浙江24小时-钱江晚报记者章咪佳通讯员周炜
在中国,每4个成年人中就有一个高血压患者。高血压是中风、心衰等疾病的最主要的危险因素,常伴有全身性的低度炎症,但原因不明。
浙江大学医学院沈啸研究团队在最新一期《科学免疫学》发表论文,他们从炎症现象出发,一路顺藤摸瓜,追踪到一个“幕后推手”——ATP分子(三磷酸腺苷)。
原来,在高血压患者的血液中,红细胞会“吐”出ATP,后者在细胞外液(包括血浆)里的浓度异常增高,从而激活了人体的免疫细胞,对高血压相关炎症的发展起着推波助澜的作用。
这项研究揭示了一个导致高血压相关炎症反应的起始分子,阐释了一条高血压导致免疫系统改变的分子通路。学界认为:这一发现,提示着新的生物标记物和药物靶点,为高血压严峻的防控形势带来了希望。
“补刀者”免疫细胞
“高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、肥胖等现代病,虽然致病因素多样,但它们存在一项共同特征——伴随着全身性低度炎症。”沈啸说,说“低度”,是因为这种炎症并没有发烧、发红、水肿和疼痛等显著特征,“但存在免疫细胞的侵袭和异常活跃的现象。”
年,埃默里大学的心血管专家DavidHarrison教授在《JournalofExperimentalMedicine》杂志发表论文,指出免疫细胞——T淋巴细胞,参与了高血压的发生发展。
“给缺少T淋巴细胞的实验小鼠注射血管紧张素II,很难让它血压升高;而当恢复小鼠的T淋巴细胞数量后,小鼠的升压反应又恢复了。”这项研究引起了许多科学家的注意,人们开始从免疫的视角去重新认识高血压。
科学界推测:高盐饮食、高血脂、焦虑等因素引起的交感神经过度兴奋,是造成持续性血压升高的最初因素。随后,“闻讯而来”的免疫细胞——T淋巴细胞,扮演了“补刀者”的身份,促进了高血压病的“恶性循环”,进而大大加快了病理的进展。
例如,长期低度炎症的情况下,血管的弹性纤维减少,胶原纤维增加而导致血管柔韧性降低,不利于血管对各个组织器官血供的调节,长此以往,全身几乎所有器官都会受到损害。
△高血压造成的损害累及全身各个组织脏器
“我们非常好奇是什么引发了炎症。”沈啸和他的合作者们试图去寻找炎症的起因。Harrison教授去年2月在接受《Science》杂志采访也曾表示,这是科学界十多年来尚待解答的科学问题。
“犯糊涂”的树突细胞
沈啸和他的研究团队在实验室开始了“断案”过程。
首当其冲的T淋巴细胞没有“供出原因”。从活性、表型等方面看,高血压老鼠的T淋巴细胞,与正常老鼠的T淋巴细胞并无二致。
但是很快,T淋巴细胞的“助手”——树突细胞,“露了马脚”。在全身的多个组织中,科学家发现了异常增多的CD86共刺激分子。
在我们的免疫系统中,T淋巴细胞与树突细胞是一对黄金搭档:T淋巴细胞善于战斗,能特异消灭外来入侵的病毒与细菌;树突状细胞充当助手,协助T淋巴细胞识别“敌我”。如果没有收到危险信号,树突细胞就会让T淋巴细胞先休养生息;而一旦收到来自于损伤或外来入侵的危险信号,树突细胞就会迅速活跃起来,表现之一就是上调表达共刺激因子CD86,动员T淋巴细胞加入战斗。绝大多数的情况下,这一合作精密而稳定。
△树突细胞(左)动员T细胞参加免疫反应
科学家发现:在高血压的机体中,树突细胞犯了“迷糊”,在没有外来病菌入侵、也没有损伤的情况下,树突细胞错误地启动了T淋巴细胞的“战斗”模式。这又是为什么呢?
继续追踪。
“警告分子”ATP
ATP,三磷酸腺苷,有个知名的身份是能量货币分子。ATP为各种生命活动提供直接能量。
“事实上,它还有一个身份是‘警告’分子(alarmin),”沈啸说。
正常状态下,“警告”分子在细胞内从事“正业”,比如DNA从事遗传工作,ATP提供生命能量,血红素参与血红蛋白合成等。
但在特殊情况下,比如细胞破裂时,它们就一股脑儿涌到血浆中,在最后一刻用“身体”向免疫系统发出警报:“危险来了!”沈啸一一排查了有可能成为“警告”分子的物质,他发现:只有ATP的含量超了,超得很厉害。
沈啸的合作者、浙江大医院夏淑医院刘小利主任医师,得到的临床证据与动物实验数据一致:高血压患者的血浆中,ATP的含量有明显的升高。
“这些多余ATP的出现,并不是由于红细胞破裂造成的,高血压病人并未发生溶血。”沈啸解释道,之前发表在《美国科学院院刊》的一项研究指出,红细胞在受到特殊血流动力的影响下,会主动释放ATP到胞外。
△高血压下血液动力学紊乱引起红细胞释放ATP
此时,沈啸眼前终于浮现出一张比较清晰的高血压炎症机制图——
在高血压血液流速与压力改变下,红细胞受到激惹,主动释放出大量ATP“警告”分子,ATP结合到树突细胞后,导致了T细胞的大量异常激活。沈啸认为,这一通路有可能解释为什么高血压会伴有低度炎症产生。
△高血压相关炎症的启动通路与结果
新降压药方向
根据中国疾病预防与控制中心研究团队近期发表在《柳叶刀》杂志上的的报道,影响中国人健康的最主要因素已从上世纪90年代的传染性疾病,转变为以高血压为代表的非传染性慢性疾病。在西方发达国家,三分之一以上成人是高血压患者。
“从前,人们主要是从遗传、饮食、神经内分泌系统、心血管系统等角度去研究高血压,而近10年来,免疫的视角,为我们认识高血压打开了一扇新的窗户。”沈啸说,血压的稳态是通过心血管、自主神经系统、肾脏等的共同调节来维持的,但是炎症的发生,损害了这些系统的调节功能。近年来,越来越多的证据指向异常的免疫激活,是引起血压升高和高血压病理发展的重要因素。
“既然ATP是高血压早期致炎的警告分子,我们或许可以把它作为一个生物标记物,来判断高血压病理发展的严重程度。”沈啸认为,该项研究的另一研究意义,在于它提示了新的药物靶点,例如定向去抑制红细胞过度释放ATP或者抑制树突细胞与ATP的结合。“当然,还需要大量的临床试验去进一步验证。”