歐洲心臟學(xué)會(huì)調(diào)查顯示約70％的冠心病患者合并高血糖，近20年我國(guó)冠心病合并糖尿病患病率迅速上升，我國(guó)對(duì)3513例確診的冠心病住院患者進(jìn)行了高血糖篩查，調(diào)查顯示約52.9％的冠心病患者合并糖尿病。大量研究表明冠心病合并糖尿病患者存在廣泛血管鈣化。Kramer等對(duì)41例CKD3~5期患者的研究表明，不伴糖尿病者（n=28）冠狀動(dòng)脈鈣化發(fā)生率為25％，伴糖尿病者（n=13）高達(dá) 93％。糖尿病是冠心病等危癥，且互為不良推動(dòng)因素，冠心病合并糖尿病患者的臨床表現(xiàn)多不典型、病死率高、預(yù)后差、介入術(shù)中并發(fā)癥、術(shù)后再狹窄率較高，其中血管鈣化是影響此預(yù)后不佳的主要原因之一。

    1 冠心病合并糖尿病患者血管鈣化的特點(diǎn)

    血管鈣化主要分內(nèi)膜鈣化和中膜鈣化兩種形式，內(nèi)膜鈣化為動(dòng)脈粥樣硬化的表現(xiàn)之一，由脂質(zhì)代謝異常和炎癥反應(yīng)參與，并且與內(nèi)皮細(xì)胞受損，內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cells, EPCs）修復(fù)障礙密切相關(guān)，多呈分散的斑片狀沉積，使斑塊不穩(wěn)定，易導(dǎo)致組織缺血；而中膜鈣化主要發(fā)生于無(wú)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)及脂質(zhì)沉積的環(huán)境中，鈣化沉積呈連續(xù)線性，彌散于整個(gè)富含彈性膠原的終末，與血管平滑肌細(xì)胞去分化密切相關(guān)。糖尿病血管中膜鈣化的程度是預(yù)測(cè)2型胰島素非依賴性糖尿病患者心血管事件死亡率、腦卒中、截肢的最佳指標(biāo)，而冠脈中膜鈣化對(duì)斑塊破裂影響作用不大。近年針對(duì)血管鈣化的研究主要聚焦于內(nèi)膜鈣化，因?yàn)橄啾扔谥心も}化，內(nèi)膜的鈣化更易導(dǎo)致斑塊的破裂、血栓的形成，與急性心血管事件的發(fā)生密切相關(guān)。最新Meta-analysis 結(jié)果就表明，糖尿病患者血管鈣化程度較對(duì)照組嚴(yán)重，且更易出現(xiàn)急性血管性事件，患者預(yù)后更差。

    2 血管鈣化在冠心病合并糖尿病發(fā)生及進(jìn)展中的機(jī)制研究

    與傳統(tǒng)上對(duì)血管鈣化的認(rèn)識(shí)不同，現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)血管鈣化形成是一個(gè)由多種細(xì)胞啟動(dòng)并與骨發(fā)育相似的、主動(dòng)的、高度可調(diào)控的生物學(xué)過(guò)程。其主要發(fā)病機(jī)制有：（1）成骨細(xì)胞及破骨細(xì)胞的標(biāo)志分子（如BMP、OPG等）參與血管鈣化的發(fā)生發(fā)展。（2）血管組織局部旁分泌或自分泌的活性因子對(duì)血管鈣化的發(fā)生發(fā)展具有重要調(diào)節(jié)作用。（3）大量研究證實(shí)動(dòng)脈中膜細(xì)胞凋亡或壞死后的降解產(chǎn)物—基質(zhì)囊泡是血管平滑肌細(xì)胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）鈣化的始動(dòng)環(huán)節(jié)或起始點(diǎn)。（4）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的凋亡參與血管鈣化的發(fā)生。（5）血管鈣化的細(xì)胞來(lái)源具有多樣性。

    冠心病合并糖尿病的血管鈣化在細(xì)胞水平上改變了多種細(xì)胞的功能，由于體內(nèi)糖代謝的紊亂狀態(tài)，微環(huán)境的變化，造成了許多細(xì)胞功能的改變，誘發(fā)了內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞功能障礙。血糖升高及糖基化終末產(chǎn)物（Advanced glycation end products, AGEs）增加、高胰島素血癥、氧化應(yīng)激、脂質(zhì)代謝紊亂、炎癥、細(xì)胞凋亡和骨調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)異常等是誘發(fā)血管鈣化的主要因素，與血管鈣化的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。其中AGEs在該過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。AGEs不僅能促進(jìn)LDL的氧化，還可抑制內(nèi)皮eNOS的激活，減少NO的產(chǎn)生，使血管舒張功能受損誘發(fā)內(nèi)皮功能失調(diào)。

    2.1 細(xì)胞功能紊亂誘發(fā)內(nèi)膜鈣化灶形成

    血管內(nèi)皮細(xì)胞直接與循環(huán)中高糖、血脂紊亂等代謝異常接觸，產(chǎn)生損傷，激活炎癥反應(yīng)。有研究顯示，在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的患者血液循環(huán)中發(fā)現(xiàn)大量骨鈣素陽(yáng)性的內(nèi)皮祖細(xì)胞[osteocalcin（+）endothelial progenitor cells, OCN（+）EPCs]，這種OCN（+）EPCs不參加血管內(nèi)源性內(nèi)皮的修復(fù)，而參與血管內(nèi)膜鈣化的形成。該研究提示，EPCs在接受成骨調(diào)節(jié)信號(hào)后發(fā)生成骨表型的轉(zhuǎn)化，參與血管內(nèi)膜微小鈣化灶的發(fā)生和發(fā)展。

    此外，有大量研究證實(shí)動(dòng)脈中膜細(xì)胞凋亡或壞死后的降解產(chǎn)物—基質(zhì)囊泡是血管平滑肌細(xì)胞鈣化的始動(dòng)環(huán)節(jié)或起始點(diǎn)?；|(zhì)囊泡（matrix vesicle）是由增殖的軟骨細(xì)胞或骨細(xì)胞漿膜形成的獨(dú)立于細(xì)胞外的細(xì)胞器。VSMCs不是一種細(xì)胞，而是一類多表型、多功能的特殊細(xì)胞類群，是各種血管病最重要的發(fā)病因素。 VSMCs分為收縮和合成兩個(gè)表型，當(dāng)收縮型轉(zhuǎn)化為合成型時(shí)，大量增殖，并由中膜向內(nèi)膜遷移，吞噬脂質(zhì)轉(zhuǎn)化為泡沫細(xì)胞，同時(shí)分泌細(xì)胞基質(zhì)，參與動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成。合成型VSMCs在各種致鈣化因素刺激下受損，基質(zhì)囊泡從受損的活的或即將死亡的VSMC中釋出，并含有堿性磷酸酶活性，形成易于堿性鈣磷沉積的微環(huán)境，并含有大量的鈣和磷，基質(zhì)囊泡結(jié)合細(xì)胞外的基質(zhì)蛋白啟動(dòng)血管的鈣化。 Shroff等利用電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)受損的或死亡的VSMCs釋放的基質(zhì)囊泡中含有羥基磷灰石單晶體，提示凋亡和基質(zhì)囊泡的形成是啟動(dòng)血管鈣化的始動(dòng)環(huán)節(jié)。

    2.2 成骨信號(hào)通路異常誘導(dǎo)血管異位骨化

    近期的研究表明鞘氨醇激酶1/1-磷酸鞘氨醇（sphingosine kinase 1/ sphingosine 1-phosphate，SphK1/S1P）信號(hào)通路參與成骨、成軟骨相關(guān)代謝途徑的調(diào)控，尤其與骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic proteins, BMPs）家族信號(hào)調(diào)節(jié)和鈣磷代謝異常有關(guān)。Nakagawa等提出血管受外源性刺激后，可激活 BMPs 信號(hào)通路，導(dǎo)致血管內(nèi)膜成骨前體細(xì)胞發(fā)生成骨表型轉(zhuǎn)化，成骨相關(guān)基因 Runx2 和堿性磷酸酶表達(dá)增高，進(jìn)而使鈣磷代謝異常，形成羥磷灰石結(jié)晶，最終形成血管內(nèi)膜微小鈣化灶。Yao等在轉(zhuǎn)基因小鼠模型上實(shí)現(xiàn)了對(duì)BMPs信號(hào)通路的抑制，結(jié)果顯示斑塊大小、血管鈣化程度和炎癥都被明顯的抑制。兩者的實(shí)驗(yàn)均驗(yàn)證BMPs信號(hào)通路對(duì)鈣化有調(diào)節(jié)效應(yīng)。S1P是一類具有生物學(xué)活性的鞘脂類，由SphK 催化鞘氨醇（sphingosine, Sph）磷酸化生成，可調(diào)節(jié)多種細(xì)胞生物學(xué)功能，如細(xì)胞遷移、分化、炎癥、免疫、血管新生和鈣平衡等。Pederson等發(fā)現(xiàn) SphK1表達(dá)增高刺激S1P 大量產(chǎn)生的同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)Wnt/BMP-6 信號(hào)通路被激活，采用BMP-6 特異性中和抗體和S1P 抑制劑干預(yù)后，成骨活動(dòng)被抑制。提示S1P 信號(hào)通路，與成骨關(guān)鍵信號(hào)通路蛋白BMPs 家族相交聯(lián)，參與成骨活動(dòng)的調(diào)控。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，我們可以看出多條信號(hào)通路激活交互作用，共同推進(jìn)血管鈣化。

    在多條信號(hào)通路激活誘導(dǎo)血管鈣化的同時(shí)，多種功能復(fù)雜的糖蛋白也參與這一過(guò)程，這些糖蛋白主要是與新骨生成和鈣化有關(guān)的蛋白，如骨保護(hù)素 （osteoprotegerin，OPG）、骨鈣素（osteoealein, OC）、骨橋蛋白 （Osteopontin，OPN）以及BMPs等。許多研究證實(shí)，冠心病及糖尿病患者血清 OPG水平顯著高于健康人。Zannettino等對(duì)201例行冠狀動(dòng)脈造影患者檢測(cè)血清中OPG，結(jié)果顯示：血清中OPG在冠脈狹窄的患者與冠脈無(wú)狹窄的患者相比顯著升高，多元Logistic回歸分析顯示血清中OPG與冠心病病變程度顯著相關(guān)。OPG 升高的原因目前還不清楚，長(zhǎng)期高糖及慢性血管炎癥刺激炎性反應(yīng)因子和促骨質(zhì)疏松因子分泌增加，OPG對(duì)抗其作用而反應(yīng)性增加是可能造成OPG升高的原因。另有研究發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后婦女血清OPG水平隨著年齡的增加而增加，推測(cè)雌激素缺乏時(shí)破骨細(xì)胞功能活躍，骨吸收增加，骨丟失加快，刺激機(jī)體代償性骨形成增加，血清OPG相應(yīng)增加。該研究同時(shí)也解釋了冠心病合并糖尿病“男女平等”的發(fā)病特點(diǎn)，由于絕經(jīng)后女性失去了雌激素的保護(hù)作用，從而使得發(fā)病率不再有性別差異。BMPs 是促進(jìn)成骨細(xì)胞分化極其有效的細(xì)胞因子， 它可通過(guò)Smads蛋白誘導(dǎo)Runx2的表達(dá)最終影響成骨細(xì)胞的分化。其中BMP-2和4能夠誘導(dǎo)動(dòng)物或人體間充質(zhì)細(xì)胞分化為骨、軟骨等組織。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)骨形態(tài)發(fā)生蛋白2和4, 且BMP-2還可促進(jìn)肌成纖維細(xì)胞的鈣化。

    2.3 表觀遺傳學(xué)調(diào)控參與鈣磷代謝紊亂

    血管鈣化與骨形成有類似的分子機(jī)制，血管平滑肌細(xì)胞發(fā)生了表型轉(zhuǎn)化，它和成骨細(xì)胞來(lái)源于共同的間質(zhì)祖細(xì)胞，核結(jié)合因子（Cbfa）-1可能是該祖細(xì)胞向成骨細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)錄因子。在對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊鈣化的研究中發(fā)現(xiàn)，鈣化血管局部OPG表達(dá)下調(diào)，成骨細(xì)胞及軟骨細(xì)胞的標(biāo)志物表達(dá)上調(diào)。這提示OPG是血管鈣化的內(nèi)源性抑制物。RANK／RANKL（核轉(zhuǎn)錄因子NF-kB受體激活因子的配體）途徑是目前所知的OPG抑制鈣化的主要通路，OPG通過(guò)與RANK競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合RANKL來(lái)調(diào)節(jié)下游的信號(hào)。有研究提示RANK／OPG的比例是影響骨量、骨骼完整性及血管鈣化發(fā)展情況的重要因素?？傊装Y因子等功能蛋白調(diào)控血管平滑肌細(xì)胞轉(zhuǎn)型可能成為冠心病合并糖尿病血管鈣化的根本機(jī)制，但其具體的調(diào)控機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

    3 結(jié)語(yǔ)

    近年冠心病合并糖尿病血管鈣化的相關(guān)研究迅猛增長(zhǎng)，隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)知識(shí)的不斷進(jìn)步，使得該領(lǐng)域研究不斷深入拓展，但現(xiàn)階段我們面臨的還是漫長(zhǎng)的道路。由于其病理生理過(guò)程的復(fù)雜性、發(fā)病機(jī)制和細(xì)胞來(lái)源的多樣性，導(dǎo)致臨床預(yù)防和治療效果尚不理想。故我們需要進(jìn)行更多的基礎(chǔ)及臨床研究來(lái)闡明其發(fā)病機(jī)制。相關(guān)細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化在血管鈣化中起著至關(guān)重要的作用，隨著細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化機(jī)制研究的不斷深入，未來(lái)對(duì)于臨床預(yù)防和逆轉(zhuǎn)血管鈣化的發(fā)病可能具有指導(dǎo)價(jià)值。（上海市第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長(zhǎng)征醫(yī)院 作者：梁春）