DNA感应炎症体导致复发性动脉粥样硬化性卒中

作者：路娟 北京市普仁医院
尽管目前建立了二级预防策略，卒中后早期复发事件的风险仍然很高。动脉粥样硬化患者的风险特别高，超过10%的患者经历早期复发事件。然而，尽管这种临床现象带来了巨大的医疗负担，但导致血管风险增加和卒中复发的潜在机制仍不清楚。在这里，使用一种新的中风诱导的复发性缺血，我们表明中风通过循环无细胞DNA的增加导致易损动脉粥样硬化斑块中AIM2炎症小体的激活。卒中后斑块炎症增强导致斑块不稳定和动脉粥样硬化血栓形成，最终导致动脉栓塞和卒中后数天内的复发性卒中。我们在心肌梗死后和急性卒中患者的颈动脉斑块样本中也证实了斑块不稳定的关键步骤。快速中性粒细胞网状结构被确定为中风后无细胞DNA的主要来源，而NET-DNA是导致AIM2炎症小体激活的病原体。通过DNase处理中和无细胞DNA或抑制炎症小体激活降低了实验性卒中后卒中复发率。我们的发现解释了动脉粥样硬化患者缺血事件后的高复发率。此处揭示的详细机制提供了临床上未知的治疗靶点，我们显示了预防复发事件的高效性。远端组织损伤后靶向DNA介导的炎症体激活代表了预防早期复发事件的进一步临床发展的有希望的途径。中风是全球第二大死亡原因，也是长期残疾的主要原因，其发病率因人口老龄化而上升。造成这种社会医疗负担的一个重要因素是诸如中风和心肌梗死等血管事件复发的高风险。一项系统综述和荟萃分析报告了1年后11.1%的合并复发性卒中风险。中风幸存者心肌梗死的风险同样显著增加。缺血事件后血管风险增加的确切机制尚不清楚。同样无法解释的是，为什么复发的危险依赖于时间，尤其是在事件发生后的早期阶段。先前的流行病学研究表明，血管风险在大动脉粥样硬化患者中尤其增加，在患有其他中风病因的患者中程度较低。这表明动脉粥样硬化患者存在大量的残余血管风险，目前的二级预防措施无法有效预防。
动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，其中动脉粥样硬化斑块中的免疫细胞促进了进展和发展的脆弱性。我们和其他人之前已经表明，中风会导致全身性炎症反应，这可能有助于血管炎症的进展和动脉粥样硬化中的斑块负荷。中风患者炎症生物标志物和动脉粥样硬化进展的流行病学数据表明，炎症可能与动脉粥样硬化进展有关，甚至与复发性缺血事件有关。
基于这些发现，我们提出了中风可能通过炎症机制促进随后血管事件发生的假设。然而，沿着这一假定的脑-免疫-血管轴的详细机制目前尚不清楚，因此缺乏潜在降低卒中后早期复发率的特异性免疫学靶点。
在这里，我们开发了一种适应的颈动脉易破裂高危斑块与对侧实验性中风或心肌梗死相结合。我们发现中风和心肌梗死都诱导动脉粥样硬化斑块的不稳定，导致缺血事件的复发。我们确定了源于中性粒细胞细胞外陷阱(NETs)的无细胞DNA (cfDNA)对AIM2炎症小体的激活是通过基质金属蛋白酶(MMP)激活导致斑块不稳定的免疫学机制，最终导致动脉粥样硬化血栓形成和动脉栓塞。在急性缺血性中风后第一天内从患者获得的人动脉粥样硬化斑块中证实了相同的病理生理学过程。针对这一免疫途径有效地预防了实验性卒中后缺血事件的复发。
由于之前关于卒中病因学卒中复发的流行病学数据已超过20年，且临床实践在此期间发生了实质性变化，我们根据TOAST标准，使用来自两个正在进行的临床队列的汇总数据(n = 1，798名卒中患者)评估了脑血管事件(卒中和短暂性脑缺血发作)的复发率。关注中风后的早期阶段(指标事件后的第0-30天)，大动脉粥样硬化(LAA)中风患者的复发率明显高于其他中风病因，并且几乎与第31-360天合并的整个时期的复发率一样高。这表明目前的二级卒中预防策略未能有效减少LAA卒中患者的早期复发事件。通过用高剂量罗苏伐他汀和阿司匹林(当前患者二级中风预防的标准方案)治疗经历实验性中风的动脉粥样硬化，进一步证实了这一临床概念。这种高剂量治疗对实验性中风后第一周内的死亡率、血管炎症和斑块负荷没有影响，证实了当前二级预防治疗对中风后第一周内早期动脉粥样硬化斑块进展的无效性。为了研究动脉粥样硬化患者复发风险增加的机制，我们建立了一侧颈总动脉(CCA)高度狭窄和血流动力学相关动脉粥样硬化斑块。这涉及到狭窄串联结扎引起的湍流。我们来测试实验诱导的急性缺血性中风对CCA串联狭窄对侧半球对动脉粥样硬化斑块形态和不稳定性的影响。我们通过磁共振成像(MRI)和细胞损失(荧光Jade C和TUNEL染色)和小胶质细胞增生的组织学分析筛选了由狭窄的动脉粥样硬化CCA(即实验诱发的中风的对侧)供应的大脑半球继发性缺血事件的发生。我们发现，在主要位于大脑中动脉(MCA)区域的继发性损害的动物中，30%的实验性中风导致继发性脑缺血。