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唾液酸与动脉粥样硬化相关性研究进展

杜孝伟 段玉印(通讯作者)

昆明医科大学第二附属医院,云南昆明,650000

摘要: 唾液酸广泛存在于哺乳动物体内,尤其是内皮细胞表面。随着研究深入,血浆总唾液酸含量与动脉粥样硬化疾病的发病风险增加高度相关。进一步研究发现唾液酸作为信号分子,是一种持续的炎症反应标志物,可以作为早期诊断的依据。在此综述中,我们总结了一些唾液酸代谢和动脉硬化的诊断治疗相关性的研究。
关键词: 动脉粥样硬化;唾液酸;早期诊断
DOI:10.12721/ccn.2024.157032
基金资助:昆明医科大学2023年研究生教育创新基金项目,编号2023S330
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动脉粥样硬化是目前导致心脑血管疾病致死的主要病因之一,尽管现在对于疾病的病因、机制、治疗等的已经有很深入的研究,但是现阶段临床治疗的药物有限,所以出于预防和治疗的需求,仍需对此疾病的发病机制和对应的治疗方法作进一步研究。在动脉粥样硬化的形成过程中,血管内皮细胞、血管平滑肌细胞、免疫细胞的功能改变和炎症细胞浸润在动脉粥样硬化的形成过程中非常重要。近年来,对疾病的发病机制和病理生理研究都有了极大的促进,关于动脉粥样硬化和许多代谢产物之间的联系都已被探明,其中唾液酸就是最关键的影响因素之一。[1]因此,本文论述了唾液酸与动脉粥样硬化疾病的病理过程相关性。

1 唾液酸的生物学特征及功能

唾液酸是具有九碳骨架神经氨酸衍生物的一个大家族。在自然界中已经发现的唾液酸有五十多种存在形式,包括最丰富的Neu5Ac、Neu5Gc等衍生物形式。Neu5Gc在人体内的明显作用,是人体内的主要存在形式[2]。人类因进化CMAH基因失活失去了从Neu5Ac向Neu5Gc转化的能力,而导致无法合成内源性Neu5Gc。从饮食红肉来源[2]到人类内皮细胞和上皮细胞的Neu5Gc的正常代谢,可诱导循环中的抗Neu5Gc抗体,进而导致慢性炎症,如动脉粥样硬化唾液酸在人体中广泛分布于各种体液和组织器官之中。在血浆中有大量的唾液酸存在。在血管内皮细胞表面的含量最为丰富,因此也是唾液酸可以作为动脉粥样硬化的一个重要检测指标。[3]唾液酸可以通过遮蔽一些识别位点达到保护宿主细胞不被病原体识别的功能,因此弱化了免疫反应性。而唾液酸也作为许多分子(如凝集素、抗体、激素和细菌、支原体、病毒等)的配体辅以细胞识别、粘附、信号传递。

2 动脉粥样硬化的病理过程

动脉粥样硬化的形成过程,涉及了内皮功能障碍、血管增殖、自噬与凋亡、氧化应激、 非编码RNA、基质降解、胆固醇、炎症和血栓形成等多种机制,炎症和免疫系统在其发生中发挥重要作用。

2.1唾液酸与内皮细胞与平滑肌细胞的关系

作为动脉粥样硬化整个病理过程的起始原因,血管内皮损伤及修复低于疾病进展十分重要,也是治疗的关键环节,唾液酸可以促血管内皮再生的作用。有研究表明唾液酸酶的表达会对细胞粘附分子的结合产生负面影响,从而导致白细胞募集减少和归巢到内皮细胞。在组织炎症中,细胞因子刺激内皮细胞产生E-选择素,E-选择素可识别白细胞表面的唾液并与其结合,促进白细胞粘附到血管内皮上,随后粘附到炎症组织。研究发现,人质膜型唾液酸酶-3 可能参与了血管内膜增厚,而血管内膜增厚是动脉粥样硬化发展的早期阶段。研究还发现,Neu3基因过表达可有效抑制VSMC中MMP-9的表达,提示Neu3可能是预防血管增殖性疾病的有效候选基因,而MMP-9不仅对血管中膜平滑细胞的迁移、增殖和凋亡有着重要作用,而且对于动脉粥样硬化斑块处的血管重建、斑块不稳定性等都有着重要作用。

2.2 唾液酸与低密度脂蛋白的关系

许多文献研究发现氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激导致的内皮损伤或内皮功能障碍是动脉粥样硬化中最早的病理过程[4],血管内皮细胞损伤活化以后,单核细胞在趋化因子的作用下通过血液循环聚集于损伤部位,并粘附于内皮细胞上;单核细胞从内皮细胞间隙穿梭后极化成为巨噬细胞,吸收ox-LDL形成了泡沫细胞。血管平滑肌细胞在迁移至内膜后增殖并生成细胞外基质导致了内膜增厚和硬化,血管平滑肌细胞吸收ox-LDL促进了动脉粥样硬化斑块的形成。此外,LDL还可通过血管内皮细胞、巨噬细胞和动脉壁平滑肌细胞上的受体清除。一些研究认为唾液酸对新生内膜的发育形成了保护性屏障。即使动脉唾液酸轻微且可能是短暂的减少,也可能引发一系列反应,导致内膜增厚。这种现象主要是由于去除唾液酸后内皮细胞表面阴离子密度降低所致,促进动脉内皮细胞摄取低密度脂蛋白和纤维蛋白原然后刺激动脉内膜平滑肌细胞的增殖。

2.3 唾液酸与免疫细胞的关系

Sia-Siglecs轴(唾液酸-唾液黏附素轴)在免疫反应中对树突状细胞、调节T细胞、B淋巴细胞以及单核细胞,起到了重要的调节作用。唾液酸也可以通过负调节作用来起到了保护免疫系统的过度反应作用。免疫系统中的抗原呈递细胞主要是树突状细胞,对于保持机体免疫平衡作用十分重要,起到了机体是否决定发动免疫反应来应对病原体、自身抗原或者无害的外来抗,而唾液酸化修饰以后就改变了免疫原性,树突状细胞也参与了泡沫细胞的形成。在前文中也有提及,唾液酸可以起到对抗原的遮蔽作用,在炎症中,唾液酸化抗原结合树突状细胞抑制免疫。调节T细胞在粥样动脉硬化过程中起到了保护作用。

3 讨论

动脉硬化疾病有致病因素:年龄、肥胖、血脂、血糖等,但对这些因素做监控都不能提供一个可靠的诊断依据和预防标准。许多患者早期的临床症状不明显,容易耽误治疗。因此对疾病早期做出诊断并及时地治疗对于疾病的预后具有十分重要的意义。同时,有研究发现唾液酸相较于C反应蛋白是更为稳定的炎性标志物,在冠心病人急性发作的时候 SA浓度反映了整体急性反应的水平,有很好的检测意义。[5] 

唾液酸及其识别蛋白和配体仍有许多其他的种类未被探明,因此将物质作为动脉粥样硬化的高特异性和高灵敏性的诊断标准还需许多的研究来补充理论依据。综上,所有的讨论都标志着唾液酸(大多以Neu5Ac的形式)的不同亚型、唾液酸结合蛋白、唾液酸酶均有作为早期诊断和预防发生动脉硬化的关键。探明唾液酸代谢的细胞层面和分子层面的机制,就能为早期诊断治疗动脉粥样硬化提供新的思路。唾液酸在冠状动脉粥样硬化的过程中,与清除Ox-LDL、调节树突状细胞、T细胞、B细胞、巨噬细胞、单核细胞的免疫反应以及对红细胞和血小板的清除都起到了十分重要的作用。还需要实验证明唾液酸的不同亚型在体内不同细胞上的表达情况以及对病理过程的调节作用差异是否相关。

【参考文献】

[1] Naghavi,,Mohsen等.Global, regional, and national age-sex specific mortality for 264 causes of death, 1980-2016: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2016[J].Lancet,2017,390(10100):1151-1210.

[2]文琦,沈清武.红肉中N-羟乙酰神经氨酸在人体中的代谢途径及危害[J].食品研究与开发,2019,40(8):7-13.

[3]刘京. SA、Hcy、IL-6联合检测在冠心病危险分级中的临床价值[J]. 家庭医药.就医选药,2020(6):125. 

[4]  沃兴德,洪行球,岑利权.去唾液酸对低密度脂蛋白和脂蛋白(a)代谢的影响[J].中国动脉硬化杂志,1996,4(2):115-118.

[5]王宏斌,易碧云,王丹.血清唾液酸在冠心病并发心肌梗死中的临床价值研究[J].检验医学与临床,2018,15(18):2760-2764.