术后应激通过HDL蛋白质组炎症重塑和胆固醇逆转运障碍加速动脉粥样硬化

这篇研究揭示了非心脏手术后心血管并发症的新机制：手术应激引发急性炎症，导致高密度脂蛋白（HDL）蛋白质组发生炎症重塑（载脂蛋白A-I (Apoa1)减少，血清淀粉样蛋白A (SAA)1/2增加），损害其胆固醇逆转运（RCT）功能。研究发现，巨噬细胞来源的RCT选择性受损，而血管平滑肌细胞（VSMC）来源的RCT影响较小，导致斑块内脂质积累、泡沫细胞凋亡和坏死核心扩大。研究证实术后患者血浆胆固醇外排能力降低，而重组人APOA1 (rh-APOA1)干预可部分恢复RCT，为降低术后心血管风险提供了潜在策略。

引言

每年有超过1000万接受非心脏手术的患者在术后30天内面临主要心血管并发症的风险，其中许多与动脉粥样硬化斑块失稳有关。由高密度脂蛋白（HDL）和载脂蛋白A-I (Apoa1)驱动的胆固醇逆转运（RCT）通路对动脉粥样硬化具有保护作用，但手术引起的炎症对该通路的影响尚不清楚。本研究旨在分离手术炎症的影响，探讨其如何通过改变HDL功能，加速动脉粥样硬化进程。

手术模型与系统性炎症反应

研究采用ApoE^−/−小鼠的腹部剖腹术模型，该模型能最大限度地减少失血，从而隔离手术炎症的影响。在C57BL/6小鼠中，该手术模型可诱发急性期反应（APR），血浆血清淀粉样蛋白A (SAA)水平升高1000倍，白细胞介素-1β (IL-1β)和IL-6也显著升高，并在48小时内逐渐恢复至基线水平。

术后动脉粥样硬化斑块的快速变化

在喂食西方饮食（WD）8周的ApoE^−/−小鼠中，手术后24小时的脂蛋白谱显示极低密度脂蛋白（VLDL）胆固醇和磷脂减少，这可能与术后短期内摄入减少有关。虽然手术本身并未改变主动脉窦的病变面积，但在术后15天，斑块的坏死核心面积显著扩大（22.6% vs 14.9%）。同时，中性脂质（Oil Red O染色）呈下降趋势，胶原沉积无差异。这些变化表明斑块正朝着更晚期的病理状态发展。

泡沫细胞脂质积累与凋亡

通过流式细胞术和免疫荧光分析发现，术后24小时，主动脉髓系细胞中的中性脂质（BODIPY染色）增加了1.64倍。脂滴表面蛋白Perilipin 2 (PLIN2) 在斑块内的CD45⁺（白细胞来源）和CD45⁻（非白细胞来源）区域均表达升高。单细胞分析进一步显示，术后白细胞来源和非白细胞来源的泡沫细胞中PLIN2水平分别增加了2.45倍和2.34倍，其中白细胞来源的泡沫细胞PLIN2表达最高。使用CD68对巨噬细胞来源和VSMC来源的泡沫细胞进行分层后发现，虽然两者在斑块中的细胞比例在术后保持稳定，但各自的PLIN2^hi细胞亚群均有所增加。值得注意的是，约75%的CD45⁺CD68⁺细胞（巨噬细胞来源）在术后变为PLIN2^hi，而CD45⁻CD68⁺细胞（VSMC来源）中约为45%，表明巨噬细胞来源的泡沫细胞在手术应激下表现出更强的脂质积累倾向。

凋亡细胞（cleaved caspase-3阳性）在术后24和72小时增加，并与72小时和15天时斑块细胞密度降低相关。这些凋亡细胞几乎全是PLIN2^hi细胞。到术后15天，观察到ORO阳性区域减少、BODIPY平均荧光强度（MFI）降低以及PLIN2^hi细胞减少，伴随着坏死核心扩大，这与泡沫细胞死亡和细胞丢失后的晚期斑块病理特征一致。此外，术后24小时斑块内Ly6G⁺中性粒细胞和中性粒细胞胞外诱捕网（NETs，由瓜氨酸化组蛋白H3 (H3Cit)和髓过氧化物酶(MPO)标记）面积显著增加，表明NETosis是术后斑块失稳的促成机制之一。

HDL蛋白质组的炎症重塑与功能受损

对术后24小时小鼠的HDL进行蛋白质组学分析发现，在392种鉴定出的蛋白质中，140种存在差异表达。术后HDL显著富集了急性期反应和炎症相关蛋白（如SAA1/2），而Apoa1减少。基因本体（GO）分析显示，与胆固醇外排和脂质转运相关的通路在术后HDL中最为下调。功能实验证实，与对照组相比，术后24小时小鼠的血浆或分离的HDL对骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）和VSMCs的胆固醇外排能力均显著降低。这一现象在接受腹部癌症手术患者的血浆样本中也得到验证，术后第1天（POD1）的血浆胆固醇外排能力一致性地降低。

细胞类型特异性的胆固醇逆转运（RCT）损伤

体内RCT实验表明，手术后，从巨噬细胞（BMDMs）到血浆、肝脏和粪便的³H-胆固醇转运显著受损。有趣的是，VSMCs来源的RCT受手术影响很小。为了直接比较，研究开发了一种新型双标记、双细胞类型的体内RCT模型。结果显示，手术显著损害了巨噬细胞RCT，而VSMC RCT基本未受影响。术后小鼠的巨噬细胞与VSMC的RCT比值在血浆、肝脏和粪便中均降低。这表明，在ApoE^−/−小鼠低HDL背景下，巨噬细胞RCT对术后Apoa1的减少更为敏感。

重组APOA1 (rh-APOA1) 的干预效果

术后观察到血浆Apoa1水平降低，SAA水平升高。干预实验显示，在麻醉苏醒时和术后24小时腹腔注射rh-APOA1 (40 mg/kg) 可显著提高血浆APOA1水平，并部分恢复巨噬细胞RCT至胆汁、肝脏和粪便的胆固醇转运。荧光标记的AF647-rh-APOA1在注射后4小时即可在超过25%的主动脉弓髓系细胞中检测到，并降低了该部位髓系细胞的脂质积累。此外，rh-APOA1治疗还减轻了手术引起的造血干细胞和祖细胞（HSPC）库的消耗，并降低了循环中性粒细胞和炎症性单核细胞的数量，表明其能抑制应激诱导的造血激活。

讨论与意义

本研究阐明了术后应激通过炎症重塑HDL蛋白质组（Apoa1减少，SAA增加），损害HDL功能，特别是选择性损害巨噬细胞RCT，从而导致动脉粥样硬化斑块内急性脂质积累、泡沫细胞凋亡和坏死核心扩大的机制。VSMCs作为斑块中主要的泡沫细胞来源，其RCT相对不受影响，提示了细胞特异性差异。研究结果在手术患者样本中得到验证。rh-APOA1干预部分逆转RCT功能障碍并减轻脂质积累，为降低术后心血管风险提供了潜在的治疗策略。研究强调了急性系统性炎症对慢性动脉粥样硬化斑块微环境的快速影响，指出了早期干预的时间窗口的重要性。