活化蛋白C抗急性肺损伤的研究进展文档格式.docx

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（4）无左房压升高，肺动脉契压（PAWP）＜18mmHg［1］（1mmHg=0.133kPa）。

　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［23］。

SIRS导致的ALI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％～40％，但仍有约20％的病人需要机械通气辅助48h以上［4］。

　ALI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［5］。

　　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［6］。

PC在循环中的含量为70nmol·

L-1，而APC的浓度则更低，为40pmol·

L-1。

PC经凝血酶凝血调节蛋白（thrombinthrombomodulin，TTM）复合物剪切而活化产生APC［7］。

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TM结合形成TTM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（Arg169），移除其活化肽段而产生APC［6］。

内皮细胞蛋白C受体（endothelialproteinCreceptor，EPCR）对APC的活化具有增强作用：

EPCR结合PC后，提高TTM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［89］。

　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（recombinedhumanAPC，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％［10］。

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％［11］。

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［12］，且该现象在鼠基因缺陷模型中已得到证实［13］。

　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［1415］。

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［8］，且有激活蛋白酶活化受体1（proteaseactivatedreceptor1,PAR1）的参与［16］。

　　3.1APC的抗凝活性

　结合在细胞表面EPCR上的PC经过TTM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［17］；

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1（plasminogenactivatorinhibitor1,PAI1）和凝血酶激活的纤溶抑制因子（thrombinactivatablefibrinolysisinhibitor,TAFI），从而促进纤溶酶的产生及活性增加［14］。

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PAR1，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［7,15］，而依赖于EPCR，且需活化G蛋白偶联受体PAR1介导相应的细胞信号传递才能产生［16］。

　　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κB（NFκB）的表达和功能，从而抑制与之相关的TNFα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1（activatorprotein,AP1）家族的cFos和FosB的表达，降低单核细胞趋化蛋白1（MCP1）和细胞间黏附分子1（ICAM1）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bcl2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［18］。

　　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［1920］。

　　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caspase3，使细胞发生凋亡；

后者则由胞外的促凋亡介质（如TNFα）激活膜表面的死亡受体，启动死亡信号引起，通过激活caspase8而活化caspase3，引起细胞凋亡。

APC在EPCR、PAR1的参与下，下调P53、Bax，上调Bcl2表达，使Bax/Bcl2值正常化，降低caspase3活性，抑制凋亡发生［21］。

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、caspase8以及caspase3表达明显降低，而Bcl2的表达明显增加［22］。

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［23］。

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PAR1、EPCR和鞘氨醇1磷酸受体1（S1P1）以及胞内细胞骨架调节相关的肌球蛋白轻链（myosinlightchain,MLC）和RacGTP酶参与其中［2425］。

故APC稳定内皮细胞屏障的机制可能为：

APC激活PAR1受体后，活化胞内鞘氨醇激酶（SphK），催化屏障稳定物质鞘氨醇1磷酸（S1P）的产生，S1P则激活胞膜表面的S1P1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［26］。

最近一项利用基因敲除方法的研究也证实，S1P1受体的交叉活化是APC发挥屏障保护作用所必须的［27］。

　4APC的抗ALI作用

　ALI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。

凝血系统异常是ALI的主要参与者，它直接与炎症系统通过串话（crosstalk）作用诱发肺部炎症。

支持该观点的证据有：

ALI的肺组织学检查可见毛细血管内微血栓的形成；

活化的血小板除了参与血凝块的形成外，还释放多种炎症性、血管活性和增加通透性物质，并与肺内皮细胞、中性粒细胞相互作用促进肺部损伤的进展［2829］。

　T处于两者串话的枢纽位置，一方面促进凝血和高凝状态的发生，另一方面具有强大的促进炎症发展和损伤组织细胞的作用［19］。

APC是凝血调节蛋白酶，具有抑制T过度产生和促进纤溶活性的作用；

同时APC还借助细胞表面的辅助受体EPCR活化特异性受体PAR1，产生调节基因表达、抗炎、抗凋亡和稳定内皮细胞屏障等细胞保护效应，故认为APC具有抗ALI的作用。

　Kotanidou等在吸入内毒素诱发的ALI鼠中观察到，吸入rhAPC明显减轻了肺部中性粒细胞和巨噬细胞的浸润、聚集，认为血管细胞黏附分子1（VCAM1）表达的降低可能是其作用机制［30］。

Teke等在肠缺血再灌注性ALI鼠模型中发现，rhAPC使肺组织内氧化性酶活性降低，抗氧化酶活性升高，且血浆中TNFα、IL6水平明显降低，肺水肿程度、肺毛细血管蛋白质渗出和ALI评分均下降［31］。

Jian等在酸吸入性ALI模型中也观察到类似的抗肺损伤作用［32］。

He等应用牛APC明显改善了兔ALI的肺氧合指数，并减轻了ALI评分，而该作用明显与APC的抗凝和促纤溶作用有关［33］。

　5总结与展望

　　ALI是临床上多见且后果严重的并发症，见于脓毒血症、严重创伤、体外循环心脏手术、重症胰腺炎等情况。

其病理学基础为：

肺部广泛的炎症反应和凝血级联反应活化，导致肺毛细血管通透性增加及肺水肿。

APC是一种内源性抗凝物质，抑制T的产生，兼有抗炎、抗凋亡、稳定内皮细胞屏障的细胞保护作用。

目前rhAPC已应用于重症脓毒血症患者，也有研究支持其存在抗ALI作用，故对其作用机制和应用范围的进一步研究、认识将有助于我们扩展其临床应用指征，使更多患者受益。

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