经皮冠状动脉介入治疗术后再狭窄研究进展

【关键词】 冠状动脉;介入治疗;　再狭窄;支架置入术

经皮冠状动脉介入治疗(PCI)是目前治疗冠心病的最为有效的方法之一，但术后6个月内30%～45%的再狭窄(RS)高并发率严重影响了PCI的临床疗效。随着支架置入术的应用，支架置入术后RS率仍为10%～20%[1]，PCI的远期疗效受到了很大限制，因而RS的防治成为目前心血管病防治研究的重要课题。尽管近年来对RS发生发展的分子生物学机制进行了较为深入研究，但至今无良好对策。大量研究认为，RS是动脉损伤的愈合过程，有血管弹性回缩、血小板沉积，血栓形成、炎症反应、基质沉积、血管重塑、血管平滑肌细胞(VSMC)过度增殖和凋亡减少等多种因素参与，其中内皮细胞损伤是RS的始动因素[2，3]。现有的多种防治RS的措施，在基础研究中取得了一定效果，但仍欠理想，中药制剂在此领域的研究很少有报道，因此在此领域的研究意义重大。

　　1 再狭窄的发生机制

　　1.1 再狭窄的形成过程 PCI术后早期，由于内皮细胞损伤、血管内膜撕裂、血管基底膜暴露、血管牵张、血流刺激等因素，发生局部血栓形成，血栓中的血小板释放出大量生长因子、细胞因子和血管活性物质，参与新生内膜的形成和VSMC的增殖，内皮细胞损伤是RS的启动因素。动脉损伤后24　h～3　d，部分血管中膜的VSMC由正常的收缩型细胞转化为合成型细胞并发生增殖。术后3～7　d，增生的中膜VSMC开始向内膜下迁移，其中一半进一步增殖成为内膜下层的主要细胞成分。迁移的VSMC合成和分泌大量细胞基质成分，与VSMC共同导致新生内膜的增厚，在新生内膜细胞基质可占89%[4]。在术后3个月内膜增厚最为明显，这时VSMC仍为合成型细胞。

　　1.2 血管平滑肌细胞增生与再狭窄 PCI术后破坏了动脉内皮细胞，刺激平滑肌细胞增生，引起血管病变发生。受伤血管表面有急性血小板聚集，而纤维素性或红细胞性血栓很少。术后36～72　h是动脉间质平滑肌增生的第一高峰。第一周平滑肌细胞持续增生随后穿过内弹力板形成新生内膜。术后2周，病变几乎由平滑肌细胞组成，壁厚为原管壁的1～2倍，损伤后几个月新生内膜细胞继续增生，且很少有炎性细胞或质子。新生内膜几乎均由增生平滑肌细胞组成。VSMC是动脉壁的主要成分，中膜VSMC的增殖、向内膜下迁移、增生、分泌细胞基质是RS的基础。动物模型和人体组织标体均表明VSMC是导致RS的新生内膜的主要细胞成分，在动脉模型中可看到VSMC自血管中膜向内膜下迁移的过程[6]，而在PCI术后的人组织标本中未发现VSMC的迁移，因为在动脉粥样硬化的斑块中已存在VSMC[7]。有人认为内膜成分本身和血管内皮细胞也可能是VSMC的来源[7]。VSMC的一个重要特征就是改变表型的能力。血管损伤时，血管中膜的VSMC由正常的收缩型细胞转化为合成型细胞，这一表型转换的机制尚不十分清楚。VSMC分为收缩型和合成型两种表型。收缩型VSMC呈分化状态，有弹性蛋白原。合成型VSMC不同于收缩型VSMC，它可以合成和分泌多种生长因子和细胞因子，产生和分泌大量胶原和细胞基质，细胞可迁移和游走。在高脂餐兔腹主动脉损伤修复模型中，动脉粥样斑块的病理组织中较主要的组织成分是平滑肌细胞，与正常的平滑肌细胞不同，其特点为：它能捕获和储存大量的胆固醇和脂质，但降解和消除低密度脂蛋白的功能降低，因而成为泡沫细胞。它能合成和分泌大量的细胞基质，如胶原纤维，多糖等。斑块中的平滑肌细胞处于“合成状态”，它具有分裂和增殖能力，可以迁移，在内膜下增生，其收缩蛋白的合成能力低，细胞不能收缩。可见平滑肌细胞表型的改变，其功能发生改变，分裂增殖能力增强，且合成大量的细胞外基质，是RS的主要病理机制之一[8]。

　　1.3 信号传导途径的启动 在RS形成过程中发挥作用的各种活性物质和生长因子均通过特异的受体，经过细胞内信号传递产生转录因子，启动特定核内基因的表达而产生生物学效应。丝裂素活化蛋白激酶(MAPK)是许多胞外促细胞增殖信号转导通路的核心环节。MAPK磷酶化激活多种转录因子，影响基因表达，调节细胞增殖。生长因子及一些血管活性肽等激活VSMC内MAPK，促进VSMC增殖，对RS的发生有极重要的意义[9]。MAPK是一组广泛分布于细胞浆内具有丝氨酸和酪氨酸双重磷酶化能力的蛋白激酶，它是多种细胞外信号(激素、细胞因子、生长因子等)引起细胞增生和肥大反应的共同通路或汇聚点，又称为细胞外信息调节激酶(ERK)[10]。MAPK途径是细胞外信号引起细胞核反应的共同通路或称会聚点，在细胞外信号引起细胞核内基因转录的调控方面具有极其重要的作用[11]。细胞外各种刺激信号可通过不同的细胞内信息传递通路，共同交汇于MAPK的激活。MAPK有多种底物，因此激活MAPK至少可产生两种效果[12，13]：(1)直接底物磷酸化，如转录因子AP1、cmyc、cjun和P62TCF等。(2)激活其它激酶，如核糖体S6激酶(P90RSK)和MAPK活化蛋白激酶2(MAPKAP2)等，由此启动一系列胞核和胞浆反应的发生，引起基因表达水平的改变，包括初级应答基因反应和次级应答基因反应。(1)初级应答基因反应——核内癌基因产物的作用：与生长因子有关的刺激信息传递到细胞后，由不同方式激活MAPK，后者进一步作用于其底物，使一些基因的转录水平立即升高，此类基因主要包括其表达产物主要在核内发挥作用的癌基因，如fos、myc、myb、jun等。癌基因的表达受自身表达产物的负调控，因而其表达出现快，消失也快，表达持续时间短，其mRNA降解迅速。另外初级应答基因表达的蛋白质都是转录调节因子，它们作用于次级应答基因的5′端的一些调控序列，调节一些与细胞肥大、增殖有关的蛋白基因的表达[14]。(2)次级应答基因的反应——收缩蛋白基因变化：次级应答基因继发于初级应答基因反应的改变，其表达在转录水平受初级应答基因表达产物的调控，对刺激的应答启动晚，持续时间长，可直接引起肌蛋白合成、细胞体积增大、激素分泌、间质细胞增殖与胶原合成等，从而影响细胞的生长和增殖[15，16]。VSMC增殖是RS一个重要病理改变。很多研究证实，MAPK信号通路在VSMC增殖中起到重要作用。Koyama等[17]在鼠颈动脉球囊拉伤发现，ERK活性只在VSMC开始增殖时可检测到而在以后VSMC增殖高峰则检测不到。l997年Pyles等[18]在对猪冠状动脉和颈动脉行球囊血管成形术后发现ERK1/2活性增加。1997年Hu等[19]发现，球囊损伤后早期血管组织ERK1/2活性升高，在损伤后7　d和14　d内膜的ERK1/2仍然升高，提出ERK1/2活性的增加可能参与了RS过程。Yamakama等[14]报道内皮素和溶血磷脂等对平滑肌细胞的促增殖作用是通过MAPK途径介导的。MAPK活性受多种因素的调节，其中包括其上游信号分子蛋白激酶C(PKC)[20]。PKC是一种Ca2+激活、磷脂依赖性蛋白激酶，PKC在细胞信号转导、细胞增殖中起关键性作用。PKC是细胞肌醇磷脂信号转导途径的关键环节[21]。配体与细胞膜上特异性受体结合以后激活磷脂酶C(PLC)，使分布于质膜内侧的肌醇磷脂中的磷脂酰肌醇4，5二磷酸(PIP2)水解，生成第二信使三磷酸肌醇　(IP3)和甘油二酯(DG)。IP3作用于细胞内钙池，使细胞内钙离子浓度升高，激活CaMPK系统，而DG则可激活PKC[22]。目前已知，PKC是一组相关分子形式的大家族，称其为亚型，各亚型显示不同的酶学特性、不同的组织表达及特定的细胞内定位。根据PKC对激动剂的反应不同分为3类：(l)经典PKC(cPKCs)：包括α、β1、β2、γ四个亚型，依赖Ca2+、DG、或佛波酯激活。(2)新型PKC(nPKCs)：包括δ、η、θ、ε四个亚型，能被DG和PS所激活，但对Ca2+不敏感。(3)非典型PKC(aPKCs)：包括ζ　、λ为PS依赖，但对Ca2+和DG不敏感[23]。不同亚型的PKC在信号转导中作用相异。PKC家系的转位非常复杂，可以从胞浆至质膜、核周区或细胞周边区域，也可以从细胞核转位于核周区，这种转位主要由细胞亚型、刺激因素的类型和PKC亚型不同所决定的[24]。PKCα广泛存在于血管组织。PKC的同功酶可通过不同的机制调节ERK的活性，并且这种调节作用是细胞类型特异的。细胞外信号通过G蛋白偶联的受体通路激活位于胞浆的PKC，活化的PKC在胞浆内磷酸化原癌基因产物Rafl，后者再启动MEKMAPK系统，经MAPK核转位调节细胞核反应。PKC作为MAPK上游分子，PKC可激活MAPK引起VSMC增殖。

　 1.4 生长因子 已有大量证据表明生长因子在血管成形术后RS的过程中是重要的信号分子。一方面，RS病变的许多特征可以用已知的生长因子和其它细胞因子的作用来解释。另一方面，生长因子基因表达上调的时间和部位使其产物可能成为RS病变的重要因素。一些血管活性特质在RS的形成过程中也有其重要作用。

　　血管内皮生长因子(VEGF)是一种特异的内皮细胞促分裂剂，对血管平滑肌细胞、成纤维细胞无促分裂作用[25]。血管内皮细胞(VEC)覆着在血管内膜表面，具有极强的修复和再生能力，是血液和组织之间的天然屏障和物质交流的通道，是维持血管完整性和正常血液流动，防止炎性细胞侵入和有害物质透入的重要条件。VEC的代谢十分活跃，可以清除5羟色胺(5HT)、儿茶酚胺、乙酰胆碱(ACh)和激肽等活性物质。此外，VEC还是人体最大的旁分泌器官，可合成和分泌十种活性物质，达到调节血管的舒缩状态，防止血小板粘附和血栓形成，调节VSMC的生长、增殖和移行。这些生物活性物质包括血管活性物质、生长因子、细胞因子和趋化因子。血管活性物质主要有内皮源性舒张因子(EDRF)即一氧化氮(NO)、内皮素(ET)、前列环素(PGI2)、血栓素A2(TXA2)和血管紧张素。其中NO和PGI2具有扩张血管，抑制血小板聚集，抑制细胞包括VSMC增殖的作用，而ET、TXA2和血管紧张素相反，具有收缩血管，促进血小板聚集，促细胞增殖的作用[26]。在正常情况下，内皮舒张因子和收缩因子处于平衡状态，但以舒张因子占优势，使血管保持一定的舒缩状态。许多血管活性物质对血管的作用都依赖于内皮细胞的存在。如血管加压素和凝血酶等引起血管收缩反应可能通过内皮细胞合成和释放ET所引起的，而一些血管舒张因子如ACh、缓激肽、5HT和P物质等可能是通过内皮细胞释放NO来实现的[27]。因此，内皮细胞可作为多种血管活性物质的中介来调节血管的舒缩反应。另外，内皮细胞的分泌是双向性的[28，29]。一方面，它所分泌的PGI2、NO等可进入血管管腔，抑制血小板粘附和聚集;另一方面，它产生的胶原、纤维粘连素和促凝血物质多沉积于基底膜上，不到达管腔，以避免与血小板接触，防止血小板聚集。生长因子在细胞增殖的调控中起重要作用。现已证明，各种细胞需要多种生长因子的存在，才能保证其最合适的增殖状态[30]。VSMC是一种高度特化的细胞，分为收缩型和合成型两种表型。在胚胎期或新生物，VSMC处于“合成状态”，细胞可以分裂、增殖，并有迁移性，但细胞内收缩蛋白和肌纤维成分少，收缩功能差。在成年动物，生理状态下VSMC处于“收缩状态”，收缩功能好，但细胞不再增殖、分化和迁移。但在病理情况下，在各种刺激因素和生长因子的作用下，VSMC可由分化状态转变为去分化状态，由“收缩型”转为“合成型”，从中膜向内膜下迁移，并在内膜下大量增殖[31]。相关的生长因子包括血小板源性生长因子(PDGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、转化生长因子(TGF)、表皮生长因子(EGF)和胰岛素样生长因子(IGF)[32]。细胞因子是一类调节细胞多种功能的活性多肽类物质，主要促进炎性细胞浸润和生长因子的合成与释放，调节VSMC的生长和分化。趋化因子是一组具有趋化作用，能吸引免疫细胞到免疫应答局部参与免疫调节和免疫病理反应的因子，它们参与血管损伤后局部炎症和修复反应[32]。当VEC损伤后，上述各种生物活性物质之间的平衡被打破，众多的血管活性物质、细胞因子、生长因子和趋化因子在血管损伤反应上，在时间和空间上相互配合，形成一个网络调节系统。一方面，内皮收缩因子如ET、5HT、儿茶酚胺和血管紧张素释放增加，导致一些内皮细胞依赖性血管舒张物质如ACh的作用明显减弱、甚至引起血管收缩。相反一些内皮细胞依赖性缩血管物质如血管加压素的作用增强，诱发血管收缩。另一方面，由于内皮细胞受损，基底膜暴露，胶原、纤维粘连素和促凝血物质释放入血液，TXA2/PGI2升高，诱发血小板粘附和聚集，导致血栓形成。同时多种细胞因子、生长因子和趋化因子分泌增加，促进炎性细胞浸润及VSMC增殖和移行。另外由于内皮细胞屏障保护功能的降低，有利于炎性细胞的侵入和有害物质的透入，可以诱发局部病毒感染，进而启动和引起一系列血管损伤和修复反应。PCI术必然造成VEC损伤而成为术后RS的始动因素。因此，促进PCI术后内皮细胞的迅速修复是防止RS的一个关键。VEGF通过与血管内皮细胞表面的特异受体结合而具有明显的促内皮细胞的生长，合成和分泌胶原等细胞外基质，以及促血管形成作用。VEGF与受体结合后，通过肌醇酯的水解，促使第二信使形成，在肝素样分子的调节下，引起受体的自身磷酸化，打开磷脂酰肌醇代谢的信息传递通路，激活MAPK，表现出VEGF的有丝分裂原特性，诱导血管内皮细胞的增殖。血管内皮细胞与平滑肌细胞是血管的主要细胞成分，当内皮损伤时，易引起内皮细胞和平滑肌细胞的病理性变化，表现为内皮细胞损伤，血小板聚集，血栓形成和平滑肌细胞增生迁移。VEGF能高效特异地促进内皮细胞分裂和增殖，抑制多种因素导致的内皮细胞凋亡[33]，增加内皮细胞对超氧化物的耐受性[34]，使VEC迅速修复并发挥其功能：扩张血管，抑制血小板聚集，抗血栓，间接抑制VSMC增殖和移行，防止炎性细胞浸润和有害物质透入。VEGF还能促进VEC合成和释放NO，而NO本身具有扩张血管，抑制血小板粘附和聚集，抑制白细胞粘附及VSMC增生和移行的作用。同时VEGF还能抑制胶原和纤维粘连素的合成，促进胶原酶的分泌，不利于基质沉积。这些作用干预了RS形成的多个环节，且VEGF不同于其它生长因子，对VSMC和成纤维细胞无直接促增生作用。

　　2 再狭窄的防治

　　RS的防治可以从不同的角度入手，将多种不同措施结合起来，可提高综合性防治的效果。

　　2.1 药物治疗 药物防治PCI术后RS作为一种治疗手段，由于应用方便、价廉广为患者接受。

　　2.1.1 血小板功能抑制剂 阿司匹林是环氧酶抑制剂，能使血小板环加氧酶活性中心不可逆的乙酰化，从而抑制了环内过氧化物的形成，血栓素A2(TXA2)的生成减少，而产生抗血小板聚积作用。噻氯匹定为强效抗血小板药，能抑制各种诱导剂引起的血小板聚集，为广谱抗血小板药。二者是PCI术前、术后防治RS的常规用药之一。

　　血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂。血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体由2个亚单位组成，存在于血小板膜表面，当血小板激活时大量表达，是引起血小板聚集的共同通路，因此其拮抗剂对血小板的抑制作用明显优于其他的血小板抑制剂。Abciximab是另一种血小板表面糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂，在减少血栓形成的同时又抑制平滑肌细胞增生，因此对RS的预防十分有益。动物实验及临床证实此类药物是降低RS发生率较有前途药物[35]，但其结果的有效性及安全性尚待严格的大规模临床实验证实。

　　2.1.2 抗凝血药物 肝素和低分子肝素是目前PCI术后临床最常用的抗凝药，能抑制凝血酶介导的血小板聚集，还可通过抑制vWF而抑制血小板的粘附性。低分子肝素抗因子Xa的作用强，但抗Ⅱa的作用弱。

　　2.1.3 降脂药 血脂与RS发生相关是公认的，部分基础研究认为他汀类药有抑制VSMC增殖的作用，但是，Folev等人用普伐他汀类的实验却是阴性结果，有待于进一步探讨。

　　2.1.4 一氧化氮 一氧化氮(NO)由内皮细胞分泌，是影响血管平滑肌细胞增殖及调节血管收缩和舒张的因子，可通过环磷酸鸟苷途径降低细胞内Ca2+浓度，使血管平滑肌舒张并抑制增殖。由于PCI术后造成血管内皮损伤，可能导致NO合成下降。因此，有人建议补充外源性NO，有预防RS的可能。

　　2.1.5 钙离子拮抗剂 Ca2+是血管平滑肌细胞增殖的关键因素之一。实验发现内皮剥脱损伤可致VSMC增殖，其抑制可能与细胞内Ca2+增加有关。若应用Ca2+拮抗剂可阻断Ca2+进入细胞内，使细胞内Ca2+浓度减低，从而阻断钙对VSMC的增殖作用[36]。

　　2.1.6 抗氧化剂 在PCI所致的血管损伤处产生的自由基，可刺激VSMC增生促进RS发生有重要作用。Schneider等[37]的一项研究表明，抗氧化剂Probucol治疗组RS率下降。

　　2.1.7 抗炎药 由于PCI术后内皮细胞损伤，胶质暴露，血小板粘附可产生单核细胞趋化因子和粘附分子，促使单核巨噬细胞和淋巴细胞活化，自身还可合成和分泌多种细胞因子，生长因子和趋化因子进一步促进白细胞的浸润，从而引起局部的炎症反应并导致RS　的发生。Hirayama等和Translast等应用抗炎药治疗，RS的发生率降低，但由于随诊时间短，有待进一步证实。

　　2.1.8 中药 中药防治RS方面的研究报道很少。一些中药有预防RS的发生。黄俊等应用获得国家科技进步二等奖的中药制剂通心络对兔外周血管球囊损伤后血栓形式及内膜增生的影响研究，证实通心络明显抑制兔腹主动脉及髂动脉内皮剥脱术后内膜增生。

　　2.2 放射治疗 血管内照射防治RS的构思，主要来自放射性核素成功地治疗了一些良性疾病，如外科手术后瘢痕过度增生的组织病理过程。近年来应用的血管内照射预防RS的方法为解决RS带来了新的希望。其机制是利用射线(γ或β射线)集中照射，在局部产生足够的电脑辐射生物效应，阻碍核酶、蛋白质的合成，从而影响细胞的分裂，致细胞坏死，达到抑制新生内膜形成和改善血管重塑，从而降低RS的发生率[38]。血管内照射预防RS为冠心病的治疗带来新的生机，但仍存在一些问题，有待进一步研究。(1)照射剂量：照射量与放射源活度和照射时间成正比，与距离的平方成反比，所以确定最佳的放射源活度，选择最适照射时间及确保放射源位于血管中央最为重要。(2)核素种类与照射方式：放射源活度相同，照射时间一致，由于射线种类、能量大小、半衰期长短和照射方式等不同，其效应差异较大。根据射线与效应关系的研究，优选放射性核素、照射方式和方法。(3)血管内照射的远期效果如何评价。类似的问题还有不少，并成为制约放射治疗技术广泛应用的原因。

　　2.3 基因治疗 就是把目的基因导入到靶细胞中，使之转录、翻译有物定生物功能的蛋白，发挥治疗作用。随着基因治疗的出现和迅猛发展为RS的防治找到了一条重要途径。实现基因治疗有三个基本步骤：(1)目的基因的转移;(2)目的基因的表达;(3)安全措施。RS的防治是通过促进血管内膜的修复、抑制血管平滑肌细胞的增殖和迁移、减少内膜增厚以及减轻血管张力实现的[39]。

　　基因转移是进行基因治疗最关键技术。适宜于基因治疗的基因转移技术有以下几种方法：(1)病毒方法：即以病毒为载体，有重组逆转录病毒及重组DNA病毒之分;(2)化学方法：利用高分子DNA或纯化基因的磷酶钙微量沉淀法来转移遗传信息。优点是能引入高纯度和特异性明确的基因序列，缺点是其效率不高;(3)膜融合法：利用薄膜包被DNA同细胞进行融合;(4)物理方法：包括微量注射法及电导入法。接受基因转移的靶细胞的选择也是成功与否的关键之一。目前认为RS主要与EC损伤和VSMC增生有关[40]，因此基因转移的靶细胞为EC和VSMC。当传递系统将一个外源程序基因转移到细胞DNA时，最主要的问题是应使整合的DNA发挥功能。向体内注入外源基因，其表达必须具有稳定性、特异性、可控性，才能达到治疗的目的。在将基因治疗技术正式用于人体试验之前，必须保证表达系统绝对安全，使新的基因在宿主细胞表达不会危害人体自身。目前研究较多的基因治疗有以下几种。(1)RB2/P130：通过腺病毒介导的RB2/P130能在体内抑制VSMC增殖。(2)反义ODN：能有效阻滞bFGF对VSMC的增殖作用。(3)RG13577：一种多价阴离子拟肝素样化合物，对抑制bFGF在EC受损撕脱处潜隐有很好的作用。(4)VEGF：促进EC分裂增殖达到恢复内膜完整性。(5)18orl8mer：是细胞增生核抗原(PCNA)的反义ODN链，它与PCNA结合后，可抑制VSMC进入细胞循环和增殖。(6)抗癌基因p53：能导致细胞周期停止，诱导细胞凋亡。(7)抗TSP1抗体：与TSP1能促进EC生成。

　　2.4 机械干预及支架工艺改良 支架植入是最早也是最广泛被用于防治PCI术后RS的有效方法之一。目前单纯的PCI已基本被支架置入术所取代。但仍有RS存在。目前已有支架内再次PCI、冠脉旋切术(DCA)、切割球囊、激光球囊术减少RS发生的报道。其远期疗效有待观察。从组织相容性角度对支架进行改良，如运用涂层，包被技术已研制出多聚物涂层支架，以及由生物材料构成的生物多聚物支架等。

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