综述：动脉粥样硬化中的炎症：经验与治疗启示

本综述系统阐述了炎症在动脉粥样硬化各阶段的核心作用，揭示了风险因素如何通过扰动骨髓造血（HSPCs）导致髓系细胞（如单核细胞、中性粒细胞）向促炎表型倾斜，并详细探讨了髓系细胞进入、滞留斑块及巨噬细胞调控炎症微环境的机制。文章重点分析了关键细胞因子（如IL-1β、IL-6）及新兴治疗策略（如靶向NETs、胞葬作用efferocytosis和CCR2轴），为开发抗炎疗法（如canakinumab、ziltivekimab和秋水仙碱）防治心血管疾病（CVD）提供了深刻见解。

　　

动脉粥样硬化病变的生命周期

动脉粥样硬化病变并非随机形成，而是好发于动脉分支点和弯曲处等血流动力学改变的区域。这些部位的血管内皮细胞暴露于低幅度振荡剪切应力，在高血压、血脂异常或高血糖等经典风险因素作用下，易于启动病变形成。炎症过程贯穿于病变发展的每一阶段，从内皮功能障碍开始，其特征是屏障功能受损、血管舒张功能减弱、血栓形成与纤溶平衡被打破，以及内皮粘附分子和趋化因子的表达，这些变化招募免疫细胞进入动脉血管壁，启动动脉粥样硬化病变的形成。

持续

持续存在的炎症刺激驱动斑块进展，最终可能导致斑块易损性增加和破裂，引发血栓形成，导致心肌梗死（MI）、中风或肢体及器官缺血。单核细胞和中性粒细胞参与了病变形成的各个阶段。其中，单核细胞及其衍生物是动脉粥样硬化病变中最丰富的白细胞。循环中的单核细胞计数与人类和小鼠的疾病负担相关，支持了它们在疾病进展中的贡献。单核细胞及其后代在产生促炎细胞因子、吞噬和修饰脂质以及清除死亡细胞方面发挥着关键作用。同样，循环中性粒细胞计数预测心血管并发症的发生。这些细胞通过免疫血栓形成（immunothrombosis）过程参与病变免疫细胞招募、斑块失稳和侵蚀以及凝血。

风险因素汇聚于骨髓

人体每天通过造血过程更新估计达0.3 x 10¹²个细胞，其中86%由骨髓产生。这是一个受到严格调控的过程，为宿主提供所有血细胞，包括红细胞、血小板和白细胞亚群。造血干细胞（HSCs）位于这个金字塔的顶端，它们大多处于静止状态，偶尔分裂进行自我更新并产生多能祖细胞。这些长寿细胞是关键造血谱系的自我扩增来源，并进一步分化为谱系定向的常见髓系祖细胞和粒细胞-单核细胞祖细胞（GMPs），最终产生中性粒细胞和单核细胞。

风险因素通过重叠的机制影响HSPC生物学，包括对细胞功能的直接影响或通过改变HSPC-生态位相互作用的间接影响。动脉粥样硬化患者表现出HSC和髓系祖细胞增殖增强。小鼠研究为这些发现提供了机制基础：由于胆固醇流出缺陷导致HSC和髓系祖细胞膜中胆固醇积累增加，促进了增殖和髓系偏斜。同样，高血糖可以增加干细胞增殖和髓系细胞的产生。在慢性代谢压力下，高胆固醇血症和/或糖尿病可以促进骨髓外造血（extramedullary hematopoiesis），即髓系生成外包给其他造血生态位（如脾脏）的过程。

除了代谢改变和感染以不同方式挑战造血系统外，它们也可能共享某些通路，即“训练免疫”（trained immunity）。训练免疫指的是先天免疫细胞长期的功能修饰，导致对第二次不相关挑战的反应发生改变。在心脏代谢炎症的背景下，动脉粥样硬化易感小鼠摄入富含脂质的饮食可以诱导GMPs发生持久的功能调控，使其对体内二次挑战呈现高反应性。这种GMPs的功能重编程与其表观遗传和转录重连有关，使得即使在恢复正常饮食后，髓系生成的功能调控仍然持续。

衰老作为心血管炎症的驱动因素，其重要性随着预期寿命的增加而日益凸显。衰老与骨髓输出偏斜相关，髓系生成增强而以淋巴生成减少为代价。由此产生的中性粒细胞/淋巴细胞比率的变化是许多年龄相关炎症状况的标志。随着年龄增长，HSC可以在白血病驱动基因中获得体细胞突变，这些突变有利于在外周血中克隆性扩增，而没有明显的血液系统恶性肿瘤，这种现象称为意义未明的克隆性造血（CHIP）。CHIP与年龄密切相关（40岁人群中发生率为1%，90岁人群中为19%），并且是近期认识的年龄相关动脉炎症的驱动因素。与动脉粥样硬化最明确相关的两种CHIP变异发生在TET2和JAK2中。

所有通路通向斑块

衬于动脉管腔的内皮细胞不断遭遇剪切应力，这是许多内皮功能的关键调节因子。层流支持抗炎内皮反应并促进稳态，而扰流则增加内皮功能障碍，改变粘附分子表达、血管舒缩功能、血栓形成倾向和复制。

内皮粘附分子和趋化介质调控髓系细胞浸润到正在形成的动脉粥样硬化病变中。在众多趋化因子轴中，CCL2-CCR2轴是调控髓系细胞招募的关键。经典炎症单核细胞（而非其非经典定居对应物）高表达CCR2。正是这个单核细胞亚群主要浸润动脉粥样硬化病变，并产生病变巨噬细胞。缺乏CCR2或其配体CCL2的小鼠循环单核细胞计数和动脉粥样硬化病变大小显著减少，指出了CCR2在单核细胞从骨髓动员和动脉外渗期间的双重重要性。昼夜节律强烈调控CCL2和CCR2的表达。髓系细胞与正在形成的动脉粥样硬化病变的粘附在一天中振荡变化，在从活动期向静息期过渡时达到峰值，而在12小时后降低4倍。这种招募模式至少部分依赖于CCL2-CCR2轴在此期间的高峰活性。

除了局部产生的趋化因子和细胞因子外，循环细胞的产生也可能促进疾病。例如，血小板富含预先形成的趋化因子，它们将这些趋化因子从骨髓运送到炎症部位。血小板与动脉粥样硬化内皮相互作用并沉积趋化因子CCL5，触发动脉髓系细胞粘附。中性粒细胞也携带一系列预先形成的分子，其中大多数被归类为抗菌多肽。其中一种是人类中性肽1（HNP1，也称为α-防御素），一种中性粒细胞携带的孔形成蛋白，具有趋化特性。

斑块中的巨噬细胞平衡

巨噬细胞是动脉粥样硬化中的关键细胞，以其起源、空间、表型和功能多样性为特征。在稳态下，主动脉在内膜和外膜位置宿主两种类型的定居巨噬细胞。

病变

病变巨噬细胞更新的两个关键原则是细胞的从头招募和局部增殖，但它们对内膜巨噬细胞含量的相对贡献存在争议。经典单核细胞的招募及其向炎症巨噬细胞的分化长期主导着病变巨噬细胞起源的概念。观察到巨噬细胞不仅可以自我更新而增殖，而且可以在局部扰动的情况下匹配局部需求，这一观点受到了挑战。使用溴脱氧尿苷（BrdU）标记和连体共生的组合表明，在初始病变形成期间，巨噬细胞主要来源于炎症单核细胞，然而在晚期动脉粥样硬化病变中，超过80%的内膜巨噬细胞来源于原位增殖。

定居的内膜巨噬细胞迅速感知高胆固醇血症，血浆脂质水平的持续升高很快压倒了巨噬细胞代谢脂质的能力。因此，内膜巨噬细胞在其细胞质内积累这些脂质，赋予其典型的泡沫细胞外观（在19世纪中期由Virchow描述为“Schaumzellen”）。巨噬细胞表达许多清道夫受体，有助于清除修饰的脂质。传统观点将充满脂质的巨噬细胞视为动脉粥样硬化病变中的炎症罪魁祸首。然而，单细胞RNA测序（scRNA-seq）观察显示，是脂质丰富的细胞周围环境而非细胞脂质含量驱动炎症。事实上，脂质贫乏的巨噬细胞可以表达炎症基因 repertoire（Il1b、TNF和Ccl2），而泡沫状巨噬细胞表达较少的炎症基因，而是表达脂质处理基因（Cd36和Abca1）。

炎症小体（inflammasomes）是检测多种病原体相关分子模式（PAMPs）或损伤相关分子模式（DAMPs）的细胞内多蛋白复合物，能够激活和释放高度促炎的细胞因子IL-1β和IL-18。在动脉粥样硬化的背景下，NLRP3炎症小体与早期动脉粥样硬化具有关键相关性，其基因缺失或效应细胞因子的缺失可减少病变。NLRP3激活涉及一系列事件，包括调节Nlrp3、Casp1和Il1b表达的初始启动步骤。在动脉粥样硬化的背景下，Toll样受体（TLR）与氧化低密度脂蛋白（oxLDL）的连接或对NETs或胆固醇晶体的感知代表了危险信号，它们在巨噬细胞中启动NLRP3炎症小体。

炎症小体不仅调节促炎细胞因子IL-1β和IL-18的释放，而且还诱导一种称为细胞焦亡（pyroptosis）的细胞死亡形式，这只是病变细胞经历的几种细胞死亡途径之一。巨噬细胞在清除病变核心内死亡细胞的过程中起着关键作用。这个过程被称为胞葬作用（efferocytosis），代表了炎症消退的关键细胞手段。在正在发展的动脉粥样硬化病变中，死亡细胞被迅速清除，但随着病变的进展，处理死亡细胞的能力减弱。

关键细胞因子的经验教训

数十年的实验室研究已确立IL-1β作为血管疾病中的关键炎症介质。IL-1β激活功能失调的内皮细胞表达的许多炎症功能。这种细胞因子还诱导平滑肌细胞的许多功能，这些功能与血管疾病有关，包括动脉粥样硬化形成。能够选择性中和两种IL-1亚型（α和β）的治疗剂的开发，为临床评估中和特定炎症介质能否预防人类动脉粥样硬化疾病事件这一假设打开了大门。

IL-1在许多细胞类型中强烈诱导IL-6，包括那些在动脉壁和动脉粥样硬化病变中发现的细胞。事实上，IL-1通过几个数量级刺激几种细胞类型产生IL-6。因此，IL-1位于IL-6生产的上游，尽管其他介质也可以诱导IL-6，包括肿瘤坏死因子（TNF）和脂多糖（LPS）。许多一致的观察性研究已经确定了IL-6与动脉粥样硬化事件的关联。此外，有力且一致的人类遗传证据支持IL-6在这些事件中的因果关系。IL-6受体中的常见变异导致IL-6功能减弱。具有这些 hypomorphic 变异的个体表现出以高敏C反应蛋白（hsCRP）浓度衡量的环境炎症减少，并享有免受心血管事件的保护。

秋水仙碱（Colchicine）是一种使用了数千年的天然产物，已成为美国食品和药物管理局（FDA）批准用于预防动脉粥样硬化事件的第一个抗炎药物。一项名为LoDoCo的小型开放标签试验测试了这种古老的抗炎剂能否减少心肌梗死后幸存者的复发事件。它显示出了惊人的减少，激发了对该药物在疾病不同阶段的动脉粥样硬化患者中进行的大规模临床试验。

新兴的抗炎治疗策略

机制研究的见解为某些细胞因子靶向策略提供了转化渠道，过去几十年对动脉粥样硬化炎症过程的深入理解为推进未来的治疗途径奠定了基础。为了简洁起见，我们在此重点介绍针对髓系细胞招募、NETs和胞葬作用的策略。

趋化因子及其受体关键地介导髓系细胞向动脉粥样硬化病变的招募。在众多的配体-受体对中，CCL2-CCR2轴在控制单核细胞运输中具有关键作用。最近的一项荟萃分析通过总结10多种靶向CCL2-CCR2轴的抑制剂在临床前研究中的结果，强调了CCR2作为药物靶点的吸引力。数据显示，通过阻断CCR2信号传导，一致地减少了动脉粥样硬化病变的大小和巨噬细胞的积累。

NETs助长动脉粥样硬化的关键过程：它们调节髓系细胞向动脉粥样硬化病变的浸润，通过NLRP3炎症小体激活巨噬细胞，诱导平滑肌细胞和内皮细胞死亡，并加速血栓形成。因此，控制NET释放的途径以及NET成分已成为治疗靶点。在动脉粥样硬化病变中，从巨噬细胞释放的IL-1β刺激中性粒细胞中的NLRP3激活以及随后的NET释放。用抗体中和IL-1β或用选择性小分子NLRP3抑制剂MCC950抑制NLRP3，可减轻动脉粥样硬化病变中的NET释放。

鉴于风险因素对动脉粥样硬化进展的骨髓适应的重要性，人们可以设想针对其中一些效应在根源上，即位于骨髓中的祖细胞进行干预。最近的一项研究报告了一种基于载脂蛋白的纳米颗粒，可稳定地将siRNA纳入其核心。将这种纳米颗粒递送给小鼠可沉默骨髓中髓系细胞及其祖细胞中的基因。

结语

动脉粥样硬化中炎症的故事，从19世纪中期Virchow的先见之明开始，经历了单克隆抗体、基因改造小鼠的出现以及最近的RNA测序（包括应用于单细胞）等技术进步的验证。支持炎症对动脉粥样硬化及其并发症贡献的大量实验证据为临床转化提供了严谨而令人信服的基础。人类靶向动脉粥样硬化炎症研究的例子让我们学到了很多。首先，CANTOS试验 unequivocally 证明了动脉粥样硬化炎症假说在人类中的有效性。其次，我们了解到抗炎干预具有损害宿主防御的潜在责任。因此，我们正处于优化广泛适用于人群的抗炎疗法的门槛上。从临床试验中获得的关于感染的信息有助于减轻这种风险。本综述讨论的一些治疗途径将有助于确定能够有效减轻动脉粥样硬化风险同时保留对抗感染的宿主防御的干预措施。