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(廣東醫(yī)科大學(xué)寄生蟲(chóng)學(xué)教研室，廣東 湛江 524023)

隨著人們生活水平的提高，生活方式的改變，以及逐步進(jìn)入人口老齡化社會(huì)，炎癥性疾病對(duì)健康的影響不容忽視。近年來(lái)，炎癥性疾病已成為危害人類健康的重要公共衛(wèi)生問(wèn)題之一，已引起世界各國(guó)衛(wèi)生部門的高度重視[1]。正常機(jī)體中炎癥反應(yīng)主要起著十分重要的防御角色，是具有血管系統(tǒng)的機(jī)體對(duì)體外各種不良刺激(如創(chuàng)傷、感染等)產(chǎn)生的一種防御性反應(yīng)，具體是由各種炎性細(xì)胞和炎性因子共同參與的炎癥反應(yīng)過(guò)程，表現(xiàn)為紅、腫、熱、痛和功能障礙[2]。然而，過(guò)度炎癥反應(yīng)不僅僅是一種病理過(guò)程，還是多種疾病的病理基礎(chǔ)。過(guò)度的炎癥反應(yīng)不但消滅病原體或致病因子，同時(shí)還損傷正常機(jī)體組織細(xì)胞，引起炎癥性疾病。它是機(jī)體多種炎癥性疾病發(fā)生的根本原因[3]。Cys-C(cysteine protease inhibitor C,Cys-C)是正常機(jī)體體內(nèi)一種具有抑制包括半胱氨酸蛋白酶在內(nèi)的多種蛋白水解酶活性的低分子蛋白酶抑制劑。最近研究表明[4-5]作為體內(nèi)最主要的內(nèi)源性組織蛋白酶抑制劑的半胱氨酸蛋白酶抑制劑C，在與組織蛋白酶、同型半胱氨酸及半胱氨酸蛋白酶的相互作用中，參與了呼吸性炎癥疾病、動(dòng)脈粥樣硬化、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和心腦血管等多種炎癥性疾病的生理、病理過(guò)程。目前，半胱氨酸蛋白酶抑制劑C與炎癥性疾病關(guān)系的研究特別是有關(guān)兩者的具體作用機(jī)制的研究資料甚少。本文就近年來(lái)Cys-C與炎癥性疾病關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 Cys-C的生物學(xué)特性

1961年Clausen等[6]在腦脊液中找到了一種生理物質(zhì)，由于其與哺乳動(dòng)物的胱蛋白A、B的結(jié)構(gòu)和活性類似，所以就命名為胱蛋白C。1983年Anastasi等[7]首次從雞蛋清中經(jīng)分離純化獲得了1種半胱氨酸蛋白酶抑制劑，后來(lái)發(fā)現(xiàn)與胱蛋白C是同一種物質(zhì)，統(tǒng)一命名為Cys-C。Cys-C按結(jié)構(gòu)可分為3型：Ⅰ型為胞內(nèi)型，由100個(gè)氨基酸殘基組成的單鏈蛋白質(zhì)，但不含有二硫鍵和糖鏈；Ⅱ型為外泌型，由115個(gè)氨基酸殘基以及2個(gè)二硫鍵組成；Ⅲ型為多結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)，包括哺乳動(dòng)物激肽原。而人類Cys-C是1種由120個(gè)氨基酸殘基組成的非糖基化低分子蛋白質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量約為13.3×103，等電點(diǎn)位于9.3，絕大多數(shù)有核細(xì)胞均可穩(wěn)定表達(dá)和分泌Cys-C，并且不受體內(nèi)多種生理物質(zhì)的影響，如三酰甘油、炎癥因子、膽紅素等，此外，與性別、年齡也無(wú)關(guān)[8]。人類編碼Cys-C的基因片段屬于“看家基因”的表達(dá)產(chǎn)物，位于20號(hào)染色體上。在人體絕大部分組織結(jié)構(gòu)中都能夠恒定表達(dá)其基因序列，如肝、腎、胃、胰、腸、肺，多種體液中也廣泛存在，如腦脊液、血液、尿液、唾液、精液等，其中以腦脊液中的分布量最多,尿液分布量最少。腎臟是清除循環(huán)Cys-C的唯一器官，由于Cys-C分子質(zhì)量小，容易透過(guò)腎小球，但幾乎全部被腎小管重吸收，尿液中一般檢測(cè)不出。臨床上將其作為理想的反映腎小球?yàn)V過(guò)率的敏感指標(biāo)，也作為腎損傷嚴(yán)重程度的重要依據(jù)[9]。

2 Cys-C的生物學(xué)功能

Cys-C作為一種內(nèi)源性的廣譜蛋白酶抑制劑，它主要生物學(xué)功能是抑制體內(nèi)多種半胱氨酸蛋白酶的活性，但它對(duì)各種半胱氨酸蛋白酶的抑制活性不一。其中對(duì)溶酶體組織蛋白酶B、L、K、S的抑制作用最強(qiáng)，是目前發(fā)現(xiàn)的組織蛋白酶B最強(qiáng)抑制物質(zhì)，對(duì)胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和組織蛋白酶的抑制作用次之，但對(duì)基質(zhì)金屬蛋白酶和絲氨酸蛋白酶基本無(wú)效[10]。近年來(lái)，Cys-C逐漸成為科研工作者的研究熱點(diǎn)，它的生物學(xué)功能也得到了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。特別是Cys-C對(duì)抗原呈遞、細(xì)胞外基質(zhì)降解和平衡活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生、分解過(guò)程發(fā)揮極其重要的調(diào)控作用[11]。有研究[12]報(bào)道Cys-C通過(guò)抑制多種組織蛋白酶的活性，進(jìn)而抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解,從而抑制了腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移。另外，Cys-C還能促進(jìn)細(xì)胞增生、激活和趨化中性粒細(xì)胞，調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥反應(yīng)過(guò)程，如動(dòng)脈粥樣硬化[13]。Lee等[14]研究發(fā)現(xiàn)Cys-C可預(yù)防早衰性獲能和頂體反應(yīng)，從而保證精子到達(dá)輸卵管前保持精子的受精能力。此外，Cys-C可能通過(guò)增強(qiáng)精子活力幫助精子進(jìn)入上生殖道。此外，植物源性的Cys-C (AtSerpin1)不僅具有抗衰老的作用，還有治療克氏錐蟲(chóng)、抑制梨形鉤端螺旋體的生長(zhǎng)、抗原蟲(chóng)感染和抗病毒的能力[15-16]。

3 血清Cys-C對(duì)炎癥性疾病的臨床價(jià)值

近年來(lái)，越來(lái)越多的研究表明病理性的血清Cys-C的水平變化與多種炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系，通過(guò)檢測(cè)血清Cys-C水平可以作為多種炎癥性疾病的嚴(yán)重程度或其他并發(fā)癥發(fā)生的重要參考依據(jù)。目前臨床上對(duì)血清Cys-C的檢測(cè)方法較多，主要有放射免疫法、乳膠顆粒增強(qiáng)免疫比濁法、酶聯(lián)免疫法、單向免疫擴(kuò)散法、時(shí)間分辨熒光免疫法等檢測(cè)方法[17]。系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種自身免疫性炎癥疾病，多發(fā)于青年女性并常累及多種臟器。然而，其在臨床治療過(guò)程中，長(zhǎng)期過(guò)量使用糖皮質(zhì)激素，常常導(dǎo)致股骨頭壞死、骨質(zhì)疏松和動(dòng)脈硬化等多種并發(fā)癥的出現(xiàn)。其中股骨頭壞死是系統(tǒng)性紅斑狼瘡并發(fā)癥中發(fā)生率最高的并發(fā)癥，發(fā)生率約為4%～5%。姚越峰等[18]研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性紅斑狼瘡病人血清Cys-C水平與股骨頭壞死的發(fā)生率呈正相關(guān)，檢測(cè)血清Cys-C水平可作為預(yù)測(cè)系統(tǒng)性紅斑狼瘡病人發(fā)生股骨頭壞死的重要參考指標(biāo)。膿毒癥是指由感染引起的全身炎癥反應(yīng)綜合征，是臨床常見(jiàn)的危重癥感染性炎癥疾病。李劍等[19]研究報(bào)道老年膿毒癥患者外周血Cys-C水平與感染程度密切相關(guān)，血清Cys-C水平對(duì)預(yù)后判斷具有重要的參考價(jià)值。過(guò)敏性紫癜(anaphylactoid purpura)是一種較常見(jiàn)的主要病變?yōu)樾⊙苎装Y的系統(tǒng)性血管炎，又稱為亨-舒綜合征。然而，過(guò)敏性紫癜中最嚴(yán)重的并發(fā)癥是過(guò)敏性紫癜性腎炎，其對(duì)疾病的預(yù)后起著決定性作用，嚴(yán)重的紫癜性腎炎甚至可以導(dǎo)致腎功能衰竭和腎壞死。Chen等[20]研究報(bào)道Cys-C比血清肌酐能更為準(zhǔn)確和迅速地反映過(guò)敏性紫癜患者的腎功能損害，常規(guī)監(jiān)測(cè)該類患者的Cys-C水平，對(duì)有效監(jiān)測(cè)過(guò)敏性紫癜導(dǎo)致的腎功能損傷具有重要的臨床意義。支氣管肺炎(bronchopneumonia)又稱小葉性肺炎，多見(jiàn)于嬰幼兒，是嚴(yán)重威脅我國(guó)兒童健康的炎癥性疾病。Lee等[21]研究發(fā)現(xiàn)血清Cys-C在支氣管肺炎中敏感性和準(zhǔn)確度均明顯優(yōu)于肌酐。Cys-C水平更適合作為支氣管肺炎患兒早期腎損傷的診斷指標(biāo)。動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎癥過(guò)程，發(fā)病機(jī)制涉及血管壁的重構(gòu)和細(xì)胞外基質(zhì)的降解。炎癥可刺激血管平滑肌細(xì)胞分泌多種組織蛋白酶，其中包括組織蛋白酶S和組織蛋白酶K，促使這類半胱氨酸蛋白酶在動(dòng)脈損傷處過(guò)多表達(dá)。Cys-C作為半胱氨酸蛋白酶內(nèi)源性的抑制劑，可抑制細(xì)胞外基質(zhì)的降解，但有研究[22]顯示其反而促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生，進(jìn)而影響冠心病的發(fā)病進(jìn)程，其具體作用機(jī)制不清，可能與激活和趨化中性粒細(xì)胞等其他機(jī)制有關(guān)。Luc等[23]研究發(fā)現(xiàn)Cys-C水平增高在一定程度上可以反映冠狀動(dòng)脈病變的嚴(yán)重程度，可為臨床開(kāi)展危險(xiǎn)分層與治療提供參考依據(jù)。蘇健康等[24]研究發(fā)現(xiàn)冠心病患者半胱氨酸蛋白酶抑制劑 C水平與冠心病成正相關(guān)，血漿半胱氨酸蛋白酶抑制劑 C可能參與冠心病的發(fā)生發(fā)展，并在導(dǎo)致斑塊不穩(wěn)定狀態(tài)中起重要作用。

4 Cys-C與炎癥相關(guān)性疾病的關(guān)系

4.1 Cys-C與重癥感染性炎癥疾病

膿毒癥(Sepsis)是由病原微生物入侵機(jī)體后所導(dǎo)致的一種全身性的炎癥反應(yīng)綜合征。如搶救不及時(shí)可能會(huì)引起機(jī)體多器官功能障礙綜合征，甚至死亡。它不僅僅是世界范圍內(nèi)難以徹底攻克的臨床疾病之一，也是臨床上多種危重疾病(重度燒傷、多發(fā)性創(chuàng)傷等患者)的主要死亡原因之一。而病原菌產(chǎn)生的內(nèi)毒素、外毒素和它們介導(dǎo)的多種炎癥反應(yīng)是膿毒癥的主要致病原因。其中，炎癥因子的大量釋放所引起的過(guò)度炎癥是膿毒癥最為重要的致病機(jī)制。因此，在臨床治療當(dāng)中，抑制過(guò)度炎癥反應(yīng)是最為直接有效的防治手段。近年來(lái)，Cys-C被認(rèn)為在蛋白質(zhì)降解、轉(zhuǎn)運(yùn)、抗原呈遞、細(xì)胞凋亡、炎癥等過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。Tallima等[25]研究報(bào)道日本血吸蟲(chóng)來(lái)源的半胱氨酸蛋白酶抑制劑能作用于CD4+CD25+Foxp3+Treg免疫細(xì)胞，減少單核細(xì)胞數(shù)量，抑制促炎因子TNF-α和IL-6的釋放，促進(jìn)IL-10的產(chǎn)生，改善以Th1反應(yīng)為主的免疫失調(diào)性疾病。萬(wàn)勇坤等[26]研究發(fā)現(xiàn)1種功能活性腸源的Cys-C，體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有明顯的抑制脂多糖誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞促炎性細(xì)胞因子的釋放作用，如TNF-α、IL-1β和IL-6等，從而改善脂多糖誘導(dǎo)的膿毒癥，該研究還發(fā)現(xiàn)日本血吸蟲(chóng)源性Cys-C可明顯降低血清BUN、Cr、ALT、AST、IL-6和TNF-α水平，升高血清IL-10水平，減輕腎、肝、肺等組織損傷，對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的膿毒癥有顯著的治療效果。

4.2 Cys-C與呼吸性炎癥疾病

支氣管哮喘(bronchial asthma)是一種由多種炎癥細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞等)和組織細(xì)胞共同參與的以氣道慢性炎癥、黏液分泌增加、氣道重塑及氣道反應(yīng)性增高為主要特征的異質(zhì)性疾病。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)炎癥復(fù)合體參與了多種炎癥性疾病的發(fā)生、發(fā)展，如動(dòng)脈粥樣硬化、痛風(fēng)、2型糖尿病等。炎癥復(fù)合體是由半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶前體、NLRP3蛋白和調(diào)亡相關(guān)點(diǎn)樣蛋白所組成的多蛋白復(fù)合體，它經(jīng)修飾、剪切和組裝后，形成有生物活性的Caspase-1，而活化的Caspase-1進(jìn)一步水解家族性細(xì)胞因子前體，促進(jìn)多種炎癥細(xì)胞因子的釋放，從而參與炎癥過(guò)程[27]。Cys-C作為半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶的抑制劑，如體內(nèi)Cys-C水平過(guò)低是否會(huì)影響半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶前體的活化進(jìn)而影響哮喘發(fā)生發(fā)展，這需要進(jìn)一步的研究。

4.3 Cys-C與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)是一種原因未明的，以炎性滑膜炎為主的系統(tǒng)性的慢性自身免疫性疾病。Cys-C可抑制MHC-II限制性抗原呈遞等一系列過(guò)程和免疫細(xì)胞的極化、活化與遷移，導(dǎo)致宿主的免疫反應(yīng)性降低。研究表明Cys-C與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎關(guān)系密切，通過(guò)基因突變、敲除或其他手段引起的Cys-C缺乏時(shí)，患類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險(xiǎn)性明顯升高[28]。目前，Cys-C潛在的抗類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療藥物已引起較多研究者的關(guān)注。Chen等[29]研究報(bào)道一種重組日本血吸蟲(chóng)半胱氨酸蛋白酶抑制劑rSj-C，預(yù)防性干預(yù)后能有效地降低膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率，改善膠原誘導(dǎo)性關(guān)節(jié)炎小鼠的臨床參數(shù)和緩解關(guān)節(jié)炎的病理學(xué)改變，機(jī)制可能與其負(fù)向免疫調(diào)節(jié)作用有關(guān)。

4.4 Cys-C與心血管性炎癥

動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是一種常見(jiàn)的慢性血管性炎癥疾病，機(jī)制涉及血管細(xì)胞外基質(zhì)降解和血管壁重構(gòu)等，Cys-C參與動(dòng)脈粥樣硬化形成中多種病理生理過(guò)程，其作用機(jī)制可能與抑制炎癥、酶原和激活前體等有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)使動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定的重要內(nèi)部因素是蛋白酶和抗蛋白酶比例的平衡。其中半胱氨酸蛋白酶和其主要抑制劑(Cys-C)之間的平衡是維持內(nèi)彈性膜和細(xì)胞外基質(zhì)的降解與生成平衡所必需的，并可促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞以及單核巨噬細(xì)胞的平緩運(yùn)動(dòng)，起著血管保護(hù)作用。有研究報(bào)道具有白細(xì)胞特異性的Cys-C表達(dá)增高對(duì)消退動(dòng)脈粥樣硬化斑塊有幫助，這表明其對(duì)冠狀動(dòng)脈的病理性重構(gòu)有著保護(hù)作用。當(dāng)它們之間失去平衡，血管將分泌過(guò)多的促炎細(xì)胞因子和血管活性因子，從而促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展[13]。

急性冠狀動(dòng)脈綜合征一般是由冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的斑塊破裂，血管表面有裂紋或破損，引起血管痙攣，從而繼發(fā)血小板黏附、聚集進(jìn)而血栓形成等一系列改變，造成急性完全或不完全堵塞性血栓性病變。而斑塊破裂的主要原因是血管外基質(zhì)代謝異常。此外，Cys-C水平異常是斑塊破裂的另一重要原因。血清中Cys-C含量降低表明消耗抗蛋白酶的溶解因子增多，而蛋白酶的功能則相對(duì)增強(qiáng)，從而造成動(dòng)脈粥樣斑塊破裂。然而，一般斑塊破裂在Cys-C的降低之后，目前其具體機(jī)制尚未闡明。但也有研究顯示冠心病患者的冠狀動(dòng)脈非鈣化性斑塊與Cys-C水平成正相關(guān)，Cys-C可能參與了冠狀動(dòng)脈粥樣斑塊早期的形成過(guò)程[22]。也有研究報(bào)道不穩(wěn)定型心絞痛患者的血漿Cys-C水平顯著升高，并發(fā)現(xiàn)Cys-C的水平可影響動(dòng)脈粥樣斑塊的大小[23]。

4.5 Cys-C與炎癥性腸病

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease) 是一類多病因造成的、由異常免疫引起的腸道慢性和復(fù)發(fā)性炎癥疾病，其主要類型包括克羅恩病(Crohn’s disease,CD) 和潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)，其中細(xì)胞免疫功能異常是該疾病的主要發(fā)病機(jī)制。特別是在慢性炎癥性腸病患者的黏膜當(dāng)中，黏膜免疫T細(xì)胞的功能明顯異常，其功能異常的一個(gè)典型表現(xiàn)就是抵抗凋亡。有研究[30]報(bào)道在凋亡過(guò)程中會(huì)明顯影響到免疫系統(tǒng)的成熟和自身耐受的形成，然而caspase細(xì)胞凋亡信號(hào)通路與炎癥性腸病的發(fā)病有著密切的聯(lián)系，其中通路中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3 (cysteine-asparticprotease-3,caspase-3)參與機(jī)體免疫細(xì)胞的凋亡過(guò)程，是人體免疫系統(tǒng)功能成熟的重要保障。

Caspases是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一組存在于胞質(zhì)溶膠中且結(jié)構(gòu)類似的半胱氨酸蛋白酶，caspase-3作為細(xì)胞凋亡過(guò)程所必需的基因，不僅在凋亡的細(xì)胞信號(hào)通路當(dāng)中具有重要的調(diào)控作用，而且對(duì)正常組織細(xì)胞的生存周期維持具有重要的生物學(xué)意義。caspase-3還可介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和免疫系統(tǒng)的成熟過(guò)程，研究[31]發(fā)現(xiàn)過(guò)度的細(xì)胞凋亡或凋亡失效均可導(dǎo)致自身免疫性疾病的發(fā)生，T細(xì)胞的凋亡過(guò)程主要與以下2條通路有關(guān)：當(dāng)Fas受體被相應(yīng)配體激活后，逐步激活通路下游caspase-8和caspase-3，從而誘發(fā)一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終引起細(xì)胞程序性死亡。另外，caspase-3還可被凋亡小體(APAF-1、caspase-9和細(xì)胞色素C)所激活[31]。由此可見(jiàn)，caspase家族對(duì)維持T細(xì)胞的耐受性和功能穩(wěn)定具有重要作用。已有研究[32-33]報(bào)道Cys-C可上調(diào)caspase-3和p53活性，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的發(fā)生。然而，凋亡異常在潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病中是存在差異的，具體作用機(jī)制未知，可能與兩者的免疫異常機(jī)制不同有關(guān)。此外，炎癥性腸病患者的中性粒細(xì)胞也存在凋亡被延遲的現(xiàn)象，因此，凋亡異常進(jìn)而影響免疫異?？赡苁茄装Y性腸病的發(fā)生發(fā)展的另一重要機(jī)制。Cys-C是否通過(guò)作用Caspases凋亡通路影響炎癥性腸病疾病的發(fā)生發(fā)展，目前暫未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，但它可為炎癥性腸病疾病的防治提供一種新思路。

5 總結(jié)與展望

Cys-C作為一種半胱氨酸蛋白酶抑制劑，不僅有著廣泛的生物學(xué)功能，還可作為多種炎癥性疾病的嚴(yán)重程度或其他并發(fā)癥發(fā)生的重要參考依據(jù)，在臨床上有一定的應(yīng)用前景。另外，Cys-C在炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展中起著重要生物學(xué)作用，但其參與炎癥性疾病的具體作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。此外，Cys-C也可為炎癥性疾病的防治提供新思路，但目前尚缺乏高效特異的半胱氨酸蛋白酶抑制劑，故尋找具有高效特異且低毒的半胱氨酸蛋白酶抑制劑，對(duì)防治炎癥性疾病的新藥研發(fā)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。