颈动脉粥样硬化患者的体力活动可抑制单核细胞的促炎反应：一项随机对照试验

《Atherosclerosis》：Physical activity in carotid atherosclerotic patients blunts monocyte pro-inflammatory processes: a randomised controlled trial

慢性运动干预可稳定颈动脉斑块患者中经典单核细胞并降低促炎细胞因子和氧化应激水平，从而减少斑块脆弱性和缺血性事件风险。

　　本研究探讨了居家式中等强度运动干预对无症状颈动脉粥样硬化患者中性粒细胞表型、系统性炎症和氧化应激指标的影响。研究发现，6个月的运动干预显著降低了经典型中性粒细胞的数量，并抑制了多种促炎性细胞因子的表达，同时改善了氧化应激状态。这些结果表明，长期的中等强度运动有助于缓解促炎状态，从而降低颈动脉斑块的易损性及随后的缺血性事件风险。研究还强调，这种基于家庭的运动干预是一种有效的临床护理手段，能够对颈动脉粥样硬化患者产生生物学上的积极变化。

### 研究背景与目的

动脉粥样硬化已被广泛认为是一种动脉炎症性疾病，与缺血性事件的风险显著增加相关。随着动脉粥样硬化的发展，斑块内部可能形成富含脂质的坏死核心，这会吸引循环中的白细胞，尤其是中性粒细胞，通过细胞因子和趋化因子信号进入斑块。这种促炎、促氧化和缺氧环境可能促进中性粒细胞分化为巨噬细胞，进一步发展为泡沫细胞，从而增加斑块的不稳定性。在一般健康人群中，总中性粒细胞计数与动脉粥样硬化风险呈正相关。而在动脉粥样硬化患者中，经典型中性粒细胞（CD14++/CD16-）和中间型中性粒细胞（CD14++/CD16+）被认为能够诱导促炎过程并增加斑块的易损性。此外，经典型和中间型中性粒细胞的增加与健康个体和心血管疾病患者的缺血性卒中风险增加有关。相比之下，非经典型中性粒细胞（CD14+/CD16++）由于不形成泡沫细胞，可能有助于减少斑块内的炎症。多种促炎性循环细胞因子已被与颈动脉斑块的动脉粥样硬化和不稳定性相关联。炎症通过细胞因子与氧化应激过程紧密相关，而氧化应激又可能促进颈动脉粥样硬化的发生和发展，从而诱导促炎性巨噬细胞的转变。

### 研究方法

本研究是一项随机、对照、单中心试验，旨在评估个体化居家式运动干预对颈动脉斑块易损性关键指标的影响。研究共招募了56名患有无症状颈动脉狭窄（≥50%）且不适合接受颈动脉内膜切除术的患者。所有参与者均提供了知情同意，并在试验前后进行了血液分析，以评估中性粒细胞表型、细胞因子浓度以及氧化应激状态。研究采用的统计分析方法为线性混合效应模型，以个体为随机截距，将时间（试验前/试验后）和组别（运动组/对照组）作为固定效应，并考虑交互项。此外，还进行了多变量线性回归分析，以调整性别、年龄、糖尿病状态、吸烟状况及基线值的影响。研究数据通过R软件（版本4.2.1）进行分析，显著性阈值设定为p ≤ 0.05。

### 运动干预组

随机分配至运动组的患者在整个6个月的干预期间佩戴了连接的活动追踪器（Fitbit AltaHR），目标是每天平均7,000步或比基线增加30%。为了支持这一目标，研究者每隔14天与患者联系，提供个性化的步数目标和运动建议，例如增加中等强度运动。对照组则遵循常规医疗护理。

### 实验流程

#### 血液样本采集
所有患者在试验前后提供了空腹静脉血样本。其中两支3毫升的肝素管用于通过流式细胞术分析中性粒细胞表型。一支4毫升的EDTA管则用于离心后储存血浆，待分析时包括氧化应激、抗氧化能力、一氧化氮（NO）代谢物及细胞因子/趋化因子的多重分析。

#### 流式细胞术
通过Ficoll梯度分离外周血单核细胞后，将其与完全培养基共同培养1小时。随后，使用PBS清洗三次，再在4°C下孵育以去除贴壁细胞。接着，通过使用FITC标记的抗CD14、PE标记的抗CD16及APC标记的抗CD142抗体进行标记，并在4°C下孵育30分钟。使用同型对照抗体作为对照。所有分析均通过BD FACSCanto II流式细胞仪完成。

#### 细胞因子与趋化因子的多重分析
通过Bio-Plex Pro Human Cytokine 40-Plex Panel进行细胞因子和趋化因子的检测，遵循制造商提供的标准操作流程。

#### 氧化应激生物标志物的测定
对血浆样本进行了四项氧化应激标志物和四项抗氧化能力的测定，这些指标被选择以代表干预前后氧化应激/抗氧化平衡的状态，并且已知与运动有关。此外，还测量了血浆中的一氧化氮代谢物。

### 氧化应激标志物分析

在运动组中，AOPP（高级氧化蛋白产物）的浓度下降，而在对照组中则略有上升（p = 0.03）。在未调整模型中，MDA（丙二醛）在运动组中增加，而在对照组中减少（p = 0.048），但这一差异在调整模型后不再显著。这些结果表明，运动干预可能有助于改善氧化应激状态。在之前的一项横断面研究中，我们发现颈动脉粥样硬化患者AOPP和经典型中性粒细胞水平均高于健康志愿者，因此，本研究中运动干预导致AOPP水平下降可能是促进斑块稳定性的关键因素之一。

### 细胞因子与趋化因子分析

在运动组中，几乎所有细胞因子和趋化因子（约80%）在试验前后均显示出下降趋势，而对照组则表现出上升。具体而言，CXCL6、IL2、CCL7、IL10、TNFα、CXCL5、CCL26等促炎性细胞因子在运动组中显著降低（p < 0.05）。这些结果与文献中关于运动对健康老年人、患有代谢性疾病患者以及缺血性事件高风险人群的促炎性细胞因子的影响一致。此外，研究还发现，CCL7、CXCL6、CCL1、CCL8、CXCL1等细胞因子在动脉粥样硬化中具有重要作用，它们参与免疫细胞趋化和动脉粥样硬化过程。在一项横断面研究中，健康活跃的社区居民中CCL7的血液浓度较低，而本研究中运动组患者的CCL7浓度显著降低，这可能表明运动有助于减少促炎性反应。尽管IL-2在动脉粥样硬化中的作用主要在小鼠模型中研究，且尚存争议，但一项针对人类的研究表明，IL-2受体水平与冠状动脉粥样硬化严重程度呈正相关。TNFα通过促进低密度脂蛋白（LDL）穿过内皮细胞并滞留于动脉壁中，从而促进脂质核心的形成，这是动脉粥样硬化斑块不稳定的标志之一。然而，运动诱导的细胞因子IL-6可以减少TNFα的分泌，这可能解释了运动组中TNFα水平的下降。此外，CCL26被认为可以促进病理性血管生成，这可能导致斑块内出血，而斑块内出血是斑块不稳定性的准确标志之一。我们之前的研究已经表明，运动干预可以降低这种内出血评分，因此本研究中观察到的CCL26浓度下降可能进一步支持斑块稳定性的改善。

### 讨论

本研究首次系统评估了居家式中等强度运动干预对无症状颈动脉粥样硬化患者中性粒细胞表型、系统性炎症和氧化应激标志物的影响。研究结果显示，运动干预显著降低了经典型中性粒细胞的数量，并抑制了多种促炎性细胞因子的表达，同时改善了氧化应激状态。这些发现与我们之前的一项横断面研究结果一致，即中等强度运动与经典型中性粒细胞水平呈负相关。经典型中性粒细胞在动脉粥样硬化斑块中分化为促炎性中性粒细胞，并在斑块内形成泡沫细胞，这会引发易损的动脉粥样硬化病变。因此，经典型中性粒细胞数量的稳定可能有助于防止斑块促炎环境的恶化，从而降低卒中风险。

在动脉粥样硬化患者中，高浓度的氧化低密度脂蛋白会促使经典型中性粒细胞分泌促炎性细胞因子，这些细胞因子可能进一步加剧斑块不稳定性。本研究中，完成运动干预的无症状颈动脉粥样硬化患者表现出细胞因子和趋化因子浓度的显著下降，特别是IL-2和TNFα。这一结果与文献中关于运动对健康老年人、代谢性疾病患者以及缺血性事件高风险人群的促炎性细胞因子的影响一致。研究还发现，CCL7、CXCL6、CCL1、CCL8、CXCL1等细胞因子在动脉粥样硬化中具有重要作用，它们参与免疫细胞趋化和斑块形成。此外，我们之前的研究表明，健康活跃的社区居民中CCL7的血液浓度较低，而本研究中运动组患者的CCL7浓度显著降低，这可能表明运动有助于减少促炎性反应。尽管IL-2在动脉粥样硬化中的作用主要在小鼠模型中研究，且尚存争议，但一项针对人类的研究表明，IL-2受体水平与冠状动脉粥样硬化严重程度呈正相关。TNFα通过促进低密度脂蛋白（LDL）穿过内皮细胞并滞留于动脉壁中，从而促进脂质核心的形成，这是动脉粥样硬化斑块不稳定的标志之一。然而，运动诱导的细胞因子IL-6可以减少TNFα的分泌，这可能解释了运动组中TNFα水平的下降。此外，CCL26被认为可以促进病理性血管生成，这可能导致斑块内出血，而斑块内出血是斑块不稳定性的准确标志之一。我们之前的研究已经表明，运动干预可以降低这种内出血评分，因此本研究中观察到的CCL26浓度下降可能进一步支持斑块稳定性的改善。

尽管IL-10被认为具有抗炎作用，但在本研究中，其浓度却有所下降，这与预期不符。然而，在炎症性疾病如动脉粥样硬化中，促炎性与抗炎性细胞因子之间的失衡可能驱动全身炎症反应。此外，虽然IL-10主要作为抗炎性细胞因子起作用，但也有研究表明它在某些病理条件下具有免疫刺激作用。有趣的是，IL-10的增加可能作为一种危险信号，保护身体在高炎症状态下。由于我们观察到大多数促炎性细胞因子在运动干预后被下调，因此这些患者的促炎负担可能因此降低，这或许可以解释IL-10浓度的下降。此外，尽管有研究表明运动训练可以降低健康个体的循环IL-10水平，但在病理状态下，这一变化并不明显。例如，在肥胖成年人中，无论采用何种训练方式，均未观察到IL-10水平的显著变化。

关于CXCL5，它被广泛认为是一种促炎性细胞因子，但在动脉粥样硬化中的作用似乎存在矛盾。一方面，CXCL5在炎症过程中可能促进促炎反应；另一方面，它也可能通过减少泡沫细胞的形成来保护动脉粥样硬化的发展。因此，尽管CXCL5浓度的下降似乎与动脉粥样硬化进展不符，但在炎症反应方面，其下降与系统性炎症的降低是一致的。考虑到我们的患者已经形成了动脉粥样硬化斑块，因此CXCL5的促炎作用在这一阶段可能更为重要。

综上所述，本研究的结果表明，一项为期6个月的居家式中等强度运动干预可以显著降低无症状颈动脉粥样硬化患者的炎症和氧化应激水平。这些发现进一步支持了长期运动对这类患者具有益处，并可能作为减少颈动脉粥样硬化总体负担的治疗手段。

### 研究的优缺点

本研究的一个显著优势是，它是首个针对超过50名无症状颈动脉粥样硬化患者进行的随机对照试验，评估了运动干预对相关生物标志物的影响。此外，这种干预方式已在其他易损人群中得到验证，并在本研究中表现出较高的依从性，同时显著改善了患者的身体素质。然而，本研究的一个局限性在于无法精确控制运动的强度。尽管干预目标是增加步行，但无法确定参与者是否真正达到了预期的运动强度。值得注意的是，由于新冠疫情的影响，研究在未达到预定的80名参与者目标前就提前终止了，因此，尽管结果具有统计学意义，但仍需谨慎考虑是否存在I型错误（假阳性）的可能性。

### 作者贡献

概念化：Mathilde Mura, Vincent Pialoux, Matthieu Arsicot
方法论：Mathilde Mura, Vincent Pialoux, Matthieu Arsicot
验证：Vincent Pialoux, Matthieu Arsicot, Antoine Millon
正式分析：Mathilde Mura, Vincent Pialoux
调查：Mathilde Mura, Antoine Millon, Emeraude Rivoire, Marie Chambion-Diaz, Laurie Josset, Chantal L. Rytz, Bénédicte Chazaud
资源：Antoine Millon, Nellie Della-Schiava, Anne Long, Laurie Josset, Matthieu Arsicot
数据管理：Mathilde Mura
数据验证：Mathilde Mura, Vincent Pialoux, Marie Chambion-Diaz
撰写初稿：Mathilde Mura
撰写审阅与编辑：Mathilde Mura, Antoine Millon, Marie Chambion-Diaz, Laurie Josset, Chantal L. Rytz, Emeraude Rivoire, Marie Chambion-Diaz, Nellie Della-Schiava, Anne Long, Laurie Josset, Bénédicte Chazaud, Vincent Pialoux
可视化：Mathilde Mura
监督：Mathilde Mura, Vincent Pialoux, Matthieu Arsicot, Antoine Millon, Marie Chambion-Diaz
项目管理：Mathilde Mura, Matthieu Arsicot
资金获取：Matthieu Arsicot, Mathilde Mura
所有作者均阅读并批准了最终版本的手稿。

### 矛盾利益声明

本研究没有声明任何利益冲突。

### 数据声明

研究数据可在合理请求后向通讯作者获取。

### 资金支持

本研究得到了法国心脏病学会（Fédération Fran?aise de Cardiologie）和法国动脉粥样硬化新协会（Nouvelle Société Francophone d’Athérosclérose）的支持。