1. 引言
动脉粥样硬化(atherosclerosis, AS)，其发生涉及复杂的过程，对AS深入系统的研究始于20世纪50年代，经过长期的研究，人们逐渐认识到：AS是可干预的，是由多种遗传和环境因素共同或相互作用而成。冠状动脉粥样硬化性心脏病(Coronary atherosclerotic heart disease, CAHD)作为常见的一种心血管疾病，在世界范围内占疾病总死亡率的30%左右，是心血管疾病患者最重要的死亡原因。而AS作为其主要病理改变，已有多种假说来解释。虽然人们对AS认识、预防及诊疗方面有了巨大进步，但具体发病机制尚处于探索当中。
2. 动脉粥样样硬化研究的缘起
2.1. 动脉粥样硬化临床症状描述演变
中国古代就有“胸痹”记载，但中医文集中无“动脉粥样硬化”一词。对于AS病理解剖描述，中国最早记载，秦汉以前的《黄帝内经》及《后汉书王莽传》。而西方最早的记录始于1575年，意大利著名解剖学家Gabriel Fallopius的学生Volcher Coiter整理出版Fallopius生前的演讲和他的学生的笔记，其中写到Fallopius观察到他称之为退化成骨样的动脉病理学改变，表明AS钙化病变的存在，这是目前发现的关于AS描述最早的文献(Volcher Coiter. De Avium Sceletis et Praecipius Musculis (Nuremberg, 1575) [1]。1695年，Joseph Conrad Bruner报告在尸检中发现主动脉和其它大血管变硬的病变。1784年法国François Poulletier，首次从胆结石中发现胆固醇，但当时不清除该物质与AS关系如何。1799年CH Parry尸解时发现硬化或骨化的死者冠脉血管内出现一些沙砾样物质，并认为该物质是引起心绞痛的主要原因。之后随病理学发展，1904年，德国Marchand正式提出“atherosclerosis”这一定义；1913年，俄国Nikolai Anitschkow首次进行AS实验性研究，之后关于AS研究才逐渐发展起来。
2.2. 动脉粥样硬化概念的演变
2000多年前，古罗马学者Celsius创立了“粥瘤”(Atheroma)这个术语，但当时指的是脂肪瘤(Fatty Tumour)。1755年，粥瘤被Albrecht von Haller用来描述为动脉内膜观察到的退行性病变。1815年，Joseph Hodgson在提出炎症与AS相关的同时，创立了“atheromatosis”一词以描述脂肪性动脉退行性病变。1829年，法国外科医生和病理学家Jean Lobstein在他的著作《Traité d’Anatomie Pathologique》(1933年出版)中首次使用了术语“Arteriosclerosis”，即“动脉硬化”。1904年，德国Felix Jacob Marchand将存在脂肪沉积且血管硬化的病变命名为“atherosclerosis”。如今，AS和动脉硬化则是不同概念。动脉硬化包含AS、细小动脉硬化及动脉中膜硬化。
3. 动脉粥样硬化研究的主要观点
3.1. 炎症学说
1815年，Joseph Hodgson首次提出炎症可促使AS形成，提示AS是慢性炎症病变。1840年，奥地利病理学家Carl von Rokitansky和现代病理学之父德国病理学家Rudolf Virchow都注意到AS病变中炎症的存在。尽管Rokitansky认为炎症在AS中不起主要作用，但Virchow仍认为AS是因脂质等浸入血管壁导致内膜炎性改变而引起的一种“变形性动脉内膜炎”，并1856年提出AS“炎症学说”。此后Gilbert等1889年通过动物实验支持了炎症学说。但直到1999年Russell Ross重新对AS炎症学说进行综合论述，才开始让学术界重视起来，并成为当今AS主流学说之一。AS不同于一般炎症，是始于动脉血管内膜局部修饰的低密度脂蛋白(LDL)沉积和内皮细胞激活而发生的炎性改变，这也是现有各种药物研究重要的监测指标之一。如以调脂为主的他汀类药物和PCSK9抑制剂，这两类药物，虽也有抗炎作用，但未成为主流。直到20世纪90年代末，随着研究日益深入，特别是2017年CANTOS试验 [2]，为AS炎症学说提供了最为关键的直接证据，至此炎症在AS及其并发症中的作用逐步受到认可。AS炎症过程主要表现为：炎症因子(IL-1、IL-6等)、转录因子(Egr3等)等通过炎症信号通路介导内皮功能紊乱或损伤、斑块生长，并加剧局部细胞凋亡、内皮新生血管形成、斑块破裂、血栓形成等，从而加剧局部缺血及梗死。其中Egr3属于转录因子家族成员，在有害物质、炎症、缺氧、细胞因子等多种刺激诱导下快速生成。研究表明，参与AS炎症过程的IL-1、CRP等炎症因子受Egr3的调控，且Egr3亦能调控JAK/STAT、NF-κB等信号通路。因此，考虑炎症与受Egr3调控的炎症基因的表达水平和产物共同作用导致动脉内斑块形成，但Egr3调控炎症反应和血管新生的分子机制有待进一步阐明。未来，靶向干预Egr3调控AS中炎症反应和血管新生途径，或可延缓及逆转AS斑块发生发展，并为临床提供新的靶向干预方向。同时有研究发现补体系统作为先天性免疫应答反应组成部分之一，也参与AS发生发展过程，如：可经不同途径可促进炎症小体活化、IL-1β分泌，进而导致内皮功能障碍 [3]，因此针对补体成分的靶向药物研究值得我们进一步探索。在后期研究中人们还发现心外膜脂肪组织(EAT)不仅是组织学意义上的脂肪组织，它还在存在心血管危险情况下会转为促炎组织，在心血管疾病(CVD)过程中调节许多病理生理过程进而促进CVD的发展和进展，包括CAD、心力衰竭、心律失常和COVID-19的心血管并发症等 [3]。研究发现，在肥胖、代谢综合征或CAD患者中，心外膜脂肪细胞比健康人分泌更少的脂联素和更多的瘦素。脂联素表达降低会减弱内皮功能并导致肿瘤坏死因子-α (TNF-α)产生增加，从而增加炎症和氧化应激(OS)。瘦素水平的增加促进了单核细胞的粘附、巨噬细胞向泡沫细胞的转化，以及脂肪组织中脂质和炎性细胞因子水平的不利变化。所有这些过程都会导致动脉粥样硬化斑块的发展和不稳定。炎症在动脉粥样硬化中起着至关重要的作用，而EAT作为一种具有促炎特性的组织，对冠状动脉斑块的形成做出了巨大贡献。例如，Mazurek等人表明不论临床变量(糖尿病、体重指数和长期使用他汀类药物或ACE/ARB)或循环生物标志物的血浆浓度如何，都注意到EAT的促炎特性，且目前研究还发现CAD不仅与EAT的厚度和体积有关，还与其脂肪细胞的结构和大小有关 [4]。此外，心外膜脂肪细胞的大小和肥大程度与CAD严重程度相关 [5]。由于EAT影响CVDs的发生和发展，因此EAT亦是心血管患者有前景的治疗靶点。然而，迄今为止未有专门用于EAT治疗的方法。现有研究发现生活方式改变，如抗阻和耐力训练均可降低EATV(心外膜脂肪组织容积) [6]，但依从性仍然是一个问题，因此，关于EATV和功能的调节，药物治疗仍然是一个备受关注的领域。以下四类药物是目前研究发现可影响EAT的药物 [7]：
1) 他汀类药物，Alexopoulos等人证实他汀类药物治疗可降低EATV，在一组420例绝经后高脂血症女性中，强化治疗比中等强度治疗更有效。EATV与降脂作用无相关性。因此，这种效应可能继发于他汀类药物的抗炎作用，这与重度主动脉瓣狭窄患者的EAT报告一致 [8]。
2) PCSK-9抑制剂，Rivas Galvez等显示其他降脂药物前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK-9)抑制剂治疗6个月后EAT厚度显著降低。所有这些数据可能表明，他汀类药物和PCSK-9抑制剂可能至少部分通过EAT发挥其多效性，尽管其潜在作用机制尚未完全了解。
3) 降糖药物，包括噻唑烷二酮类药物、二甲双胍、钠–葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂和基于肠促胰岛素的药物。EMPA-REG和LEADER试验的结果显示，SGLT2抑制剂和胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1)激动剂可通过独立于血糖水平降低的机制发挥心脏保护作用，在该试验结果发表后，人们对抗糖尿病药物的兴趣尤其增加。老药物组(吡格列酮、二甲双胍)也降低了无糖尿病但有胰岛素抵抗或糖尿病前期患者的心血管并发症风险。60多年来，二甲双胍一直是使用最广泛的降糖药物。有证据表明其对糖尿病和肥胖患者脂肪组织的抗炎作用。二甲双胍的抗衰老和抗肿瘤特性均证实了其抗炎作用。同样，吡格列酮显示可减少脂肪组织中的肥大细胞和炎性巨噬细胞。这些特性似乎与糖尿病的存在无关。Ziyrek等人研究显示，二甲双胍单药治疗3个月可使EAT厚度降低10%，二甲双胍与EAT相互作用的确切机制尚不清楚，但似乎可将代谢转变为脂肪氧化并上调产热 [9]。最近已证明其可有效对抗内皮功能障碍。Chen等人报告二甲双胍减少了心外膜脂肪中促炎性细胞因子激活素A的分泌。二甲双胍通过其多效性影响许多心血管疾病的发病机制。二甲双胍作用方式的潜在机制之一是激活具有抗炎作用的单磷酸腺苷活化蛋白激酶。在动物模型中进行的研究表明，SGLT2抑制剂、GLP-1激动剂和二肽基肽酶-4(DPP-4)抑制剂 [10] 在脂肪组织中具有相似的抗炎作用，但需要进一步研究来得出明确的结论。噻唑烷二酮类药物是另一组减轻炎症和EAT释放促炎性细胞因子的药物。在伴或不伴肥胖的2型糖尿病患者中，通过CMR评估，SGLT2抑制剂显示可降低EATV。SGLT2抑制剂还可改善EAT的炎症状态。已证实其可有效治疗HF和内皮功能障碍。该组药物可显著降低体重，作用机制之一是刺激内脏脂肪烧伤。在一项研究中，达格列净导致EAT厚度降低，与体重减轻无关，这可能归因于EAT细胞对胰岛素敏感性的改善和局部促炎趋化因子分泌的减少。虽然SGLT2抑制剂是相对较新的药物，但第一项荟萃分析已经证实其对EAT的有益影响 [11]。最后，基于肠促胰岛素的药物(包括GLP-1激动剂和DPP-4抑制剂)也显示降低EAT厚度(通过超声心动图测量)和EATV (通过CMR评估)。该效应主要与体重下降有关。重要的是，尽管体重减轻，但基于肠促胰岛素的药物并未降低脂肪组织的促炎特性，尽管其在动物模型中抑制了动脉粥样硬化的发展。研究表明，GLP-1受体存在于EAT中，与皮下脂肪组织相反。因此，研究表明GLP-1激动剂通过刺激前脂肪细胞分化、产热和脂肪细胞棕色化影响EAT。DPP-4抑制剂还可降低EAT厚度，并对其炎症状态产生不良影响，炎症状态可刺激心肌纤维化。另一方面，几项研究显示了DPP-4抑制剂的抗炎特性。这些研究表明，这些药物可下调晚期糖基化终末产物受体，激活环磷酸腺苷/蛋白激酶A信号和IL-6生成，并减少ROS生成和细胞间粘附分子-1表达。
4) 抗炎药物，考虑到动脉粥样硬化的炎症合成，三种抗炎药物(如：Canakinumab、甲氨蝶呤和秋水仙碱)在EAT调节中也有有一定作用。Canakinumab是一种人抗白细胞介素-1-β (IL-1β)单克隆抗体，在CANTOS研究中显示可改善超过10,000例有CAD和CRP水平升高病史患者的心血管结局。甲氨蝶呤可降低IL-6、IL-12和TNF-α的促炎作用，并增强IL-10和IL-1受体拮抗剂的抗炎作用。LoDoCo和LoDoCo2研究证实了秋水仙碱在稳定型CAD患者中的疗效 [12]。但到目前为止，还没有研究评估Canakinumab、甲氨蝶呤和秋水仙碱对EAT的影响。
EAT不仅是组织学意义上的脂肪组织，而且最重要的是代谢活跃的组织，在CVD过程中调节许多病理生理过程。在存在心血管危险因素的情况下，EAT的保护特性被破坏，成为促炎组织促进CVDs的发生和发展，EAT的功能可以通过改变生活方式和抗炎药物等来调节，而开发特异性靶向EAT的新疗法可能会彻底改变CVD患者的预后，在EAT中寻找潜在的药物靶点也是我们目前面临的一个令人兴奋的挑战。
3.2. 血栓形成/血小板聚集学说
血栓形成学说，是奥地利Carl Von Rokitansky于1841年提出的，认为动脉壁局部血栓形成造成局部内膜壁增厚，并通过纤维素、多种血液成分沉积及纤维母细胞等使血栓机化而形成粥样斑块。1842年Gulliver在显微镜下首次发现血小板，而“血小板”这一概念则是由意大利J.B.比佐泽罗于1882年首次提出。之后研究者发现血栓中主要的血液成分是血小板，至此血小板聚集学说开始发展起来。还有相关研究认为血脂异常引起血小板活化，进而导致血栓的形成，并且血小板活化还抑制内皮细胞增殖，增强单核细胞的迁移和泡沫细胞形成，反之血小板也可促进脂蛋白的氧化，进而扩展氧化脂蛋白诱导的炎症反应。此外，近现代研究中，人们发现血小板不仅在止血、抗凝、血管损伤修复过程具有相应作用，还介导炎症反应 [13]；促进血小板与炎症相关细胞(如血管EC、VSMC、单核细胞)相互作用 [14]；分泌相关生长因子(如：PDGF；TGF-2；EGF等)或细胞因子(如：IL-1β；CD40L；CD154) [14]；通过产生血小板微粒(PMPs) [15]；分泌可溶性激动剂(如ADP，凝血酶；TXA2)扩大血小板活化作用；促进及稳定血小板聚集；调控SOCS3表达促使巨噬细胞向炎症表型转化；活化血小板某些受体的高度表达(如CD36，属于B类清除剂受体家族)促进血小板结合多种蛋白(如胶原蛋白、血小板反应蛋白和氧化低密度脂蛋白等)；表达5-HT转运蛋白(SERT)和5-HT2受体(5-HT2R)进而在5-HT诱导下凝集等而参与AS发生。随着血小板参与AS分子途径的多方面研究成果涌现，抗凝、靶向血小板(如血小板表面受体，GPⅠb和GPⅥ、整合素αⅡ bβ3；血小板黏附受体P-选择素；G蛋白偶联受体(GPCR)；血栓素α受体(TPα)；蛋白酶激活受体(PARS) 1和4；TLRs；环氧合酶1 (COX-1)、12脂氧化酶(12-LOX)；ADP受体P2Y1和P2Y12等及其相关信号通路成为研究者未来研究的终点方向，但血小板在早期AS中的作用还有待探索。
3.3. 脂质浸润学说
德国Virchow1863年首次阐述脂质浸润学说。认为，AS是血浆脂质水平非正常增多引起，但具体脂质成分不清楚。俄国Nikolai Anitschkow于1913年成功复制出胆固醇所致AS动物模型，但当时认为斑块是衰老的必然结果因此未进一步研究。自1949年Gofman建立超速离心分离人血清脂蛋后，脂质分离技术逐渐成熟，人们通过该技术逐渐发现高胆固醇血症与AS之间有很强的关系，如LDL可由apoB 100与细胞外基质(ECM)作用并在动脉内膜下沉积，从而形成粥样斑块。作为AS核心理论之一，脂质浸润学说直到20世纪70年代一直主导着研究者的研究方向。
3.3.1. oxLDL
最新研究发现，血管内皮细胞破损后，血液中LDL及单核细胞通过破损处进入血管内膜，其中氧化修饰后的LDL被单核细胞分化成的巨噬细胞通过清道夫(Toll)受体家族成员(如：CD-36、SR-A等)吞噬，进而转化为泡沫细胞，并在血管内膜下堆积，最终形成粥样斑块；此外，oxLDL还可激活炎症反应，促进炎症因子分泌，进而使斑块向不稳定性进展；通过促进线粒体活性氧mtROS产生，降低SOD活性，增加Caspase1、IL-18、ICAM1及PYHIN1表达，促进单核细胞与EC黏附；通过促使EC、巨噬细胞、血小板和VCMC等多个细胞，经p53-Bax/Bcl-2信号通路和低密度脂蛋白受体(LOX-1)-ROS-NF-κB诱导ROS过度产生、黏附分子释放及EC损伤；通过对单核细胞的趋化性；促进巨噬细胞分裂增加内膜中滞留；通过刺激SMC产生胶原、促进AS斑块纤维膜扩大；增加基质金属蛋白酶分泌致使纤维帽变薄；通过抑制NO生物利用度，导致内皮屏障破坏；还启动诱导促炎性记忆，增加炎性因子IL-6、IL-8和MCP-1的产生及炎症相关基因启动子表观遗传修饰，进而促进AS发生发展及风险增加。脂质过氧化物(如oxLDL)还会诱导铁死亡而引起炎症反应。高水平oxLDL动脉粥样硬化斑块破裂风险也更大。因此，oxLDL可能具有作为“易损斑块”标志物的潜力，特别是在AS的靶向诊断成像和靶向治疗药物递送中相关 [16]。oxLDL也有可能将治疗性纳米颗粒靶向递送到动脉粥样硬化病变。靶向药物递送到动脉粥样硬化斑块的报道很少，然而迄今为止，还没有直接靶向oxLDL的报道。尽管在临床前研究中靶向oxLDL具有一定的前景，但临床转化的挑战仍然存在，包括确定最合适的杂交成像靶标、分子探针的安全性和免疫原性以及靶向药物的选择。
3.3.2. HDL
高密度脂蛋(HDL)除参与胆固醇逆转运(RCT)外，还参与抗炎、抗氧化、抗血小板聚集、抗凝血、保护内皮细胞完整性、抗凋亡、血管舒张等过程，其他有益作用包括HDL能够减少内皮粘附分子(血管性血友病因子和血小板活化因子)的生成，并通过刺激内皮产生前列环素和一氧化氮(NO)促进血管舒张和内皮增殖，从而减少炎性细胞浸润并维持内皮细胞的稳定。HDL还可抑制在氧化磷酸脂质和胆固醇中起主要作用的脂质氢过氧化物的生成。此外，HDL含有几种抗氧化酶，包括对氧磷酶(PON)或血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH)。这些酶可减少oxLDL的形成，导致oxLDL在血管壁的沉积减少。Johansson等人报告称，HDL分为大(9.4至14 nm)、中(8.2至9.4 nm)和小(7.3至8.2 nm) HDL颗粒，且大HDL颗粒(9.4~14 nm)与冠状动脉疾病风险呈负相关 [3]。相比之下，其他研究表明，只有具有圆盘状或成熟球形HDL的小直径颗粒(7.3~8.2 nm)才能有效清除胆固醇并增强抗氧化和抗炎功能，而大直径HDL的效果较差，需要进一步的研究来明确亚型和不同大小的HDL在动脉粥样硬化发生中的作用。尽管存在这些差异，但普遍认为HDL颗粒具有抗AS作用。多项研究证明，HDL抗AS特性与其结构成分亦密切相关，包括载脂蛋白A-I (ApoA-I)、载脂蛋白J (ApoJ)、载脂蛋白E (ApoE)、PON、谷胱甘肽过氧化物酶和PAF-AH。
1) ApoA-I
ApoA-I是HDL的基本蛋白，表现出多种抗氧化功能。ApoA-I通过与ATP结合盒(ABC)A1转运蛋白(ABCA1)相互作用，协助胆固醇从血管巨噬细胞和外周组织中排出。ApoA-I还收集并清除LDL脂质氢过氧化物和过氧化物，这些物质可氧化LDL的磷脂部分，从而通过降低oxLDL减缓动脉粥样硬化的进展 [3]。ApoA-I还可以与胆固醇酯转运蛋白(CETP)结合，触发卵磷脂–胆固醇乙酰转移酶(LCAT)，促进RCT过程加速外周胆固醇回到肝脏，从而达到抗动脉粥样硬化作用 [3]。LCAT还可以将新生的盘状HDL转化为成熟的球形HDL颗粒。
2) ApoE
ApoE是HDL的另一个关键组分，表现出血管保护作用。据报道，它是从动脉粥样硬化病变中分离出的HDL中最丰富的蛋白质 [3]，表明ApoE在AS病理生理学中的重要作用。Song等人报道称，与正常对照相比，ApoE基因敲除小鼠肝脏产生的HDL较少，RCT相关基因(ApoA-I和ABCA1)表达和翻译明显减少，这可能导致外周胆固醇清除不足，导致AS发展加速。同样，Kypreos等人报道称，在小鼠中，ApoE通过与ABCA1相互作用促进HDL生物合成，与ApoA-I无关。与不含apoE的HDL相比，富含ApoE的HDL在大小扩张和收缩方面具有活性，并迅速从循环中清除 [16]。而在无ApoE的HDL中未观察到RCT中保护AS的这些途径和关键代谢步骤。尽管HDL在抑制或减缓动脉粥样硬化中具有普遍接受的作用，但HDL的一些成分可能加速AS。载脂蛋白C-III (ApoC-III)就是一个例子，因为Allyson等人2018年已经表明，与缺乏ApoC-III的HDL相比，具有ApoC-III的HDL与CVD风险升高相关。含ApoE的HDL通常可预防心血管风险，但HDL中的ApoC-III否定了ApoE对HDL代谢的有益作用以及与心血管疾病的关系 [16]。
3) ApoJ
ApoJ又称clusterin (CLU)，是一种多功能蛋白，与ApoA-I和ApoE一样，ApoJ促进从外周组织到肝脏的RCT，加速巨噬细胞泡沫细胞的磷脂和胆固醇输出。它还参与与脂质转运和血管平滑肌细胞分化、免疫系统调节、氧化应激 [17]、细胞粘附、凋亡细胞死亡、细胞周期调节和组织重塑相关的多种生理过程。重要的是，ApoJ可预防AS的发生。
4) PON
PON (对氧磷酶)是一种与HDL相关的钙依赖性酶，可抑制LDL氧化和LDL诱导的单核细胞趋化活性，保护HDL免受氧化，从而产生抗动脉粥样硬化作用 [3]。研究表明，PON活性低的个体暴露于氧化应激升高，导致ROS产生过多，加重动脉粥样硬化内皮损伤、oxLDL形成和脂质沉积，从而促进AS发展过程。PON还可利用ABC A1转运体刺激HDL介导的巨噬细胞胆固醇外流介导动脉粥样硬化病变。最后，GPX抑制与完整脂蛋白相关的磷脂和胆固醇酯的氢过氧化物，有效根除体内自由基，保护内皮免受氧化损伤，减少脂质浸润，从而在一定程度上缓解AS病理变化。
5) 功能失调HDL
传统认为，HDL水平的升高可以降低发生动脉粥样硬化的风险。新的证据表明，HDL水平与发生AS的风险呈正相关，升高HDL水平可增加发生AS的风险。2006年ILLUMINATE临床试验使用新型选择性胆固醇酯转运蛋白(CETP)抑制剂Torcetrapib改善ASCVD患者的HDL血浆水平，结果显示全因死亡率随HDL水平升高而增加。Navab等人表明在动物模型中，血浆HDL水平升高可能导致AS的侵袭性发展。其他研究支持HDL可能并不总是具有抗AS作用 [3]。而上述矛盾的结果可能与新发现的功能失调性HDL有关，后者是继发于氧化修饰的结构和功能改变所致。此外，HDL结构和组分的异质性，包括是否存在蛋白(如ApoC-III)，可能导致其功能变化和对AS发展的影响。许多途径可产生功能失调的HDL，包括HDL的铜氧化。铜氧化HDL刺激ROS通路增强炎症，促进内皮细胞凋亡，诱导载脂蛋白的氧化，均可增加发生AS的风险。HDL的氧化修饰还通过多种其他酶途径发生。基质金属蛋白酶(MMP)家族的几个成员可以裂解HDL的ApoA-I，破坏泡沫细胞的胆固醇外流。活化吞噬细胞产生的髓过氧化物酶(MPO)作用于HDL，降低HDL的抗动脉粥样硬化特性。与HDL的铜氧化相反，MPO可能通过次氯酸(HOCl)氧化HDL，但确切机制需要阐明。MPO修饰的HDL通过破坏HDL与清道夫受体-BI (SR-BI)的结合来抑制胆固醇外流。MPO还生成酪氨酰自由基，导致脂质过氧化和脂蛋白交联，从而降低正常HDL的RCT能力，促进内膜下空间胆固醇沉积。其他改变HDL和破坏胆固醇外流的酶包括类胰蛋白酶、糜酶、内皮脂肪酶和多形核(PMN)衍生酶。类胰蛋白酶可水解HDL颗粒中的ApoA-I，从而损害ApoA-I介导的泡沫细胞胆固醇外流。同样，糜酶降解HDL的载脂蛋白，导致HDL氧化，从而通过ABC A1转运蛋白减少胆固醇外流。内皮脂肪酶通过升高非酯化脂肪酸和溶血磷脂酰胆碱损害胆固醇外流。同时，来源于PMN的弹性蛋白酶通过产生ROS损害胆固醇外流。急性期蛋白，包括血清淀粉样蛋白A (SAA)和sPLA2，也可在功能失调性HDL的形成中起主要作用。SAA与HDL结合，导致HDL进入质膜的途径受损，从而降低胆固醇外流。SAA还可以阻断HDL相关酶，如PON和PAF-AH，使其抵抗LDL氧化的能力失效。sPLA2水解HDL磷脂，导致胆固醇外流中断。尽管HDL水平升高，但1型糖尿病患者通常伴有重度动脉粥样硬化，这可能与糖基化增加促进ROS产生、氧化和抑制NO系统，引起HDL结构改变和功能紊乱有关。Ferretti等人研究了在高血糖条件下孵育HDL对脂质组成和PON活性的影响，结果显示糖化HDL极性的改变影响HDL相关的PON活性，这可能有助于加速糖尿病患者的AS进展。Hedrick等人在体外用或不用25 mmol/L葡萄糖孵育人HDL (5 mg蛋白)，发现体外糖化HDL不抑制oxLDL诱导的单核细胞粘附于内皮，并引起PON活性降低40%。他们还发现，与非糖尿病受试者相比，II型(非胰岛素依赖型)糖尿病和动脉粥样硬化患者的PON活性降低40%。基于这些结果，他们提出功能失调的糖化HDL可能有助于II型糖尿病患者AS的加速发展。综上所述，多种途径可形成功能失调的HDL，但研究仅限于体外和动物研究。因此，HDL修饰(HDL功能失调)在人类健康和疾病中的意义仍不清楚。
6) ApoB
在既往研究中，人们还发现，VLDL、LDL、脂蛋白(a)和乳糜微粒有助于胆固醇沉积在动脉壁中，从而导致AS进展，但值得注意的是，所有这些颗粒均含有载脂蛋白B (ApoB)。小鼠模型肝脏中ARL15 (二磷酸腺苷核糖基化因子(ARF)家族成员)的过表达也显示通过增加ApoB水平导致高胆固醇血症。高胆固醇血症是导致AS的主要风险因素。尽管事实上循环中约90%的ApoB颗粒驻留在LDL颗粒中，但由于其能够预测致AS风险(比其他标志物如LDL-C和HDL-C更准确)，因此ApoB在动脉粥样硬化研究中越来越受到关注 [3]。孟德尔随机试验显示，胆固醇酯转运蛋白(CETP)抑制剂的临床获益反映了由ApoB而非LDL-C测定的循环LDL颗粒的减少。
7) Lp(a)
脂蛋白a (Lp(a))，由Berg等1963年首先发现，是肝脏产生的一种循环脂蛋白，与AS有关，鉴于Lp(a)与LDL的相似性，其可能以相似的方式诱导AS形成。Lp(a)可通过触发内皮功能障碍、诱导平滑肌增殖和促进巨噬细胞泡沫细胞形成促进AS的发展 [3]。迄今为止，还没有靶向Lp(a)的药物获得临床批准。他汀类药物对Lp(a)水平的影响极小，事实上一些患者的Lp(a)水平反而升高。同样，烟酸、雌激素和PCSK9抑制剂仅使Lp(a)小幅降低(20%~30%)。Lp(a)显著降低所需的预计水平应 > 50%，现有药物符合该阈值，仍然有机会开发出可能达到这一治疗阈值的靶向Lp(a)的新药。尽管人们越来越认识到Lp(a)的重要性，但Lp(a)的测量仍然缺乏标准化。此外，Lp(a)在AS中的具体作用机制仍不明确，越来越多的证据也表明，Lp(a)可以作为AS诊断的生物标志物，并可能成为一个新的治疗靶点。
3.3.3. 神经酰胺
神经酰胺与AS发生有关，表现为主动脉斑块中的神经酰胺浓度显著较高。在家族性高胆固醇血症患者中，LDL聚集体的大小取决于神经酰胺浓度。胆固醇、甘油三酯和载脂蛋白B-100蛋白与神经酰胺浓度呈正相关。此外，对161例冠状动脉疾病患者的肠道菌群进行多组学分析发现，肠道微生物可能通过调节神经酰胺的代谢影响AS的发生 [18]。神经酰胺已被确定为AS的亚临床标志物，并可用于评估超过标准风险因素的动脉粥样硬化性CVD风险。oxLDL是AS病变中的主要脂质。血浆oxLDL水平升高是AS的关键风险因素，内源性神经酰胺可促进oxLDL跨内皮细胞转运，并促进其保留在血管壁内皮中。通过酸性鞘磷脂酶抑制剂地昔帕明(DES)和神经酰胺从头合成抑制剂(myriocin)减少内源性神经酰胺的生成可显著抑制oxLDL的跨细胞效应。神经酰胺还可通过损害巨噬细胞对聚集LDL (agLDL)的消化来促进泡沫细胞的形成。内皮细胞瘦素抵抗导致血管内皮功能障碍，这标志着动脉粥样硬化的发生，酸性鞘磷脂酶的下调可改善内皮瘦素抵抗和AS。神经酰胺在血流诱导扩张(FID)介质从一氧化氮(NO)向线粒体源性H2O2的转变过程中也发挥着不可或缺的作用，通过myriocin抑制神经酰胺的生成可使FID介质恢复为NO，提高NO生物利用度，逆转AS。AS是血管壁的慢性炎症，已证明神经酰胺可促进IL-6和CRP生成，而IL-6和CRP在AS过程中具有直接促炎作用。TNF-α在内皮细胞中组装，导致内皮功能障碍。TNF-α是内皮细胞神经酰胺蓄积的重要因素。伴随活性氧(ROS)，TNF-α通过激活中性和酸性鞘磷脂酶刺激神经酰胺形成。此外，C2-神经酰胺(一种高细胞渗透性神经酰胺类似物)已被证明可刺激人脐静脉内皮细胞表达TNF-α。神经酰胺和TNF-α可能通过这一恶性循环增强炎症对动脉粥样硬化的影响。通过对参与神经酰胺合成和降解的酶进行药理学和基因修饰来降低神经酰胺水平正成为新策略。但目前还存在以下问题 [19]：首先，尽管脂质组学和质谱分析已经确定了血浆神经酰胺与心脏代谢功能障碍之间的关系，但仍缺乏多中心流行病学调查来进一步验证不同类型神经酰胺在预测主要心脏不良事件中的作用。其次，降低神经酰胺水平有助于阻碍代谢性CVD的发生和进展。然而，Sptlc2的两个等位基因的心脏特异性缺失导致心脏发育异常。神经酰胺对心脏发育的影响不同于对代谢性心脏病的影响，因此在CVD中神经酰胺具有多种作用。第三，神经酰胺的具体方式尚不明确。例如，尽管已经确定了几种机制(包括炎症和内皮功能障碍)来解释神经酰胺在AS中的作用，但它们不能解释神经酰胺耗竭的所有益处。ROS积累、线粒体自噬、内质网应激等，也可能有助于神经酰胺减少的保护作用。因此，有必要探索神经酰胺的潜在机制。最后，还有试验，提示神经酰胺通路相关酶的基因多态性与CVDs之间有联系，然而，关注遗传关联的研究仍处于起步阶段。此外，rs267738与啮齿类动物的代谢显著相关，但不足以影响冠状动脉疾病受试者的血清鞘脂谱。这一发现强调了啮齿类动物和人类之间的差异，这表明研究人员应该关注啮齿类动物研究向人体的转化。一般而言，尽管仍有问题有待进一步研究，但大量证据证实了神经酰胺在CVDs发生中的至关重要的作用。而将神经酰胺作为核心监管靶点对对抗心血管疾病具有广泛潜力。
总的来说，HDL在AS发生发展中具有重要保护作用。但以升高血液HDL水平作为抗AS药物策略的研究缺屡遭失败，如胆固醇酯转移酶抑制剂类药物和烟酸受体激动剂的失败，提示单纯升高血液HDL为抗AS不可行。HDL由载脂蛋白(ApoA-Ⅰ和ApoA-Ⅱ)、胆固醇与调节因子组成，ApoA-Ⅰ与AS和冠心病发病负相关，作为AS保护要素之一，在胆固醇逆向转运中发挥重要作用。而参照重组ApoA-Ⅰ研发的ApoA-Ⅰ模拟肽及HDL模拟肽，因良好的抗AS作用而成为未来潜在的抗AS药物之一。同时针对当前对脂蛋白及相关载脂蛋白的研究，及对提高疗效和安全性的需要，实现治疗精准性，人们对靶向脂蛋白代谢的新策略越来越感兴趣，并且出现了以下六类靶向治疗方法 [19]：单克隆抗体(mAb)、疫苗(Vaccine)、基因疗法、病毒介导的基因治疗、基因组/碱基编辑技术、脂蛋白靶向递送。虽然这些新疗法治疗AS的潜力，但在转化为临床研究之前，仍需在临床前大型动物模型中充分评价长期细胞毒性和治疗作用以及临床相关剂量。
3.4. 平滑肌细胞克隆/单克隆/致突变学说
1973年美国E.P. Benditt提出平滑肌单克隆假说，该理论认为，AS斑块内的平滑肌细胞(SMC)是由一个突变的SMC的子代细胞迁入内膜后增殖所成。Benditt等通过检查杂合子黑人妇女正常主动脉及斑块后亦提出AS是单克隆细胞来源。近年来，人们发现血管平滑肌细胞(VSMCs)在AS中作用复杂。AS早期，异常增殖的VSMCs促进AS斑块形成；而在晚期，VSMCs则稳定斑块。而且研究者还发现，在AS中SMC有不同的类型，且成熟型VSMCs可从收缩表型转为合成表型，而VSMCs表型转换与AS进展有相关性，不同类型的VSMCs在AS不同阶段作用亦不同。如：VSMCs合成型表型(淋巴组织构建细胞(LTo)样细胞 [20]、成纤维细胞样细胞、成骨样细胞等)参与AS脂质核心及钙化灶的形成 [21]，而且合成表型VSMCs增殖和迁移功能增强，同时还可通过合成及分泌细胞外基质(如Ⅰ/Ⅲ型胶原、MMP2/9等)促进斑块形成。巨噬细胞样细胞可通过释放促炎性细胞因子(如TGF-β、IFN-γ及MCP-1等)激活白细胞并损伤血管EC，还促进免疫细胞聚集于损伤部位。成骨样细胞通过表达多种成骨转录因子(如Cbfa1(又称Runx2)、Osterix、Msx2、Sox9)促进成骨和软骨生成，且可产生大量的基质小泡为钙化提供核位点，进而参与AS钙化形成。因此了解斑块内VSMC不同表型，明确表型转换的调节因子、信号通路等具体机制，有利于深入探索VSMCs在AS中的作用。尽管研究显示SMC促炎表型转化参与AS进展，但目前仍缺乏特异性药物进行靶向治疗。
3.5. 受体缺失学说
LDL受体(LDLR)主要位于动脉壁、肝等组织胞膜表面。Brown和Goldstein于1973年首先在人纤维母细胞上发现LDLR。血浆LDL与受体结合后被吞入细胞，随后融入溶酶体。LDL可被溶酶水解为氨基酸，而胆固醇酯则被水解为脂肪酸、游离胆固醇。后者通过抑制内质网HMG CoA还原酶；激活内质网ACAT活性；抑制LDLR蛋白质合成等调节胞内胆固醇代谢。而且LDLR数量越少，LDL清除越少，最终血浆LDL升高。家族性高胆固醇血症是LDLR功能缺陷致血浆LDL水平异常升高的一种常染色体显性遗传病，并多在早年因冠心病死亡。近些年研究中，如Adekunle Alabi等发现，在小鼠体内试验中促进LDLR分裂，可加速机体AS发生。蒋琬姿等 [21] 发现，LDLR基因突变可导致LDLR的功能和活性发生变化，致使血浆LDL-C浓度升高。也有研究者对巨噬细胞SR-A1受体及肝脏SR-BI受体进行研究，表明SR-A1对泡沫细胞的形成、炎症介质的释放和血栓形成有一定作用。且肝脏SR-BI在RCT、HDL代谢、调节血管壁细胞胆固醇平衡、HDL起始信号传导、抗炎等多种和AS相关生理病理过程，是AS治疗的重要潜在靶点。
3.6. 损伤应答学说
Ross R.等，1973年首次提出损伤反应学说，指出AS起始是各种危险因素造成的动脉内膜损伤，后来球囊导管内膜剥脱试验验证了这一说法。然而，1975年Silkworth等发现，饮食诱导的AS模型早期病变亦存在内膜损伤或血小板粘附。随着对EC认识不断深入，内皮细胞功能障碍(ECD)被引入AS研究，ECD是指多种因素(如NO生物利用度下降、血管氧化应激、炎症反应、血管老化及血流动力学等)作用于血管内皮细胞(VECs)导致分泌功能紊乱(如内皮–间质转化)，最终打破血管稳态。ECD有利于oxLDL浸润至内皮下层，且分泌大量黏附因子招募白细胞和单核细胞至血管壁，引发局部炎症反应，进一步引起局部AS斑块形成，因此，ECD也被认为是AS早期病变特征。也有研究发现ECD不止参与AS早期病变，还参与整个AS的发展过程，其主要机制为：血管ECD发生后，在各种病理因素持续作用下，EC形态及结构改变，导致局部血管内皮结构不完整，之后通透性增加，再接下来随损伤持续进行，MCP-1及黏附分子开始异常表达，单核细胞等迁移及粘附于血管内皮，随后分化为巨噬细胞，巨噬细胞吞噬脂质后转为泡沫细胞，最终局部血管壁呈慢性炎症增生；或者在VECs表面产生并累积活性氧，致使eNOS表达下调，NO合成减少，随之局部血管发生OS；还可通过产生多种细胞因子与细胞膜表面受体结合，激活JAK/STAT通路，使SOS激活，活化的SOS再激活PI3K-AKT通路促进NF-κB、TNF-α表达，进而调节OS和炎症反应。且研究还发现内皮细胞激活或凋亡时会释放出内皮细胞微粒(EMPs)，其可影响内皮功能、炎症反应、血管生成、金属基质蛋白酶(MMP)等参与AS形成。并且内皮细胞焦亡还可促进黏附因子的表达触发单核细胞黏附 [22]；促进脂质斑块形成；参与内膜损伤及修复过程而影响AS发生发展。总的来说，VECs在AS起始和发展过程均有重要作用，除常规抗炎、抗氧化、增加NO生物利用度治疗AS外，近年来相关研究发现 [23] 血小板膜包覆的介孔硅纳米颗粒(PMSN)，其有血小板细胞膜包裹在人工合成的纳米颗粒表面所形成，是一种继承血小板膜各种成分，如糖蛋白受体、细胞粘附分子等，从而具备靶向多种疾病位点的能力的一种新型治疗材料，该材料对损伤血管有特异性粘附作用，具备血小板膜蛋白长时间循环和主动靶向性特点，对各种因素引起的血管内膜损伤具有一定修复作用，可能成为未来AS预防及治疗的研究方向之一。
3.7. 氧化应激学说
1983年，Steinberg等提出AS氧化学说，认为氧化应激(OS)可损伤血管内皮功能和诱导泡沫细胞形成促进AS，该过程中产生的ROS和oxLDL被认为是关键步骤。近现代研究发现，ROS和活性氮(RNS)增多可引起OS发生，而氧化和抗氧化作用长期失衡会导致血管内皮重塑、组织损伤，最终引起AS。大量研究显示，在EC、VSMC和巨噬细胞中，线粒体功能紊乱和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(NADPH/NOX)均可引起体内ROS生成过多，并通过多种途径造成EC功能受损、VSMC增殖迁移、巨噬细胞泡沫化和炎症反应，从而加速AS的发展 [22]。此外，转录活化因子、ICAM-1和VCAM-1、碱性成纤维细胞生长因子、血小板生长因子、缺氧复氧及缺血再灌注损伤等因素可以激活OS反应，调控EC功能、VSMC增殖迁移、缺血再灌注损伤以及炎症反应，促进AS的形成与发展。并且OS除对直接损伤VECs外，还可通过影响血管壁细胞转录因子(如：AP-1和NF-κB)来调节血管壁基因表达，参与AS发生发展。总之，生理情况下，适当OS具有保护作用；而线粒体功能紊乱和NADPH生成过多则可促使ROS生成过多 [24] 及抗氧化酶活性降低，细胞内DNA、RNA、蛋白质以及脂质等被过氧化损伤，引起ECD、VSMC迁移和增殖、巨噬细胞免疫炎症等病理反应。近现代研究发现，在线粒体与ROS关系方面发现，线粒体的sirtuins，属于线粒体去乙酰化酶，其中特别是 [25] 线粒体SIRT3、4和5驻留在线粒体基质内，它们参与代谢反应、能量产生、抗氧化途径、细胞凋亡和自噬的调节，从而促进线粒体稳态，进而控制细胞代谢和ROS稳态来影响心血管健康，它们的失调与CVD有关，其中SIRT3和5刺激能量产生和抗氧化途径，从而保护心血管系统，特别是在代谢和OS过程中。相反，SIRT4的数据则显示了相反的结果。一方面，SIRT4似乎对心血管系统有不利影响，主要是增加ROS的产生；另一方面，保护心脏细胞免受缺血，以及一些致动脉粥样硬化和炎症损伤。此外，SIRT4在调节代谢中具有关键作用。SIRT4的这一双面性是一个有趣的进化悖论，可能反映了代谢控制的复杂性，代谢控制必须整合不同的营养状态和不同的器官功能。而且饮食干预，以禁食和热量限制(CR)的形式，已被证实可以调节sirtuins和促进心血管健康，其中营养有效性降低可增强SIRT3和SIRT5，抑制SIRT4活性，相应的营养过量导致SIRT3和SIRT5的减少，SIRT4活性的增加。这说明将大量关于线粒体sirtuins天然或合成激活剂对抗CVD的证据转化到临床实践中是非常必要的。事实上，几种调节剂(如Sirtuin抑制剂、Sirtuin激活剂)已经获得专利，一些临床试验已经完成或仍在进行中。总之，线粒体sirtuins处于CVD中几种ROS介导的发病途径的十字路口，激活剂/抑制剂对线粒体sirtuins的靶向调节可能在未来提供一种治疗CVD的可能的新型营养或药理学策略。
3.8. 免疫反应学说
1999年，Janeway首先提出免疫反应学说，认为固有免疫对适应性免疫具有指导和调控作用，并提出抗原递呈细胞具有连接固有与适应性免疫桥梁作用。2001年Hansson提出，AS是由固有免疫反应导致，通过效应细胞(如：单核/巨噬细胞、NK细胞、树突状细胞、肥大细胞、B1细胞等)及炎症介质、补体等效应分子，使血管产生免疫损伤，最终导致AS。近代研究发现 [26]，免疫失衡反应对AS发生发展，既可促进，也可抑制。并且作为固有免疫一部分的补体系统，其部分补体成分具有双重作用。如，补体蛋白 C1q 既可导致AS和也可低抗AS形成；C3通过与受体结合或形成非蛋白水解中间体，参与As晚期血栓形成；C3a、C5a与相应受体结合后，经不同途径可促进炎症小体活化、IL-1β分泌；C5b-9补体复合物可致内皮功能障碍。随着AS免疫炎症学说兴起，各种病原微生物如肠道菌群失调、巨细胞病毒、肺炎衣原体(Cpn)、牙周菌等对AS影响的研究日益增多，其中肠道微生态失调，已被证明 [27] 通过几种途径有助于动脉粥样硬化性心血管疾病(ACVD)的发生。肠道稳态的破坏与免疫过程的激活和全身炎症有关。肠道菌群产生几种代谢产物，如三甲胺(TMA)，用于产生促动脉粥样硬化代谢物三甲胺-N-氧化物(TMAO)。在小鼠模型中，抑制产生TMAO的细菌可减少饮食-胆碱增强的动脉粥样硬化的发生。此外，TMAO前体胆碱和肉碱与RCT减少相关。同时，TMAO升高本身可能会加重高脂肪西方饮食消费者的许多症状，包括胰岛素抵抗。短链脂肪酸(SCFA)，包括醋酸盐、丁酸盐和丙酸盐，以及肠道菌群产生的某些胆汁酸(BA)导致炎症消退和动脉粥样硬化形成减少。抑制SCFA的产生也会导致肠道炎症、肠道屏障完整性下降、免疫耐受降低、对外来病原体的保护力下降等严重问题，也可引起肝脏胆固醇合成失调、巨噬细胞向促炎表型极化和动脉粥样硬化斑块稳定性降低。目前降低ACVD新策略包括应用营养保健品如白藜芦醇修饰胰高血糖素样肽1(GLP-1)水平、补充益生菌以及给予益生元SCFAs和BA，但摄入产生益SCFAs的益生菌与抗生素类似，长期使用可能产生不必要的副作用，因此需要更好的选择靶向上调或下调的特定细菌。总之，研究肠道菌群及其代谢产物与宿主免疫系统之间的关系，可以对ACVD发生、预后因素和治疗起到一定推动作用。
3.9. 剪切应力学说
剪切应力学说是1973年基于Ross提出的损伤反应理论发展而来，但该理论不能解释为何血管分叉处更易形成斑块。临床及人体尸检研究亦发现，AS好发于动脉血管分叉处、分支点、高曲率区、血管狭窄处等部位。这些位置存在复杂的血流模式(包括低流量、流动分离、剪切梯度、流动逆转、湍流，通常都归类为“扰动流”一词)，其对血管壁冲击力增强，且该位置承受较大的切应力，容易损伤血管内膜，并利于脂质沉积和血小板聚集。在随后一些实验研究中发现，血管壁切应力变化、血流形态异常(如：非层流转改、边界层血流分离、湍流等)均与AS有关，如切应力可影响内皮功能、内皮间质转化及内皮细胞(EC)基因表达；影响VSMC迁移、增殖、表型转化；影响EC、VSMC凋亡；影响EC、巨噬细胞、SMC自噬障碍；引起局限性脂质浓度极化，并在动脉高压作用下渗入动脉管壁进而沉积于动脉壁内导致AS形成。还有研究认为，低水平切应力(LSS)可诱导AS产生，而生理水平切应力则起保护作用。结合现有研究 [28]，总的来说剪切力学说是可以理解为反应细胞(如EC)感知机械力刺激，并将其转为生物化学信号，通过相应力学反馈机制(如：黏附蛋白、G蛋白、离子通道、酪氨酸激酶受体、细胞膜穴样凹陷(可参与胆固醇转运、信号转导等)、初级纤毛、细胞骨架等)调节EC增殖、分化、迁移和凋亡等，进而影响AS发生进展。
3.10. 干细胞/祖细胞学说
该说认为，AS是多种危险因素影响血管干细胞生长、分化和存活，而血液和血管壁干细胞可修复EC。20世纪90年代，Asahara等首次发现内皮祖细胞(EPCs)。随后其他类型的血管祖细胞(如：平滑肌祖细胞SMPCs、内皮祖细胞、间充质干细胞MSCs、周细胞)也陆续被发现，但由于当时条件限制，无法直接证明祖细胞来源。而近年来，转基因小鼠模型的建立使EPCs理论得以证实。随着传统遗传谱系追踪技术、双同源重组技术、单细胞测序技术等出现，人们对各祖细胞来源有了一定的认识，如以前被认为巨噬细胞的细胞中，实际上有1/3左右来源于SMC，而非来源于髓样细胞。这些干细胞在化学或机械等病理性刺激下被动员，通过增殖、迁移、分化为参与血管重塑相关性疾病病理过程的各类新生细胞(如 EC、VSMC或其他类型细胞)，参与内皮修复、中膜增厚、新生内膜形成等过程，并且其旁分泌系统亦发挥调控作用，如调节细胞的迁移与分化、增殖与凋亡及改变斑块内免疫细胞组成、炎症和脂质水平作用来影响AS进展。其中SMPCs近年来在心血管疾病中的作用已在多项研究中得到证实 [29]。表达Sca-1标记物的外膜祖细胞已被广泛研究。这些祖细胞除了调节血管稳态和病理重塑外，还与AS的急性血管损伤密切相关。最初，Sca-1 + 和c-kit + 外膜祖细胞被发现可分化为vsmcsandin参与静脉移植物损伤的形成。2018年一项研究将GFP-Sca-1 + 祖细胞植入结扎手术后的小鼠外膜，发现它可以显著减少斑块形成。而对于MSCs，一项研究证实外膜中的Gli1 + MSC样细胞分化为VSMCs (血管平滑肌祖细胞)，当动脉粥样硬化发生钙化时，Gli1 + 细胞向成骨细胞分化。此外，层流剪切应力扫描激活骨髓间充质干细胞的Wnt信号通路，促进β-catenin核转运并激活层流剪切应力下的旁分泌因子。许多实验模型证实了MSC治疗对AS的保护作用。MSC产生Tsg-6、IL-10、NF-κB、MMP能抑制AS斑块形成，调节斑块细胞成分和修复内皮损伤，均能有效促进斑块稳定性，且现在MSC移植也成为AS治疗方向之一。总之，与内皮损伤发应理论的不同在于干细胞学说强调了血管损伤后的修复作用，这种假说给研究者提供了一种新的思路，除减少血管内皮损伤外，还可通过外源性EPCs及恢复骨髓产生EPCs功能来修复血管，这亦有可能是一个有前景的临床治疗靶点。
3.11. 同型半胱氨酸学说
Vincent du Vigneaud于1933年首次分离出血浆同型半胱氨酸(Hcy)。1969年，美国Kilmer Mc Cully发现，两名患有高胱氨酸血症儿童均存在AS病理特征，由此得出血浆Hcy高可能是早期血管疾病潜在原因。且许多病例对照研究和荟萃分析的大量数据也支持高同型半胱氨酸血症与血管疾病(如：高血压、冠心病等)关联，因此AS同型半胱氨酸学说开始日益流行起来。在近现代研究中人们逐渐认识到Hcy引起AS的机制主要包括 [30]：引起脂质代谢紊乱、促进血管EC损伤和凋亡、抑制纤溶、促进血小板聚集、激活炎症因子、引起脂质蓄积、促进VSMC增殖、造成NO通路障碍(抑制NO的生成)、引起OS反应、引起免疫反应等，还可通过改变SAM/SAH的动态平衡，导致DNA甲基化或高甲基化，通过表观遗传机制影响AS疾病的进展。此外，高水平的同型半胱氨酸可导致雌激素受体-α (ER-a)基因启动子区的高甲基化，而ER-α被认为是调节对EC和SMC有益雌激素作用的人类动脉粥样硬化保护基因 [31]。这些机制彼此相互联系、作用，从而导致AS发生发展。虽然Hcy的水平受营养供应水平的影响，如一碳单位供体营养叶酸，但目前尚无明确证据表明高同型半胱氨酸血症的治疗改变了甲基化过程，并对CHD有确切的疗效。
3.12. 精氨酸学说
L-精氨酸(L-Arg)是血管EC合成NO的前体，NO生物学作用包括：扩张血管，抑制白细胞与内皮细胞粘附、抑制PLC聚集粘附，抑制VSMC增殖、降低LDL合成、抑制LDL氧化、促进HDL合成、调节凝血/纤溶功能等。而NO的发现与硝酸酯类药物的研究密不可分。1847年，意大利Ascanio Sobrero发现治疗心绞痛的特效药物硝酸甘油，当时不了解该药治疗心绞痛的具体原因，后来这种易爆且非常不稳定的物质又被瑞典Alfred Bernhard Nobel研制成安全炸药。1980年Furchgott和Zawadski首次发现，被它们命名为内皮细胞衍生舒张因子(EDRF)的物质对血管有舒张反应作用。而Palmer于1987年则证实EDRF即NO，且后来证实硝酸酯药物也主要通过此物质起作用。1988年Richard MJ等人证明，L-Arg是血管EC合成NO的前体。但硝酸甘油缓解心绞痛机制，直到一百多年后，在医学家Robert F.Furchgott等人的共同努力下才揭开，并获得1998年诺贝尔医学奖。该机制具体内容是硝酸甘油在体内经代谢，代谢为NO，而NO则在舒张血管作用中起“信使”作用，从而改善血液循环。近现代大量研究还发现，NO也是体内重要的效应分子及免疫调节分子，且NO利用度降低、合成减少或其信号通路功能紊乱等均可影响AS发生发展。
3.13. 表观遗传学说及基因调控学说
Zdravkovic S等于2002年对20,966对同卵双胞胎研究发现，遗传基因在心血管不良事件(CVD)发生率仅起部分作用。2003年人类表观基因组计划启动及2010年国际人类表观基因组协会的成立标志着遗传学研究正式启动，同时也成为心血管疾病研究热门领域之一。2013年Massimo等研究发现环境因素与CVD易感性独立相关。还有试验发现，生活方式良好组发生CVD较不良组相对风险降低近一半，且生活方式不良组中低风险CVD遗传因素保护作用降低。这些研究结论揭示了表观遗传在CVD风险中的重要性。表观遗传学是指环境因素通过遗传调节的方式影响基因特异性表达，并可产生长期的表型改变。对于心血管疾病，表观遗传机制以复杂的方式调节相关基因表达。如通过DNA甲基化、非编码RNA(如：lncRNA、miRNA)和组蛋白修饰等相互或共同调控基因特异性表达。其中这三种均可通过调控巨噬细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等来参与AS发生发展过程。其中多项研究表明 [31]，DNA甲基化与动脉粥样硬化表型有关。DNA异常甲基化，包括高甲基化和低甲基化，在AS中起重要作用，其中高甲基化可能在AS中占主导地位。例如，最近的一项研究发现，dnmt3b介导的CREG基因高甲基化成为一种新机制，可能导致内皮功能障碍和动脉粥样硬化发展。另一项研究，Sharma等2014年确定了72个不同的甲基化区域，在不同的同型半胱氨酸水平背景下，CAD患者的高甲基化，并发现甲基化在CAD病例中显著增高。Wang等人发现，在AS中参与免疫反应相关通路(细胞因子–细胞因子受体相互作用和MAPK信号通路)的基因被低甲基化基因富集。其他研究发现，AS中低甲基化的基因可能包括角蛋白基因、ATP结合蛋白、骨骼细胞和染色质调节蛋白相关基因。AS是一组由脂质斑块形成驱动的过程。与脂质代谢有关的基因包括Kruppel样因子2 (KLF2)、ATP结合盒转运体A1 (ABCA1)等。脂质氧化是AS形成过程的始动因素，在低密度脂蛋白氧化中观察到表观遗传调控，例如，DNMT1的表达上调引起氧化低密度脂蛋白(oxLDL)处理的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)中KLF2启动子区的甲基化。与脂质代谢相关的重要基因ATP结合盒转运体A1 (ABCA1)能介导磷脂和胆固醇的外流，结合细胞表面的载脂蛋白A-I (ApoA-I)，形成高密度脂蛋白(HDL)，降低质膜游离胆固醇的脂质含量，降低巨噬细胞的趋化能力，延缓AS的病理进展。同时，ABCA1介导的胆固醇外流可以改变细胞膜的脂质微环境，激活抗炎信号通路，发挥重要的抗炎作用。ABCA1是胆固醇从外周组织逆向转运回肝脏的关键调节因子，参与胆固醇逆向转运(RCT)的初始阶段。ABCA1的功能缺陷可能损害RCT的活性，并导致泡沫细胞的形成。在一项家族性高胆固醇血症患者研究中，证实ABCA1启动子甲基化与高胆固醇血症的发生有关。尽管如此，脂质氧化调节DNA甲基化的确切分子机制以及整体DNA甲基化与AS特异性基因调控之间的相关性尚不完全清楚，进一步研究解决这些问题可能有助于确定治疗脂质氧化诱导的动脉粥样硬化的新治疗靶点。近年来，越来越多的研究集中于在AS相关炎症中观察到的DNA甲基化的变化，例如，Kumar a及其同事表明，oxLDL刺激内皮细胞可以上调DNMT1，并导致编码KLF2的基因启动子甲基化。KLF2在血管内皮细胞免疫和稳态中起重要作用。此外，oxLDL对KLF2甲基化的这种作用可以通过DNMT抑制剂5-氮杂胞苷处理内皮细胞来逆转。另一种重要的免疫调节剂过氧化物酶体增殖物激活受体-γ (PPAR-γ)具有抗炎作用；其功能障碍可导致脂质蓄积。PPAR-γ能够促进巨噬细胞向M2样表型极化，抑制M1巨噬细胞极化。在小鼠模型中，额外的PPAR-γ或PPAR-γ的药理学活化可有效预防DNMT1诱导的巨噬细胞促炎细胞因子生成和AS发展。在小鼠模型中的一项研究发现，巨噬细胞中近端PPAR-γ启动子的DNA甲基化状态受到DNMT1的调控。巨噬细胞中DNMT1-PPARγ通路可调节小鼠慢性炎症和AS发生。一项研究比较了冠状动脉粥样硬化性心脏病(CHD)病例组和对照组之间外周血单核细胞(PBMC)中巨噬细胞极化基因的基因特异性启动子DNA甲基化状态，结果显示CAD患者中M1巨噬细胞基因的DNA甲基化水平降低。这可能表明M1型促炎巨噬细胞可能在CHD中起主导作用。另一项研究涉及单核细胞趋化蛋白-1 (MCP-1)，其与单核细胞的迁移和聚集有关，发现MCP-1表达是由于NF-κB/DNMT1介导的Hcys诱导的DNA低甲基化所致。综上所述，AS中炎症细胞的甲基化主要表现为促炎因子的低甲基化和抗炎因子的高甲基化，这与AS进展中炎症细胞的聚集和与ECs的黏附尤为一致。DNA甲基化还与AS的氧化应激机制有关，一般而言，氧化应激通过抑制NO生成，从病理生理角度促进脂质过氧化，从而促进AS的发生、发展。从遗传学角度来看，氧化应激还会引起遗传损伤和DNA去甲基化异常。如ROS可以通过直接损伤DNA诱导DNA甲基化模式异常。另一方面，氧化损伤也可通过诱导DNA去甲基化异常干扰甲基化模式。幸运的是，在血管内，存在抗氧化分子系统，成为对抗氧化损伤的有力武器。抗氧化剂通过减少ROS的产生和去除或降解ROS和/或其他氧化剂发挥作用。如尿酸、谷胱甘肽、胆红素、辅酶Q、类脂酸、褪黑素、花青素和多酚等内源性和外源性小分子抗氧化剂。体内另一个重要的抗氧化系统是包括Sod1、2、3在内的超氧化物歧化酶(Sod)家族，研究人员发现，老年小鼠体内氧化应激增加会引起Sod2(编码线粒体Mn-Sod)启动子的低甲基化。简而言之，氧化应激不仅抑制NO的产生，促进脂质过氧化而且直接引起DNA碱基的氧化损伤，诱导TNT酶的异常去甲基化破坏DNA甲基化模式，或多或少加速AS的进展。最近有研究表明甲基化也调节VSMCs致动脉粥样硬化，VSMCs的强可塑性和表型转化在AS的形成中起重要作用。综上所述，表观遗传调控是动态变化的，同时也具遗传性，在动脉粥样硬化斑块的几乎所有发病机制中均观察到DNA甲基化。但AS不同阶段不同表现遗传修饰是否存在相互作用；如何对巨噬细胞活化或其他细胞进行严格调控是值得我们探讨的。同时DNA甲基化变化的发现可能为CAD管理开辟新的治疗途径。
4. 动脉粥样硬化研究最新趋势
根据2021年浦冬青等 [31] 运用citespace软件对2010年至2019年期间关于动脉粥样硬化文献及Ning Yu等 [32] 使用VOSviewer 1.6.16和CiteSpace 5.7.R5分析Web of Science数据库中2005年至2021年发表的关于CAD代谢组学的文章进行分析，通过关键词共现分析及突现词分析后得出，近十余年间炎症、免疫反应、氧化应激、质谱、肠道菌群、生物标记、胰岛素抵抗、肥胖、功能障碍、等为主要研究方向，其中，淋巴细胞的研究持续热度最长，炎性小体、动力系统等与AS发生发展最为密切，并且巨噬细胞及EC的代谢、凋亡，细胞因子及NLRP3炎性小体、肠道微生物组调控的色氨酸(Trp)代谢途径的代谢组学研究极有可能成为CAD领域未来研究趋势。Trp是人体中的一种必需氨基酸，可被肠道中的微生物代谢为多种分子，如吲哚及其衍生物。在Trp代谢途径中，吲哚胺2,3-双加氧酶(IDO)1促进动脉硬化进展。循环犬尿氨酸(Kyn)和Kyn-derived代谢物与心血管危险因素和CAD患者的不良预后相关。尽管已经确定了几种产生Trp分解代谢产物的细菌，但Trp分解代谢的主要促成因素仍然未知。因此，寻找与CAD相互作用的肠道菌群，利用代谢组学技术鉴定Trp代谢途径中的标志物是未来发展的重要方向之一。此外，确定Trp代谢产物在宿主生理中的确切作用，采取以肠道菌群为治疗靶点的干预措施，可能成为未来CAD治疗和预防的新途径。
5. 总结与讨论
近些年来，现有学说虽有大量实践理论数据支持，但仍不能用单一学说完全揭示AS发病机制。总的来讲，我们认识到AS是一种由环境或(和)遗传因素引起，发生在大中动脉，并涉及多个细胞类型的炎性及免疫性慢性病变。并且我们可以看出AS发生发展过程，类似于神经元间一种特殊联络结构——反射弧。反射弧由五部分组成，分别为：感受器、传入神经、神经中枢、传出神经及效应器。各种生物、机械或化学刺激(如：细菌、毒素、病毒、血流紊乱、吸烟、Hcy、高血糖血脂等)从“感受器(如：EC、SMC、血管周围脂肪组织(PVAT)等)”接受信息，经“传入神经(如：各种信号通路Caspase-1/Sirt1/AP-1、SREBP2/NOX2/NLRP3、KLF2/FoxP1/NLRP3、NFAT5/NLRP3、JAK2/STAT3、Nrf2/HO-1、NF-κB等通路信号及相关基因表达等)”将信息传递到“神经中枢(如：巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞、血小板、SMC、相关基因等)”，再由“传出神经(如：各种炎症、趋化、粘附、生长、细胞、转录等相关因子及外泌体等)”将反应的信息返回到“效应器(如：血管EC、SMC、凝血/纤溶系统、补体系统等)”，同时“感受器”与“效应器”可互为因果。但AS的产生机制仍具复杂性，如：自噬、DNA甲基化对AS影响是双向的，仍需通过多维度、多学科交叉进行研究。近现代，新的切入点也不断发现，如炎症小体、外泌体、细胞焦亡、自噬、肠道菌群失调、PVAT、表观遗传学等，将推动AS未来治疗的精准性，而针对AS精确的靶向治疗也将成为未来研发的指南针。
NOTES
*通讯作者。