中华急诊医学杂志  2016, Vol. 25 Issue (1): 83-87
急性冠脉综合征患者不同部位血Th17细胞和IL-l7对比分析
陈玉林, 菅颖 , 刘民杰, 张芳, 杨威风, 徐瞾, 陈国藩     
310015 杭州,杭州师范大学附属医院心内科
摘要目的 比较急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS) 患者周围血和冠状动脉罪犯血管病变处血辅助性T细胞17(helperTcells,Th17)占CD4+T细胞的比例以及IL-17水平,分析其临床意义。 方法 序贯入选2012年2月15日至2012年10月15日杭州师范大学附属医院接受冠状动脉造影(CAG)的冠心病(coronary heart disease,CHD)及疑诊冠心病患者76例。分为ACS组、稳定性心绞痛(stable angina,SA)组和对照组。所有患者均在做完冠状动脉造影后即刻采集肘静脉血5 mL。ACS患者同时采集罪犯血管病变处血5 mL。采用流式细胞术检测不同部位血Th17的百分率。用ELISA法检测不同部位血血清白细胞介素(interleukin,IL)-17的质量浓度。 结果 ACS患者周围血Th17细胞占CD4+T细胞的比例和冠状动脉罪犯血管病变处血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(3.17±0.30)%,差异无统计学意义(P=0.919)。ACS组、SA组和对照组外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%、(1.32±0.31)%和(1.28±0.33)%,ACS组与另外两组相比差异均有统计学意义(P< 0.01),但SA组和对照组比较,差异无统计学意义。ACS外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血血清IL-17质量浓度分别是(81.23±18.63)pg/mL和(82.37±20.51)pg/mL,差异无统计学意义(P=0.573)。ACS组外周血IL-17水平分别与SA组和对照组相比,差异均有统计学意义。但SA组和对照组比较差异无统计学意义。 结论 ACS患者周围血Th17细胞百分比以及IL-17水平与冠状动脉罪犯血管病变处相似,原因可能是多方面的。ACS患者外周血Th17细胞比例增加、IL-17水平升高,这可能参与动脉粥样硬化斑块不稳定的形成,这个过程导致ACS发病。
关键词急性冠状动脉综合征     动脉粥样硬化     Th17细胞     罪犯血管     IL-17    
Analysis of blood Th17 cell and IL-17 from different regions of body in patients with acute coronary syndrome
Chen Yulin,Jian Ying ,Liu Minjie,Zhang Fang,Yang Weifeng,Xu Zhao,Chen Guofan     
Department of Cardiology,The Affiliated Hospital of Hangzhou Normal University,Hangzhou 310015,China
Corresponding author: Jian Ying, Email: cyl5131023@sina.com
Abstract: Objective To investigate the differences and significance of blood levels ofThelper 17(Th17) cell and interleukin17(IL-17) between peripheral and culprit vessels in patients with acute coronary syndrome. Methods Atotal of 76 patients recruited in 2012 were divided into three groups according to the coronary angiography and clinical manifestations:acute coronary syndrome, stable angina and control groups.The blood samples were taken from cubital vein and culprit coronary artery after coronary angiography.The percentage of Th17s among CD4+Tcells was detected by flow cytometric analysis and the IL-17 levels were measured by enzyme-linked immunosorbent assay. Results There was no significant difference in the percentages of Th17 cells between peripheral blood and culprit artery blood[(3.18±0.29)%vs.(3.17±0.30)%,(P=0.919)];but the perecentages of Th17 in peripheral blood were found to be significantly higher in patients with acute coronary syndrome(3.18±0.29)% than those with stable angina (1.32±0.31)% and those without coronary heart disease(1.28±0.33)% ,(P< 0.01). There was no significant difference in the level of IL-17 between peripheral blood and culprit artery blood[(81.23±18.63)vs.(82.37±20.51)pg/mL,P=0.573];but the level of IL-17 in peripheral blood was also significantly higher in patients with acute coronary syndrome than those with stable angina and those without coronary heart disease[(81.23±18.63)vs.(25.96±14.58)pg/mL or(23.75±13.64)pg/mL,P< 0.01]. Conclution There were no significant differences in percentage of Th17 cell among CD4+Tcells and levels of IL-17 in blood between peripheral and culprit vessels in patients with acute coronary syndrome. The percentage of Th17 among CD4+Tcells and the levels of IL-17 in blood increase in patients with acute coronary syndrome suggestingapotential role of Th17 and IL-17 in the development and instability of the atheroma.
Key words: Acute coronary syndrome     Atherosclerosis     Thelper 17 cell     Culprit vessel     Interleukin 17    

急性冠状动脉综合征(acute coronary syndrome,ACS)是冠状动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)斑块破裂、表面破损、或出现裂纹,继而出血或血栓形成,引起冠状动脉不完全或完全阻塞所致的心脏病。包括:不稳定型心绞痛(unstable angina,UA)、非S-T段抬高型心肌梗死(non-ST-segment elevation myocardial infarction,NSTEMI)和ST段抬高型心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction,STEMI)。AS的形成与慢性炎症反应有关,相关的研究甚多。近年免疫学家又确立了一类新的CD4+ T细胞亚群,即辅助性T细胞17(helperTcells,Th17),此细胞亚群产生白细胞介素(interleukin,IL)-17和IL-6。研究发现ACS患者外周血中Th17细胞和IL-17升高[1, 2],但冠状动脉罪犯血管不稳定斑块病变部位血中Th17细胞和IL-17情况如何,是否比外周血更高,目前未见报道。本课题测定ACS患者外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血Th17细胞占CD4+T细胞的比例以及IL-17质量浓度,分析其有无差异;同时测定稳定性心绞痛(stable angina,SA)和对照组患者Th17细胞占CD4+T细胞的比例以及IL-17量,进行对照分析。探讨它们与动脉粥样硬化的关系。

1 资料与方法 1.1 一般资料

本试验分为ACS组(包括UA 、NSTEMI和STEMI)、SA组和对照组。入选的标准和方法如下:

序贯入选2012年2月15日至2012年10月15日杭州师范大学附属医院接受冠状动脉造影(CAG)的冠心病(coronary heart disease,CHD)及疑诊冠心病患者76例。男41例,女35例。年龄(62±11)岁。为便于操作,冠心病各型的诊断标准以教科书为基础,重点参考2010年中国《急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南》[3] 。SA:典型的劳力性心绞痛,心电图运动试验S-T段压低≥0.1 mV;UA:除稳定劳力性心绞痛以外的缺血性胸痛,包括初发型心绞痛(首发症状出现在1~2个月内,很轻的体力活动即可诱发)、恶化型心绞痛(原为稳定型心绞痛,在1个月内疼痛发作的频率增加、程度加重、时限延长、诱因经常变化,硝酸甘油缓解作用减弱,进行性恶化);和静息型心绞痛(休息状态下发作心绞痛,持续时间通常 > 20 min)。心电图有一过性缺血性ST段压低(≥0.1 mV)伴或不伴有T波的改变,但CK-MB的升高低于正常高值的2倍。STEMI:持续性胸痛在30 min以上;心电图两个或两个以上相邻导联ST段抬高,胸导联≥0.2 mV,肢导联≥0.1 mV,新出现的左束支传导阻滞;心肌坏死标记物CK-MB、cTnI、cTnT等升高且有动态变化。符合上述三项中的二项可以确诊。NSTEMI的诊断与STEMI类似,只是发作时心电图ST段是压低而非抬高。患者的入选:结合上述ACS各型的临床诊断标准,加上冠状动脉造影至少有一支冠状动脉狭窄程度>50%(冠状动脉内有明显血栓者,即使狭窄不足50%也包括在内),入选ACS组。SA组:符合SA的临床诊断标准,加上冠状动脉造影至少有一支冠状动脉狭窄程度>50%。对照组:无典型的缺血性胸痛,冠状动脉造影正常。为了使研究更严谨,剔除冠状动脉有一定的狭窄但狭窄 < 50%且无血栓的患者。排除标准:近期外伤、手术、感染、自身免疫疾病、肿瘤、哮喘、器官移植以及以往接受PCI及抗炎药物治疗者。3组患者入选情况和临床资料见表 1

表 1 3组患者入选情况和临床资料 Table 1 The demographics of patients of three groups recruited

指标

ACS组SA组对照组
例数162139
男/女9/713/817/22
年龄 (岁,x±s) 63±1261±960±11
高血压(例)101218
糖尿病(例) 686
吸烟(例)7 10 9
高脂蛋白血症(例)887
1.2 方法 1.2.1 材料

异硫氰酸荧光素(FITC)标记的CD4单克隆抗体、藻红蛋白(PE)标记的IL-17A单克隆抗体均购自美国Ebioscience公司。佛波酯(PMA)、离子霉素(ionomycin)和莫能霉素(monensin)均购自美国ENzo Life Sciences公司。IL-17 ELISA试剂盒购自奥地利Bender MedSystems公司。

1.2.2 标本收集

ACS患者在发病24 h内进行冠状动脉造影。所有患者均在做完冠状动脉造影后即刻采集肘静脉血5 mL(在发病24 h内),加肝素钠抗凝。ACS患者在冠状动脉造影后,随即送抽吸导管至罪犯血管病变处,通过该抽吸导管抽取罪犯血管病变处血5 mL,加肝素钠抗凝。如果冠状动脉完全闭塞,则先用常规方法开通血管,再抽血。上述二种血液标本均经3 000 r/min离心15 min,分离血浆于-80℃保存,用于检测血清细胞因子IL-17的质量浓度(ELISA法)。Ficoll密度梯度离心法分离获得外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血单个核细胞,用于流式细胞学检查。

1.2.3 外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血Th-17细胞的测定

用完全RPMI1640培养液重悬成2×106cells/mL,接种在24孔培养板,加入佛波酯25 ng/mL、离子霉素1 μg/mL和莫能霉素1.7 μg/mL在37 ℃,5%CO2细胞培养箱培养4 h,将细胞转移至5 mL离心管中,1 200 r/min离心5 min后用于流式细胞学检测。标本在采集后4 h内处理。检测时取1个测定试管和1个对照试管,均加入抗凝全血100 μL。两管均先加入CD4-FITC 10 μL混匀后室温下避光反应15 min,固定和破膜后对照管加入IgG1-PE 10 μL,测定管加入IL17-PE 10 μL,室温下避光反应15 min后上流式细胞仪检测。

1.2.4 ELISA法测定血清细胞因子IL-17的质量浓度

取上述2种血液标本均经3 000 r/min离心15 min并保存在-80 ℃的血清,用ELISA法检测血浆细胞因子IL-17的质量浓度。具体操作按照ELISA试剂盒操作说明书进行。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学分析软件对数据进行分析,计量资料以均数±标准差(x±s)表示。多组间比较采用单因素方差分析,计量资料两组间比较采用LSD-t检验,计数资料两组间用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 ACS患者不同部位血Th17细胞水平的比较

ACS患者周围血Th17细胞占CD4+T细胞的比例和冠状动脉罪犯血管病变处血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(3.17±0.30)%,差异无统计学意义(P=0.919)。

2.2 各组患者Th17细胞水平的比较

ACS组和SA组患者外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(1.32±0.31)%,差异有统计学意义(P<0.01)。ACS组和对照组患者外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(3.18±0.29)%和(1.28±0.33)%,差异有统计学意义(P<0.01)。SA组和对照组患者外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例分别是(1.32±0.31)%和(1.28±0.33)%,差异无统计学意义(P=0.625)。

2.3 ACS患者不同部位血清IL-17质量浓度比较

ACS外周血和冠状动脉罪犯血管病变处血血清IL-17质量浓度分别是(81.23±18.63)pg/mL和(82.37±20.51)pg/mL,P=0.573,差异无统计学意义。

2.4 各组患者血清IL-17质量浓度的比较

ACS组、SA组和对照组患者外周血血清IL-17质量浓度分别是(81.23±18.63)pg/mL、(25.96±14.58)pg/mL和(23.75±13.64)pg/mL。ACS组患者外周血血清IL-17质量浓度与SA组以及对照组患者外周血血清IL-17质量浓度比较,差异有统计学意义(P<0.01);但SA组患者和对照组患者外周血血清IL-17质量浓度比较,差异无统计学意义(P=0.517)。

3 讨论

全身尤其是血管壁内的复杂变化如慢性炎症性变化,导致动脉粥样硬化的形成。多种免疫细胞尤其是T淋巴细胞参与动脉粥样硬化的发生发展过程[4]。近年来学者们从炎症、免疫和遗传等多个角度对动脉粥样硬化进行了研究[5, 6, 7, 8, 9],免疫、慢性炎症与AS的研究是重要的研究方向之一,Th17是近年免疫学家确立的又一类新的CD4+ T细胞亚群,该细胞亚群产生IL-17和IL-6。研究发现ACS患者外周血中Th17细胞和IL-17升高[1, 2],亦有学者测得ACS患者外周静脉血中IL-18水平较SA患者有所升高[10]。大量研究发现动脉粥样硬化患者或动物模型体内高水平的低密度脂蛋白(LDL)活化血液中的单核细胞,而单核细胞可以分化成巨噬细胞、泡沫细胞和树突状细胞(DC),它们都在粥样斑块内聚集,通过各种机制促进斑块的形成和破裂。Gao等[11]发现,与对照组小鼠比较,载脂蛋白E基因敲除(ApoE-/-)小鼠Th17细胞升高,且在动脉粥样硬化斑块处IL-17表达增高。De Boer等[12]通过逆转录聚合酶链反应检测方法在人动脉粥样硬化斑块内检出IL-17的mRNA表达。这些研究表明在动脉粥样硬化斑块内存有Th17产生的IL-17。直接检测患者冠状动脉粥样硬化斑块内是否存在Th17和IL-17及其含量有一定的困难,要想区分出哪些患者动脉粥样硬化斑块内存在Th17和IL-17及其含量困难更大。从理论上推测,如果动脉粥样硬化斑块内存在Th17和IL-17,尤其是有Th17和IL-17聚集,而且这种聚集引起动脉粥样硬化斑块之易损,那么冠状动脉罪犯血管不稳定斑块病变部位血中Th17细胞和IL-17应该比外周血更高。但事实如何呢?目前未见报道。本研究的最初假设是ACS患者冠状动脉罪犯血管不稳定斑块病变部位血中Th17细胞和IL-17比周围血高,然而检测的结果是二者之差异无统计学意义。这有三种可能:其一,不稳定斑块病变部位的Th17细胞和IL-17确实不比其他部位的高;其二,不稳定斑块病变部位的Th17细胞和IL-17比其他部位高,但量太小,被冠状动脉内的快速血流冲走了,本研究没有测出;其三,血液中的Th17细胞和IL-17与不稳定斑块内的Th17细胞和IL-17存在差异,而本研究检测的只是血液。

本研究显示,外周血Th17细胞占CD4+T细胞的比例ACS组患者比SA组和对照组患者均高,差异有统计学意义(P<0.01),但SA组患者和对照组患者比较差异无统计学意义(P=0.625)。同样外周血血清IL-17质量浓度ACS组患者比SA组和对照组患者均高,差异有统计学意义(P<0.01),但SA组患者和对照组患者外周血血清IL-17质量浓度相比,差异无统计学意义(P=0.517)。这和文献报告的结果一致[1, 13, 14]

以上只是观察到的现象,其机制如何?研究认为T细胞的功能异常在粥样斑块形成中扮演重要角色,而Th17细胞和调节性T细胞(regularyTcells,Treg)之间的平衡意义重大[15]。笔者的另外一部分研究发现动脉粥样硬化疾病进展中,DC被过度活化并分泌前炎症因子IL-6,抑制Treg细胞功能的发挥,导致Th17和Treg细胞功能失衡可能是疾病进展的机制之一[16]。另外,还发现另一群Gr-1和CD11b双阳性的不成熟的髓系细胞在体内大量扩增,而通过体内外的一系列实验研究显示,正是这群细胞介导了CD4阳性炎性T细胞对调节性T细胞的抑制耐受。这群细胞高表达白介素-6,结合CD4阳性炎性T细胞表面的IL-6受体,进而活化Jak/Stat信号通路,从而导致CD4阳性炎性T细胞抵抗调节性T细胞介导的抑制效应[17]

参考文献
[1] 王怡,李庆,陈坷,等.急性冠状动脉综合征患者外周Thl7细胞水平检测及临床意义[J].安徽医科大学学报,2010,45(4):522-524. Wang Y, Li qing, Chen K, et al. Analysis of Th17 cell in patients with acute coronary syndrome[J].Acta Universitatis Medicinalis Anhui, 2010, 45(4):522-524.
[2] Hashmi S,Zeng QT.Role of interleukin-17 and intedeukin-17-induced cytokines interleukin-6 and interleukin-8 in unstable coronary artery disease[J].Coron Artery Dis,2006,17(8):699-706.DOI:10.1097/01.mca.0000236288.94553.b4.
[3] 中华医学会心血管病学分会,中华心血管病杂志编辑委员会.急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南[J].中华心血管病杂志,2010,38(8):675-687.DOI:10.3760/cma. j.issn.0253-3758.2010.08.002. China Society of Cardiology of Chinese Medical Association, Editorial Board of Chinese Journal of Cardiology. Guideline for diagnosis and treatment of patients with ST-elevation myocardial infarction[J].ChinJCardiol, 2010,38(8):675-687.
[4] Libby P.Inflammation in atherosclerosis[J].Nature, 2002, 420(6917):868-874.DOI:10.1038/natour01323.
[5] 徐耕,金国栋,傅国胜,等.急性冠状动脉综合征患者C -反应蛋白及其1059G/C基因多态性的研究[J].中华急诊医学杂志,2003,12(4):223-226.DOI:10.3760/j.issn:1671-0282.2003.04.002. Xu G, Jin GD, Fu GS, et al.The study of plasma C-reactive protein and the 1059G/C polymorphism in patients with acute coronary syndrome[J].ChinJEmerg Med, 2003, 12(4):223-226.
[6] 师干伟,何国平,蔡高军,等.单核细胞趋化蛋白-1基因A-2518G多态性与急性冠脉综合征相关性研究[J].中华急诊医学杂志,2012,21(7):687-693.DOI:10.3760/cma. j.issn.1671-0282.2012.07.004. Shi GW, He GP, Cai GJ, et al.Correlation between polymorphism of monocyte chemoatt-ractant protein-1 gene A-2518G single nucleotide and acute coronary syndrome[J].ChinJEmerg Med, 2012, 21(7):687-693.
[7] 王翠平,严金川,杜荣增,等.CD40-1 C/T基因多态性与急性冠脉综合征易感性的研究[J].中华急诊医学杂志,2010,19(1):65-68.DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2010. 01.019. Wang CP, Yan JC, Du RZ, et al.Analysis of CD40 gene polymorphism associated with acute coronary syndrome[J].ChinJEmerg Med, 2010, 19(1):65-68.
[8] 刘海波,施育平,郭小芳,等.结合珠蛋白基因多态性与急性冠脉综合征的相关性研究[J].中华急诊医学杂志,2011,20(4):409-412.DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282. 2011.04.017. Liu HB, Shi YP, Guo XF, et al.Association between haptoglobin polymorphism and acute coronary syndrome in Chinese[J].ChinJEmerg Med, 2011, 20(4):409-412.
[9] 战萍萍,李玉杰,唐皓,等.急性冠脉综合征患者高表达的CD40L和炎症因子相关性[J].中华急诊医学杂志,2008,17(4):394-398.DOI:10.3760/j.issn:1671-0282.2008. 04.013. Zhan PP, Li YJ, Tang H, et al.The positive correlation between enhanced expression of CD40L and serum inflammatory factors in patients with acute coronary syndrome[J].ChinJEmerg Med, 2008, 17(4):394-398.
[10] 陈旭娇,朱建华.急性冠脉综合征患者血浆白细胞介素18检测及临床意义[J].中华急诊医学杂志,2003,12(5):330-331.DOI:10.3760/j.issn:1671-0282.2003.05.015. Chen XJ, Zhu J.The Changes and clinical significance of the plasma interleukin-18 in acute coronary syndrome[J].ChinJEmerg Med, 2003, 12(5):330-331.
[11] Gao Q, Jiang Y, Ma T, et al.A critical function of Th17 proinflammatory cells in the development of atherosclerotic plaqe in mice[J].J Immunol, 2010, 185(10):5820-5827.DOI:10.4049/jimmunol.1000116.
[12] De Boer OJ, Van der Meer JJ, Teeling P, et al.Differential expression of interleukin-17 family cytokines in intact and complicated human atherosclerotic plaqe[J].J Pathol, 2010, 220(4):499-508.DOI:10.1002/path.2667.
[13] 余娴,程翔,廖玉华,等.急性冠脉综合征患者Th17细胞检测及意义[J].临床心血管病杂志,2008,24(2):145-148.DOI:10.3969/j.issn.1001-1439.2008.02.021. Yu X, Cheng X, Liao YH, et al.Significance of the alteration of Th17 cells in patients with acute coronary syndrome[J].J Clin Cardiol (China), 2008, 24(2):145-148.
[14] Zhang L, Wang T, Wang XQ, et al. Elevated frequencies of circulating Th22 cell in addition to Th17 cell and Th17/Th1 cell in patients with acute coronary syndrome[J].PLOS One, 2013, 8(12):e71466. DOI:10.1371/journal.pone.0071466.
[15] Xie JJ, Wang J, Tang TT, et al. The Th17/Treg functional imbalance during atherogenesis in ApoE(-/-) mice.[J]. Cytokine, 2010, 49(2):185-193.DOI:10.1016/j.cyto. 2009.09.007.
[16] 陈玉林,菅颖,刘民杰,等.动脉粥样硬化小鼠辅助性T细胞17和调节性T细胞功能失衡的机制研究[J].中华心血管病杂志,2013,41(5):416-421.DOI:10.3760/cma.j.issn.0253-3758.2013.05.013. Chen YL, Jian Y, Liu MJ, et al.Role of the Th17/Treg functional imbalance on the development of atherosclerosis in apoEknockout mice[J].ChinJCardiol, 2013,41(5):416-421.
[17] Chen YL, Jian Y, Liu MJ, et al. Gr-1+CD11b I+mmature myeloid cells (IMC) promote resistance of pro-inflammatoryTcells to suppression by regulatoryTcells in atherosclerotic apo E- deficient Mice[J].PLOS One, 2014, 9(9):e108620.DOI:10.1371/journal.pone.0108620.