王 燕,劉 偉,李 斌,黃慧杰,王志杰,李美楠,敬小青,劉 霞,孫素真
(1.承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院小兒內(nèi)科,河北 承 德 067000
2.河北省平泉縣醫(yī)院,河北 平 泉 067500
3.河北省兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河北 石家莊 050011)
蛋白C研究概況
王 燕1,劉 偉2,李 斌1,黃慧杰1,王志杰1,李美楠1,敬小青1,劉 霞1,孫素真3
(1.承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院小兒內(nèi)科,河北 承 德 067000
2.河北省平泉縣醫(yī)院,河北 平 泉 067500
3.河北省兒童醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,河北 石家莊 050011)
蛋白C; 維生素K; 抗凝血; 抗 炎
PC屬于維生素K依賴性雙鏈糖蛋白,由單鏈和雙鏈分子混合構(gòu)成的,其中雙鏈由氨基酸的輕鏈與氨基酸的重鏈通過Cys141和Cys277間二硫鍵連接構(gòu)成,是血漿中PC的主要存在形式[1]。成熟的PC可以在結(jié)構(gòu)上分成3個區(qū)域:①N端的γ-羧基谷氨酸區(qū)域,這個區(qū)域是PC結(jié)合鈣離子所必需的;②2個表皮生長因子同源區(qū),是PC被激活的重要區(qū)域;③C端的絲氨酸蛋白酶區(qū)域,這是PC的活性區(qū)域。PC大部分在肝臟合成,在腎、睪丸中也可有少量的合成。在血漿中的含量為(2~6)mg/L。新生兒血漿中PC水平低于成人,只有成人的27%。
生理情況下,PC以無活性的酶原形式存在[2],只有在凝血酶的作用下形成活化的PC(APC),APC再與血管內(nèi)皮細胞表面的活化蛋白C受體(EPCR)結(jié)合,其生理效應(yīng)才能發(fā)揮,并可穿透血腦屏障,起到保護神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)皮細胞的功能[3]。目前研究認為,APC是炎性反應(yīng)中重要調(diào)節(jié)介質(zhì),可通過抗凝、抗炎、促纖溶、抑制凋亡和維持血管內(nèi)皮屏障穩(wěn)定等功能阻斷細胞受損,保護血管和器官的功能。其具體生物學(xué)功能涉及如下:
2.1 抗凝血功能:PC參與構(gòu)成的PC系統(tǒng)是眾多抗凝體系中的較為重要的一個,PC是該抗凝體系中的中心成分。PC水解成APC,APC可通過蛋白水解作用使因子Va、Ⅷa、血小板以及內(nèi)皮細胞的功能喪失,影響Ⅹa和Ⅱa的形成,從而阻止凝血過程的發(fā)展。一方面,APC可破壞血小板的活性,增強AT-Ⅱ與凝血酶的結(jié)合,從而減慢內(nèi)源性凝血的速度[4]。另一方面,APC可水解凝血因子Va的精氨酸位點[5],從而徹底滅活凝血因子Va。另外APC-PS復(fù)合體使得凝血因子Va和Ⅷa更易被APC降解[6],因此可提高APC的抗凝效能。而血漿內(nèi)源性蛋白C抑制物(PCI)、α1-抗胰蛋白酶和α2-巨球蛋白與APC的谷氨酸域結(jié)合后則抑制APC的抗凝效能[7]。
2.2 促纖溶功能:APC可以促進纖溶酶原激活,進而激活纖溶系統(tǒng),引起纖維蛋白的降解,因此具有促纖溶的作用[8]。另外,由于APC可以使得凝血酶水平受到抑制,從而造成依靠凝血酶原活化的纖維蛋白溶解抑制劑(TAFI)水平降低,而使纖溶酶原活性的活性增強,纖溶酶的纖維蛋白降解活性同樣增加,從而增加了纖維蛋白的溶解。
2.3 抗炎功能:PC還可抑制炎癥反應(yīng)的發(fā)生,在炎癥反應(yīng)期間多種炎性介質(zhì)能夠損壞血管內(nèi)皮,從而激活凝血途徑,產(chǎn)生凝血酶。APC可抑制Va和Ⅷa的活性,發(fā)揮抗血栓形成、抑制凝血酶生成的作用[9]。有研究認為,APC能夠抑制脂多糖(LPS)誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)的釋放,增加抗炎細胞因子的表達,并且發(fā)現(xiàn)用PC替代物治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染引起的敗血癥能夠減少多器官功能衰竭的發(fā)生。Brueckmann M等[10]研究發(fā)現(xiàn),低濃度APC可抑制LPS誘導(dǎo)THP-1系的巨噬細胞炎癥蛋白1(MIP-1α)和巨噬細胞趨化因子-1(MCP-1)的釋放,而高濃度APC可直接抑制膿毒血癥患者MIP-1α的釋放。同時,APC能與單核細胞上特異受體結(jié)合,抑制其生成腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、IL-6、IL-8和IL-1β,并且可抑制E選擇素等在內(nèi)皮細胞上的表達,從而抑制中性粒細胞與內(nèi)皮細胞的結(jié)合。Esmon CT提出[11],APC與EPCR結(jié)合可降低炎性細胞因子水平,抑制白細胞的粘附作用,減輕炎癥反應(yīng)。
2.4 抗凋亡功能:APC還可以產(chǎn)生抗細胞凋亡的功能。Mosnier等[12]研究發(fā)現(xiàn)APC可減少內(nèi)皮細胞的凋亡,并且利用EPCR或PAR1抗體對細胞進行孵育后,APC的抗凋亡作用也隨之消失。這表明APC的抗凋亡作用可能是通過APC-EPCR-PAR1途徑產(chǎn)生的,而不依賴其抗凝機制。APC還可以通過影響凋亡因子的表達,抑制細胞的凋亡。APC還可以調(diào)整細胞中促凋亡基因Bax和凋亡抑制基因Bcl-2含量和功能之間的平衡,并能夠有效地抑制促凋亡轉(zhuǎn)錄因子p53的活性,進而最終抑制線粒體損傷依賴性的凋亡途徑。
2.5 其它:PC活化形成APC后,還具有促進細胞增殖,保護內(nèi)皮細胞,維持內(nèi)皮細胞屏障的穩(wěn)定性[13],而這些功能也有賴于EPCR和PAR-1的參與。
PC眾多的生物學(xué)功能,決定了其與臨床很多疾病都有著密切的聯(lián)系。如敗血癥、膿毒血癥、血栓性疾病、缺血再灌注損傷、DIC等,均可檢測到PC水平有著不同程度的降低。因此了解不同疾病PC的變化規(guī)律,可以為疾病的診斷及治療提供新的方向。
3.1 與血栓性疾病的關(guān)系:由于PC經(jīng)活化后具有抗凝血的特性,因此在血栓性疾病中檢測血漿PC的水平可表現(xiàn)為降低。國內(nèi)研究表明在靜脈血栓塞患者中PC缺乏的發(fā)病率可高達20%以上[14],而PC的輔助因子PS缺乏的發(fā)病率較之更高。因此,PC的缺乏或者是活性的降低可能是造成靜脈血栓的重要原因。近年來有人提出利用測定血漿PC的含量或APC水平可以對靜脈血栓進行早期的診斷,并可能提示病情的嚴重程度,使患者可以盡早的進行抗凝治療,避免血栓栓塞造成的不良后果。
3.2 與膿毒血癥的關(guān)系:膿毒血癥可以引起一系列的炎癥反應(yīng)、凝血功能障礙以及內(nèi)皮細胞受損,這就形成了炎癥-凝血-炎癥的惡性循環(huán),嚴重時可導(dǎo)致患者的死亡。PC由于其具有抗凝、抗炎和保護內(nèi)皮細胞等生物學(xué)功能,因此在發(fā)生膿毒血癥時,PC將被大量消耗,其血漿含量將明顯降低,而且其水平的高低與疾病的嚴重程度密切相關(guān)。Bernard GR等[15]研究發(fā)現(xiàn),對于膿毒血癥患者給予人重組活化蛋白C(rhAPC)治療可明顯降低其血漿中IL-6的水平,表明APC具有抗炎活性,能夠?qū)鼓摱狙Y引起的惡性循環(huán)。
3.3 與腦血管疾病的關(guān)系:近年來關(guān)于腦血管疾病與PC水平的關(guān)系已有報道,腦血管病發(fā)生時,血漿PC的水平出現(xiàn)了異常。國內(nèi)有學(xué)者研究[16]PC與缺血性腦卒中的相關(guān)性時發(fā)現(xiàn),在急性期PC的活性明顯低于恢復(fù)期,并低于正常水平。由此可推斷PC活性的降低可能是缺血性腦卒中發(fā)病重要的因素。但究竟是腦卒中引起的PC活性的降低還是由于PC活性的降低引起的腦卒中,目前尚無明確結(jié)論。
3.4 與缺血再灌注(I/R)損傷的關(guān)系:研究表明APC對于I/R組織可以起到保護作用。Thiyagarajan M[17]觀察到在大鼠腦I/R損傷模型中,APC可通過保護血管內(nèi)皮細胞,減少線粒體損傷依賴性的細胞凋亡等作用,進而改善腦血流,減輕再灌注對腦組織的損傷。
PC在抗凝血、抗炎癥、抗細胞調(diào)亡及保護血管內(nèi)皮細胞等方面都發(fā)揮著重要的作用,參與了多種疾病的發(fā)生發(fā)展過程。因此對PC含量及功能的測定,對于疾病的預(yù)防、監(jiān)控及治療有重要作用,同時補充PC將有利于疾病的恢復(fù)。rhAPC在1999年已成功研制,并在2001年美國FDA批準rhAPC可用于治療重癥敗血癥的患者,這使其成為第一個被美國FDA批準的用于治療敗血癥的生物制劑。但由于PC具有抗凝作用,在治療用藥期間是否會造成出血等不良反應(yīng)也是目前研究者考慮的問題。有研究者曾將PC治療的患者與對照組比較,發(fā)現(xiàn)PC的應(yīng)用并未增加患者出血的危險,但對于有高出血危險的患者還是不適宜應(yīng)用的。一般認為對于嚴重膿毒血癥伴有器官衰竭及休克伴有嚴重感染時才考慮應(yīng)用rhAPC,而對于輕中度的患者一般不予應(yīng)用。
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1006-6233(2016)10-1758-03
A【doi】10.3969/j.issn.1006-6233.2016.10.077
河北省承德市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計劃項目,(編號:201121041)