心肌梗死后不良结局的改善，成为未来免疫调节治疗中一个不可忽视的存在。

综上所述，中性粒细胞作为心肌梗死后首先被募集到梗死区域的先天免疫细胞，在随后的愈合中发挥促炎和抗炎的双重作用，而促炎及抗炎过程的失衡可能会导致心肌梗死后心室的不利重构。因此通过适时、适量的调控心肌梗死后中性粒细胞介导的炎症反应可能是改善心肌梗死后心室重构的有效途径。虽然，PF-1355、多西环素、秋水仙碱等部分免疫调节策略在基础实验或临床实验中取得了部分成功，显示出了免疫治疗的强大潜力，但尚无有效的免疫治疗策略被应用于临床实践中，原因可能与以下几个方面有关：①心肌梗死后的免疫炎症反应及心室重构是一个多细胞、多因素共同参与的复杂的病理生理过程，单独调控中性粒细胞可能无法有效改善心肌梗死后心室的不良重塑；②心肌梗死后早期炎症反应通过清除坏死心肌及基质碎片为随后的愈合修复奠定基础，过早、过度的抑制会导致梗死区域的清除不彻底，影响之后的愈合修复；③目前多数研究均以动物心肌梗死模型为基础进行研究，但实验动物与人类因跨物种的不同而存在较多差异，这可能是基础试验转向临床试验时失败的部分原因。