S100A8/A9在主动脉夹层患者组织中的表达及临床意义

温中毓，丁荣明，胡育华，陆伟林，李青瑞，廖 沁，周世菊，吕亮亮，王雅兰，谢家和，5

（1. 赣南医学院第一附属医院心内科；2. 赣南医学院2018级硕士研究生；3. 赣州市人民医院心内科；4. 赣南医学院2019级硕士研究生；5. 赣南医学院心脑血管疾病防治教育部重点实验室，江西 赣州 341000）

主动脉夹层（Aortic dissection，AD）是指主动脉壁内膜破裂，导致假腔和/或壁内血肿的形成及相应器官血流灌注受损，严重者可因动脉壁的破裂导致患者急性死亡［1］，致死率极高，达70%以上［2］。目前研究发现AD 发病受多种因素共同影响，如动脉粥样硬化，细胞外基质降解、氧化应激、炎症反应等［3］。研究表明AD 发展整个过程中均伴有炎症反应，炎症不仅是AD 的触发因素还可促进疾病进展。此外，有研究结果表明多种炎症因子对AD 的发展及预后具有预测功能［4］，但是至今还没有公认的生化指标用于指导AD的防治。

近年来研究发现促炎因子钙结合蛋白家族中成员［S100 钙结合蛋白A8/A9（S100 calcium-binding protein A8/A9，S100A8/A9）］在多种心脑血管疾病中均升高，如脑梗死、心肌炎、急性冠脉综合征等［5-8］。让研究者感兴趣的是S100A8/A9 对AD 的发病危险因素如动脉粥样硬化、氧化应激具有促进作用［9］，但是S100A8/A9是否参与AD的发生，目前尚无研究报道。本研究通过检测AD患者与NAD人群之间动脉组织中S100A8/A9 及其下游相关因子水平，以期认识S100A8/A9在AD的发展过程中的作用，并推测其可能的临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2017—2019 年在赣南医学院第一附属医院心胸外科住院接受主动脉置换术的AD 患者的夹层部位组织6 例为AD 组，另取行心脏搭桥手术患者的动脉组织6 例为NAD 组。AD 诊断标准：患者经过CT、CTA 等影像学检查确诊为主动脉夹层（形成假腔或者游离瓣确诊为主动脉夹层）。同时均排除患有结缔组织病、肿瘤和全身感染性疾病的患者。AD 组和NAD 组（对照组）在年龄、性别构成等方面差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经赣南医学院第一附属医院医学伦理委员会批准，所有患者均自愿捐赠样本且对诊治知情同意并签署知情同意书。

1.2 临床炎症指标测定抽取入选人群静脉血行血浆白细胞（WBC）、C-反应蛋白（CRP）、降钙素原（PCT）等生化指标检测，具体操作由赣南医学院第一附属医院检验科完成，操作步骤参考检测仪器及试剂盒说明书。

1.3 WB、免疫组化及RT-qPCR 检测主动脉组织中的S100A8/A9 蛋白及mRNA 表达水平；WB 检测动脉组织中S100A8/A9 相关因子NLRP3、Caspase-1及IL-1β表达水平。

1.4 观察指标比较两组患者的同型半胱氨酸（Hcy）、D-二聚体（D-D）、白细胞（WBC）、降钙素原（PCT）和C反应蛋白（CRP）指标水平并进行分析。

1.5 统计学方法数据采用SPSS 26.0 统计软件进行分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，采用t检验比较组间差异，非正态分布以中位数表示，使用Mann-Whitney U 检验比较组间差异；计数资料用百分位数表示，采用卡方检验比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 AD组和NAD组临床资料比较AD组患者性别、年龄、高血压病史、吸烟史、入院时收缩压和舒张压，D-二聚体（D-D），同型半胱氨酸（Hcy）与NAD组无明显差异，而AD 组患者白细胞（WBC）、降钙素原（PCT）和C 反应蛋白（CRP）高于NAD 组（P＜0.05），见表1。

2.2 S100A8/A9 在AD 组和NAD 组动脉组织中的表达分别采用WB、RT-qPCR 和免疫组化技术检测AD 组和NAD 组中S100A8/A9的表达水平，WB结果显示S100A8/A9 在AD 组高于NAD 组（图1A/B）。RT-qPCR 的检测结果与WB 一致，AD 组中S100A8/A9的表达高于NAD 组（图1C）。免疫组化染色结果也显示S100A8/A9 在AD 组表达升高（图1D、E），差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.3 NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 在AD 组和NAD组动脉组织中的表达使用WB 实验方法对其相关下游因子NLRP3、Caspase-1 及IL-1β 进行检测，结果显示NLRP3、Caspase-1及IL-1β在AD组的表达水平高于NAD 组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见图2。

表1 患者临床资料比较

图1 S100A8/A9在AD患者动脉组织中的表达水平

图2 NLRP3、Caspase-1和IL-1β在AD组动脉组织中的表达

3 讨 论

我国流行病学调查结果显示，随着人口老龄化日益严重及生活方式的改变，AD 的发病率呈上升趋势。目前随着影像学技术的发展及普及，其诊断已不难，但是因其缺乏早期的防治手段，AD 患者死亡率并没有减低［10-12］，因此探索AD 发病机制寻找有效的早期防治途径具有重要意义。既往研究表明，炎症是AD 发生的重要机制，血管壁炎症细胞浸润可以触发炎症反应及增加基质金属蛋白酶（MMP）的分泌，从而导致弹性纤维降解及动脉壁中层结构破坏，最终促使AD 形成［13］。此外，大量的研究已证实，炎症指标对AD 的发生及预后评估有重要意义，根据国内外研究报道，炎症因子（CRP、PCT）水平与AD 的发生及预后有密切关系，如CRP 可作为评估AD 患者预后的预测因子；CRP 表达水平升高时AD患者住院死亡风险显著增加［14-16］。此外一项包含347 例AD 患者的回顾性研究显示，其入院时高水平的D-二聚体与患者术后90 d 血管性事件发生呈正相关［17］。血管内皮细胞损伤及氧化应激导致PCT分泌增多，而血管内膜损伤和氧化应激是导致AD 形成的重要环节［18-19］。高同型半胱氨酸（HHcy）通过促进血管炎症反应导致AD的发生，其机制可能与HHcy诱导炎症细胞募集及促进炎症细胞（IL-1、MCP-1）分泌，激活氧化应激反应，导致Fibrillin-1蛋白变性，而弹性蛋白异常聚集易被金属蛋白酶MMPs 降解，进而加速血管壁重塑等有关［20-21］。以上结果表明炎症因子与AD之间存在密切关系，我们所收集的临床生化指标结果亦显示在AD 组患者血清中CRP、D-D、HHcy 及PCT 表达高于NAD 组。但是目前还没有关于PCT 与AD 之间关系的确切研究，还需要在动物实验及分子水平方面做进一步研究。

近年来炎症因子S100A8/A9 受到广泛关注，众多研究发现其在多种心脑血管疾病中表达升高，是心脑血管疾病的重要参与者［22］。S100A8/A9 来源于S100 蛋白家族，又称为迁移抑制因子相关蛋白MRP8/14；S100A8 和S100A9 两亚基之间具有高度的序列同源性和结构相似性，并通过Ca2+型依赖方式形成以反平行的二聚体发挥生物学功能［23］。S100A8/A9在细胞内、外具有不同的生物学功能，不仅可以调节能量代谢、钙稳态以及蛋白磷酸化和炎症反应；还可以促进细胞迁移、增殖或凋亡［24-25］。S100A8/A9 作为损伤相关分子模式（DAMP）的分子在正常生理情况下无促炎活性，机体在应激损伤刺激下S100A8/A9 与免疫细胞上的TLR4 或RAGE 配体结合，并诱导核因子κB（NF-κB）信号通路激活，触发炎症瀑布式反应，从而参与多种疾病的炎症发生过程［26-27］。因此认为S100A8/A9 可能成为一些疾病诊断及预后判断的标志物，其表达水平的增加可预测疾病的发展并有可能成为该疾病治疗的潜在靶点。

S100A8/A9 通常储存在细胞质中，只有在机体受到内外因素刺激后才释放至细胞外发挥作用。S100A8/A9的分泌并非通过经典高尔基胞吐途径分泌，而是类似于白细胞介素-1b（IL-1b）和碱性成纤维细胞生长因子等细胞因子依赖于PKC 的激活特异性分泌到细胞外环境中，并对炎症病灶周围的白细胞发挥强大的趋化作用［28］。在血管紧张素Ⅱ诱导建立的AD 小鼠模型及临床试验中检测到细胞因子IL-6、IL-18、MCP-1和MMP-2/MMP-9等表达升高，并且动脉组织纤维断裂明显增加［29-30］。S100A8/A9作为这些炎症因子的前因子在炎症发生及发展过程中起促进作用，我们的实验结果显示S100A8/A9在夹层组织中高表达，提示S100A8/A9 在主动脉的炎症反应中可能发挥重要的作用及与AD 的发生密切关系。

S100A8/A9 在AD 形成中的具体作用机制尚不清楚，本研究结果表明S100A8/A9 的下游相关因子NLRP3、Caspase-1 和IL-1β 在AD 组中表达升高，而炎性小体NLRP3 是研究较清楚的介导细胞死亡的因子，其通过激活炎症信号通路，促进释放催化成熟的炎症因子，导致细胞炎症性死亡［31］。研究报道在高脂喂养的APOE动脉粥样硬化小鼠中OxLDL诱导NLRP3 活化，进而介导Caspase-1 活化及导致VSMCs 的凋亡增加［32］。而在人动脉组织中NLRP3升高，促进成熟Caspase 1和IL-1β分泌增加，从而诱导骨相关基质蛋白的表达并促使血管钙化及VSMCs凋亡；并且VSMCs 表型转换依赖于S100A8/A9 的配体TLR4 的激活［33］；S100A8/A9 通过TLR4/NLRP3 促进炎症因子IL-1β、IL-18等高表达，造成机体过度炎性反应；并通过线粒体和溶酶体调节活性氧ROS 活性，促进细胞的凋亡及自噬死亡［34-35］。因此S100A8/A9可能通过激活血管平滑肌细胞炎症性程序性死亡通路参与AD的发生过程。

综上所述，S100A8/A9 与AD 的发生有密切联系，其作用机制可能与炎症反应有关，但本研究为临床研究，无法进行条件性干预，其确切作用过程仍需以后在动物实验及分子水平方面做进一步研究。