歐洲心臟學會調查顯示約70％的冠心病患者合并高血糖，近20年我國冠心病合并糖尿病患病率迅速上升，我國對3513例確診的冠心病住院患者進行了高血糖篩查，調查顯示約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41例CKD3~5期患者的研究表明，不伴糖尿病者（n=28）冠狀動脈鈣化發(fā)生率為25％，伴糖尿病者（n=13）高達 93％。糖尿病是冠心病等危癥，且互為不良推動因素，冠心病合并糖尿病患者的臨床表現多不典型、病死率高、預后差、介入術中并發(fā)癥、術后再狹窄率較高，其中血管鈣化是影響此預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

    血管鈣化主要分內膜鈣化和中膜鈣化兩種形式，內膜鈣化為動脈粥樣硬化的表現之一，由脂質代謝異常和炎癥反應參與，并且與內皮細胞受損，內皮祖細胞（endothelial progenitor cells, EPCs）修復障礙密切相關，多呈分散的斑片狀沉積，使斑塊不穩(wěn)定，易導致組織缺血；而中膜鈣化主要發(fā)生于無炎性細胞浸潤及脂質沉積的環(huán)境中，鈣化沉積呈連續(xù)線性，彌散于整個富含彈性膠原的終末，與血管平滑肌細胞去分化密切相關。糖尿病血管中膜鈣化的程度是預測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，而冠脈中膜鈣化對斑塊破裂影響作用不大。近年針對血管鈣化的研究主要聚焦于內膜鈣化，因為相比于中膜鈣化，內膜的鈣化更易導致斑塊的破裂、血栓的形成，與急性心血管事件的發(fā)生密切相關。最新Meta-analysis 結果就表明，糖尿病患者血管鈣化程度較對照組嚴重，且更易出現急性血管性事件，患者預后更差。

    2 血管鈣化在冠心病合并糖尿病發(fā)生及進展中的機制研究

    與傳統(tǒng)上對血管鈣化的認識不同，現今發(fā)現血管鈣化形成是一個由多種細胞啟動并與骨發(fā)育相似的、主動的、高度可調控的生物學過程。其主要發(fā)病機制有：（1）成骨細胞及破骨細胞的標志分子（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血管鈣化的發(fā)生發(fā)展具有重要調節(jié)作用。（3）大量研究證實動脈中膜細胞凋亡或壞死后的降解產物—基質囊泡是血管平滑肌細胞（vascular smooth muscle cells，VSMCs）鈣化的始動環(huán)節(jié)或起始點。（4）內質網應激誘導的凋亡參與血管鈣化的發(fā)生。（5）血管鈣化的細胞來源具有多樣性。

    冠心病合并糖尿病的血管鈣化在細胞水平上改變了多種細胞的功能，由于體內糖代謝的紊亂狀態(tài)，微環(huán)境的變化，造成了許多細胞功能的改變，誘發(fā)了內皮細胞和血管平滑肌細胞功能障礙。血糖升高及糖基化終末產物（Advanced glycation end products, AGEs）增加、高胰島素血癥、氧化應激、脂質代謝紊亂、炎癥、細胞凋亡和骨調節(jié)蛋白表達異常等是誘發(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。其中AGEs在該過程中發(fā)揮了重要作用。AGEs不僅能促進LDL的氧化，還可抑制內皮eNOS的激活，減少NO的產生，使血管舒張功能受損誘發(fā)內皮功能失調。

    2.1 細胞功能紊亂誘發(fā)內膜鈣化灶形成

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

    此外，有大量研究證實動脈中膜細胞凋亡或壞死后的降解產物—基質囊泡是血管平滑肌細胞鈣化的始動環(huán)節(jié)或起始點?；|囊泡（matrix vesicle）是由增殖的軟骨細胞或骨細胞漿膜形成的獨立于細胞外的細胞器。VSMCs不是一種細胞，而是一類多表型、多功能的特殊細胞類群，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表型，當收縮型轉化為合成型時，大量增殖，并由中膜向內膜遷移，吞噬脂質轉化為泡沫細胞，同時分泌細胞基質，參與動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，基質囊泡結合細胞外的基質蛋白啟動血管的鈣化。 Shroff等利用電子顯微鏡發(fā)現受損的或死亡的VSMCs釋放的基質囊泡中含有羥基磷灰石單晶體，提示凋亡和基質囊泡的形成是啟動血管鈣化的始動環(huán)節(jié)。

    2.2 成骨信號通路異常誘導血管異位骨化

    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）信號通路參與成骨、成軟骨相關代謝途徑的調控，尤其與骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic proteins, BMPs）家族信號調節(jié)和鈣磷代謝異常有關。Nakagawa等提出血管受外源性刺激后，可激活 BMPs 信號通路，導致血管內膜成骨前體細胞發(fā)生成骨表型轉化，成骨相關基因 Runx2 和堿性磷酸酶表達增高，進而使鈣磷代謝異常，形成羥磷灰石結晶，最終形成血管內膜微小鈣化灶。Yao等在轉基因小鼠模型上實現了對BMPs信號通路的抑制，結果顯示斑塊大小、血管鈣化程度和炎癥都被明顯的抑制。兩者的實驗均驗證BMPs信號通路對鈣化有調節(jié)效應。S1P是一類具有生物學活性的鞘脂類，由SphK 催化鞘氨醇（sphingosine, Sph）磷酸化生成，可調節(jié)多種細胞生物學功能，如細胞遷移、分化、炎癥、免疫、血管新生和鈣平衡等。Pederson等發(fā)現 SphK1表達增高刺激S1P 大量產生的同時，還發(fā)現Wnt/BMP-6 信號通路被激活，采用BMP-6 特異性中和抗體和S1P 抑制劑干預后，成骨活動被抑制。提示S1P 信號通路，與成骨關鍵信號通路蛋白BMPs 家族相交聯(lián)，參與成骨活動的調控。通過上述實驗結論，我們可以看出多條信號通路激活交互作用，共同推進血管鈣化。

    在多條信號通路激活誘導血管鈣化的同時，多種功能復雜的糖蛋白也參與這一過程，這些糖蛋白主要是與新骨生成和鈣化有關的蛋白，如骨保護素 （osteoprotegerin，OPG）、骨鈣素（osteoealein, OC）、骨橋蛋白 （Osteopontin，OPN）以及BMPs等。許多研究證實，冠心病及糖尿病患者血清 OPG水平顯著高于健康人。Zannettino等對201例行冠狀動脈造影患者檢測血清中OPG，結果顯示：血清中OPG在冠脈狹窄的患者與冠脈無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。OPG 升高的原因目前還不清楚，長期高糖及慢性血管炎癥刺激炎性反應因子和促骨質疏松因子分泌增加，OPG對抗其作用而反應性增加是可能造成OPG升高的原因。另有研究發(fā)現絕經后婦女血清OPG水平隨著年齡的增加而增加，推測雌激素缺乏時破骨細胞功能活躍，骨吸收增加，骨丟失加快，刺激機體代償性骨形成增加，血清OPG相應增加。該研究同時也解釋了冠心病合并糖尿病“男女平等”的發(fā)病特點，由于絕經后女性失去了雌激素的保護作用，從而使得發(fā)病率不再有性別差異。BMPs 是促進成骨細胞分化極其有效的細胞因子， 它可通過Smads蛋白誘導Runx2的表達最終影響成骨細胞的分化。其中BMP-2和4能夠誘導動物或人體間充質細胞分化為骨、軟骨等組織。動脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現骨形態(tài)發(fā)生蛋白2和4, 且BMP-2還可促進肌成纖維細胞的鈣化。

    2.3 表觀遺傳學調控參與鈣磷代謝紊亂

    血管鈣化與骨形成有類似的分子機制，血管平滑肌細胞發(fā)生了表型轉化，它和成骨細胞來源于共同的間質祖細胞，核結合因子（Cbfa）-1可能是該祖細胞向成骨細胞表型轉化的轉錄因子。在對動脈粥樣硬化斑塊鈣化的研究中發(fā)現，鈣化血管局部OPG表達下調，成骨細胞及軟骨細胞的標志物表達上調。這提示OPG是血管鈣化的內源性抑制物。RANK／RANKL（核轉錄因子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通過與RANK競爭結合RANKL來調節(jié)下游的信號。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。總之，炎癥因子等功能蛋白調控血管平滑肌細胞轉型可能成為冠心病合并糖尿病血管鈣化的根本機制，但其具體的調控機制有待進一步研究。

    3 結語

    近年冠心病合并糖尿病血管鈣化的相關研究迅猛增長，隨著醫(yī)學科學知識的不斷進步，使得該領域研究不斷深入拓展，但現階段我們面臨的還是漫長的道路。由于其病理生理過程的復雜性、發(fā)病機制和細胞來源的多樣性，導致臨床預防和治療效果尚不理想。故我們需要進行更多的基礎及臨床研究來闡明其發(fā)病機制。相關細胞表型轉化在血管鈣化中起著至關重要的作用，隨著細胞表型轉化機制研究的不斷深入，未來對于臨床預防和逆轉血管鈣化的發(fā)病可能具有指導價值。（上海市第二軍醫(yī)大學附屬長征醫(yī)院 作者：梁春）