活化蛋白C抗急性肺损伤的研究进展

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一活化蛋白Ｃ抗急性肺损伤的研究进展方磊，刘志勇（东南大学临床医学院，江苏南京２１０００９）［关键词］活化蛋白ｃ；急性肺损伤；器官保护；文献综述［中图分类号］Ｒ６５５．３［文献标识码］Ａ［文章编号］１６７卜６２６４（２００９）０６一０５４０’０４急性肺损伤（Ａｕ）是临床上常见且严重的并发症，常导致患者住院时问延长和重症患者院内死亡，其治疗策略的研究～直是人们关注的热点。

近年的研究发现，机体受到内、外源性打击后，凝血系统和炎症系统的过度活化在全身炎症反应综合征（ｓＩＲｓ）中处于核心位置，两者相互作用，促进了Ａｕ的发生。

活化蛋白ｃ（ａｃｔｉｖ砒ｅｄｐｒｏｔｅｉｎｃ，ＡＰＣ）是天然的抗凝物质，并兼有多种细胞保护作用，已经用于重症脓毒血症的治疗，可以明显降低该类患者的死亡率。

现对ＡＰｃ抗Ａｕ的相关研究进展作一综述。

１ＡＵ发生的相关机制ＡＵ的特征是多种系统或肺部创伤后肺毛细血管通透性增加，产生非心源性肺水肿，临床表现出难以纠正的低氧性呼吸功能不全，常需要机械通气辅助支持。

其简单定义为：（１）急性起病，一般短于７ｄ；（２）出现严重的低氧血症，Ｐａ０２／ＦｉＯ：＜３００，若Ｐａ０２／Ｆｉ０２＜２００则为ＡＬＩ的极端形式——急性呼吸窘迫综合征（ＡＲＤｓ）；（３）胸部正位ｘ线摄片可见弥漫性双侧肺浸润伴肺水肿（呈斑片状，不对称，可伴有胸腔积液）；（４）无左房压升高，肺动脉契压（ＰＡ聊）＜１８哪Ｈｇ…（１ｍｍＨｇ＝Ｏ．１３３ｋＰａ）。

导致ＡＬＩ的常见原因有：体外循环心脏手术、重症脓毒血症、急性肺栓塞后溶栓、肺移植再灌注、重症急性胰腺炎、心肌及胃肠道等的缺血与再灌注等。

如体外循环手术后引起凝血系统、纤溶系统和补体系统过度激活，白细胞、内皮细胞和血小板等细胞成分的活化并相互作用，加上全身组织器官的缺血再灌注损伤，将发生ｓＩＲｓ【２‘３Ｊ。

ｓＩＲｓ导致的Ａｕ发生率很高，疾病谱从轻度的呼吸困难到严重的成人呼吸窘迫综合征（ＡＲＤｓ），其中ＡＲＤｓ占２％左右，但死亡率可高达５０％。

随着治疗方法的改进，近期的死亡率降至３５％一４０％，但仍有约２０％的病人需要机械通气辅助４８ｈ以上‘引。

Ａｕ主要的病理生理学改变为：全身炎症和凝血级联反应的过度放大，内皮和炎症细胞过度激活并相互作用，产生大量的炎症介质如细胞因子、趋化因子、补体降解产物、蛋白水解酶、活性氧族等，导致肺毛细血管内皮细胞凋亡、坏死以及屏障功能障碍，使肺毛细血管通透性增加，血管内液体、溶质和细胞成分迁移至肺间质和（或）肺泡腔，产生肺水肿”Ｊ。

２ＡＰＣ的产生与活化ＡＰＣ是一种内源性抗凝蛋白，具有维生素Ｋ依赖的丝氨酸蛋白酶活性。

正常情况下其在血液循环中主要以前体蛋白质Ｃ（ｐｒｏｔｅｉｎＣ，ＰＣ）的形式存在，主要由肝脏合成，而内皮细胞、角质细胞和一些血源性细胞也可以产生ＰＣ【６Ｊ。

ＰＣ在循环中的含量为７０ｎｍ０卜Ｌ～。

而ＡＰｃ的浓度则更低，为４０ｐｍｏ卜Ｌ～。

ＰＣ经凝血酶‘凝血调节蛋白（ｔｌｌｒｏｎ山ｉｎ－ｔ｝ｌｒｏｍｂｏ．ｍｏｄｕｌｉｎ，Ｔ。

ＴＭ）复合物剪切而活化产生ＡＰＣ【７Ｊ。

当凝血级联反应激活后，将凝血酶原转化成凝血酶（Ｔ），Ｔ作为促凝的血浆蛋白酶，水解纤维蛋白原产生纤维蛋白，进而导致血栓形成。

过量的Ｔ产生可以激活体内的抗凝系统，ＡＰＣ就是其中之一。

Ｔ与细胞表面的咧结合形成Ｔ—ＴＭ复合物，失去催化纤维蛋白原的能力，却可剪切细胞表面ＰＣ的第１６９位精氨酸（如９１６９），移除其活化肽段而产生ＡＰＣ【６Ｊ。

内皮细胞蛋白ｃ受体（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｐｍｔｅｉｎＣｒｅｃｅｐｔｏｒ，ＥＰｃＲ）对ＡＰＣ的活化具有增强作用：ＥＰＣＲ结合Ｐｃ后，提高Ｔ－’瑚对ＰＣ的活化效率约２０倍，且ＥＰｃＲ作为ＡＰＣ的辅助受体参与其多种生物学活性埔母１。

［基金项目］江苏省卫生厅重大科研项目（１１２Ｉ００５４２）［作者简介］方磊（１９８３一），男，江苏南京人，在读硕士研究生。

Ｅ・ｍｉｌ：纽ｌｇｌｌ９８３＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ［通讯作者］刘志勇Ｅ１Ｉｌａｉｌ：ｚｙｌｉＩｌ３＠ｊ８陇Ｉｉｌ．咖．ｃｎ万方数据方磊，等．活化蛋白Ｃ抗急性肺损伤的研究进展・５４ｌ・３ＡＰＣ的生物学活性与相关机制美国ＦＤＡ已经于２００３年批准将重组人ＡＰＣ（ｒｅｃｏＨＩｂｉｎｅｄｈｕｍａｎＡＰＣ，ｒｈＡＰＣ）应用于重症脓毒血症患者。

基于ＰＲＯＷＥＳＳ临床试验的结果，ｒｈＡＰＣ可以使重症脓毒血症患者的死亡率降低６．１％【ｌ０ｌ。

亚组分析显示，其对高死亡风险人群的益处最强，死亡率降低了１３％¨１。

其确切的作用机制目前还不甚明确。

ＡＰＣ是重要的抗凝物质，它通过负反馈调节机制作用于凝血级联反应体系，起到抑制凝血和促进纤溶的作用。

其抗凝重要性体现在ＡＰｃ基因缺陷的患者中，杂合子缺陷者表现为静脉血栓形成的风险增加，而纯合子型缺陷则导致胎儿和新生儿时期致死性的凝血障碍并发症——新生儿爆发性紫癜¨２Ｉ，且该现象在鼠基因缺陷模型中已得到证实¨３｜。

最近的研究发现，ＡＰＣ除了发挥胞外的抗凝作用外，还可通过激活细胞膜上特异性的受体引起胞内信号传递，发挥细胞保护作用，具体可概括为：调节胞内基因表达、抗炎、抗凋亡及保护内皮细胞屏障的活性［１４１５ｌ。

对狒狒的在体研究数据显示，ＡＰＣ细胞保护作用的发挥需要ＥＰＣＲ作为其辅助受体哺Ｊ，且有激活蛋白酶活化受体一１（ｐｒｏｔｅａｓｅａｃｔｉｖａｔｅｄｒｅｃｅｐｔｏｒ－ｌ，ＰＡＲ—１）的参与¨６。

３．１ＡＰＣ的抗凝活性结合在细胞表面ＥＰＣＲ上的ＰＣ经过Ｔ－ＴＭ复合物的剪切，产生具有丝氨酸蛋白酶活性的ＡＰｃ。

当ＡＰｃ从ＥＰｃＲ上解离并结合在细胞膜表面的磷脂分子上时，一方面在多种辅助因子（如蛋白质Ｓ、因子Ｖ等）的帮助下，ＡＰＣ不可逆地水解并使凝血因子Ｖａ、Ⅷａ失活，打断凝血级联反应，阻止Ｔ的进一步产生，减轻机体的高凝状态【１７１；另一方面，ＡＰＣ可以抑制两个重要的纤溶酶抑制因子——纤溶酶原激活物抑制因子－ｌ（ｐｌ雒ｍｉｎｏｇｅｎａｃｔｉｖａｔｏｒｉｎｈｉｂｉｔｏｒ一１，ＰＡＩ—１）和凝血酶激活的纤溶抑制因子（ｔｌｌｍｍｂｉｎａｃｔｉｖａ讪ｌｅ助一ｎｏｌｙｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｏｒ，ＴＡＦＩ），从而促进纤溶酶的产生及活性增加¨４。

ＡＰＣ以这两种方式发挥其抗凝活性，维持机体的凝血平衡。

３．２ＡＰＣ的细胞保护活性当ＡＰＣ产生后继续停留在ＥＰｃＲ上，则可利用其蛋白酶活性剪切并活化细胞表面的特异性受体ＰＡＲ－ｌ，启动后续的细胞内级联信号传递，发挥其细胞保护效应。

这些效应的发挥独立于其抗凝活性¨’１５Ｊ，而依赖于ＥＰＣＲ，且需活化Ｇ蛋白偶联受体ＰＡＲ－１介导相应的细胞信号传递才能产生¨６｜。

３．２．１ＡＰＣ改变基因表达特征ＡＰＣ可以调节炎症、凋亡相关基因的表达，如下调促炎症和促凋亡途经而上调抗炎和抗凋亡途经，进而表现出抗炎和抗凋亡的作用。

ＡＰＣ对基因表达特征的影响主要归因于它对相关转录因子的调节：ＡＰｃ可以直接抑制核因子ＫＢ（ＮＦ—ＫＢ）的表达和功能，从而抑制与之相关的ＴＮＦ椎表达和其诱导的细胞活化与黏附分子表达；ＡＰＣ可以抑制活化蛋白－ｌ（ａｃｔｉｖａｔｏｒｐｒｏｔｅｉｎ，ＡＰ—１）家族的ｃ－Ｆｏｓ和ＦｏｓＢ的表达，降低单核细胞趋化蛋白－ｌ（ＭＣＰ—１）和细胞间黏附分子一ｌ（ＩＣＡＭ—１）的表达，从而抑制炎症细胞的活化、迁移及浸润；ＡＰＣ还可以上调抗凋亡基因ｂｃｌ。

２的表达，并下调促凋亡基因ｂａｘ和ｐ５３的表达，从而产生后续的抗凋亡作用¨引。

３．２．２ＡＰＣ的抗炎活性ＡＰＣ的抗炎作用可以简单区分为其对内皮细胞的作用和对白细胞的作用：ＡＰｃ可以抑制内皮细胞的活化，减少炎症介质、化学趋化因子的产生和释放，下调血管黏附分子的表达，从而减轻白细胞的黏附和浸润；ＡＰｃ对白细胞的作用与内皮细胞相似，它抑制白细胞的活化并减少大量细胞因子的产生，从而降低内皮细胞和白细胞的相互作用，减轻炎症反应的程度。

此外，ＡＰＣ通过其抗凝活性抑制Ｔ的产生，也间接降低了Ｔ所介导的促炎症反应，因为Ｔ除了促进纤维蛋白沉积外，还具有致炎症的损伤作用‘１９训。

３．２．３ＡＰＣ的抗凋亡活性凋亡的发生有内源性和外源性两条途经：前者可被多种细胞应激所诱导，引起线粒体释放细胞色素ｃ，形成凋亡体，最终活化效应分子ｃａｓｐａｓｅ一３，使细胞发生凋亡；后者则由胞外的促凋亡介质（如ＴＮＦ－ａ）激活膜表面的死亡受体，启动死亡信号引起，通过激活ｃａｓｐａｓｅ一８而活化ｃａｓｐ鹊ｅ一３，引起细胞凋亡。

ＡＰＣ在ＥＰＣＲ、ＰＡＲ・１的参与下，下调Ｐ：５３、Ｂａｘ，上调Ｂｃ卜２表达，使Ｂａ）【／Ｂｃｌ一２值正常化，降低ｃａｓｐ鹪ｅ一３活性，抑制凋亡发生【２¨。

在败血症鼠模型中，ｒｈＡＰＣ明显降低了该动物脑神经元细胞和星形胶质细胞的凋亡，免疫组织化学检测显示，脑细胞中Ｂａｘ、细胞色素ｃ、ｃ船ｐ酗ｅ一８以及ｃ鼬ｐａ∞・３表达明显降低，而Ｂｃｌ一２的表达明显增加ｍＪ。

而此前，ＡＰｃ抑制缺血缺氧性脑病鼠脑组织细胞凋亡的现象也有报道旧Ｊ。

上述结果表明ＡＰＣ可以同时抑制内源性和外源性凋亡途经，发挥其抗凋亡作用。

３．２．４ＡＰＣ对内皮细胞屏障的保护作用内皮细胞屏障破坏导致血管通透性增加，是ＳＩＲＳ诱发ＡＬＩ的核心事件。

在人肺内皮细胞培养实验中，对跨膜电阻（ＴＥＲ）的测量显示，ＡＰＣ以浓度依赖的方式明显抑制万方数据・５４２・东南大学学报（医学版）２００９年１２月，２８（６）Ｔ诱导的ＴＥＲ下降，即强化了内皮细胞的屏障。

进一步研究其下游分子提示，胞膜受体ＰＡＲ一１、ＥＰｃＲ和鞘氨醇一卜磷酸受体一ｌ（ｓ１Ｐ一１）以及胞内细胞骨架调节相关的肌球蛋白轻链（ｍｙｏｓｉｎｌｉｇＩｌｔｃｈａｉｎ，ＭＬＣ）和ＲａｃＧｒＩ’Ｐ酶参与其中Ⅲ哂Ｊ。

故ＡＰＣ稳定内皮细胞屏障的机制可能为：ＡＰｃ激活ＰＡＲ一１受体后，活化胞内鞘氨醇激酶（ｓｐｈＫ），催化屏障稳定物质鞘氨醇一卜磷酸（ＳｌＰ）的产生，ｓ１Ｐ则激活胞膜表面的Ｓ１Ｐ—ｌ受体启动相应的胞内信号，诱导内皮细胞骨架重组和稳定，并加强细胞间连接，从而降低了ＥＣ的通透性ｍｏ。

最近一项利用基因敲除方法的研究也证实，ｓｌＰ。

ｌ受体的交叉活化是ＡＰＣ发挥屏障保护作用所必须的旧川。

４ＡＰＣ的抗ＡＵ作用ＡＵ的重要特征是肺部弥漫性炎症导致的血管通透性升高而发生肺水肿，其病理改变包括：肺泡上皮和内皮细胞的凋亡失调，肺组织内大量激活的炎症细胞和细胞成分聚集、浸润，内皮细胞屏障的完整性被破坏以及血管内有形、无定形物质外渗并沉积在肺泡间质和肺泡等。