活化蛋白C治療急性肺損傷的作用機制研究現(xiàn)狀

唐浩文，李一飛，2，穆曦燕綜述，李曉靜審校

（1.四川大學華西臨床醫(yī)學院，成都610041；2.四川大學華西第二醫(yī)院兒童心血管科，成都610041；3.成都市婦女兒童醫(yī)學中心，成都610091）

危重患者的急性肺損傷（ALI）一直是重癥醫(yī)學的關注熱點，患者肺部受到各種創(chuàng)傷后可發(fā)展ALI／急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），并且機械通氣可能引起繼發(fā)性的肺損傷，導致發(fā)病率和病死率的升高。機體在受到內(nèi)源性及外源性創(chuàng)傷后，尤其是呼吸系統(tǒng)受到創(chuàng)傷后都可能會引起肺部的損傷，重癥者可危及生命。

近年來各種研究表明活化蛋白C（APC）在抗炎，調(diào)節(jié)凝血和纖溶系統(tǒng)，抑制細胞凋亡，以及調(diào)控炎癥介質(zhì)中都有著良好的應用前景[1]。重組人APC（recombined human APC，rh APC）已經(jīng)在全球范圍內(nèi)展開臨床試驗，并且在重癥膿毒血癥的治療中取得了一定成果。目前，一部分學者正致力于研究APC對于一些不同誘因引起的肺損傷的治療機制和效果，本文將對這一方面進行綜述。

1 ALI／ARDS概述

ALI／ARDS是指由心源性以外的各種肺內(nèi)致病因素所導致的急性進行性缺氧性呼吸衰竭，后期多并發(fā)多器官功能障礙[2]。ARDS的病因各異，在肺泡毛細血管水平由細胞和體液介導的急性炎癥反應，主要由炎癥細胞的遷移與聚集和炎癥介質(zhì)的釋放共同導致通透性增高[3]。肺泡巨噬細胞（Ams）也作為重要的效應細胞參與ARDS的發(fā)病，激活的AMS釋放白細胞介素－1（IL－1）、腫瘤壞死因子－α（TNF－α）等促使PMNs在肺趨化和聚集[4]。目前對其的治療主要是根據(jù)其病理生理改變和臨床表現(xiàn)進行針對性多靶點和支持性治療，主要原則為：積極治療原發(fā)?。桓纳仆夂徒M織供氧；多環(huán)節(jié)減輕肺和全身損傷，包括糖皮質(zhì)激素、非皮質(zhì)醇類抗炎藥物、氧自由基清除劑和抗氧化劑；血管擴張劑；肺表面活性物質(zhì)替代療法。

2 APC與ALI治療的研究現(xiàn)狀

越來越多證據(jù)表明，凝血系統(tǒng)激活伴隨著纖溶系統(tǒng)衰減，并且參與炎性反應進展，最終可以在肺部造成ARDS和肺纖維化[5]。在一個多中心研究中，早期ARDS患者中發(fā)現(xiàn)APC水平降低，纖溶酶原激活物抑制因子1（PAI－1）增加。rh APC是一個具有潛在重要價值的抗炎癥特性天然抗凝血劑。APC已知對重癥敗血癥患者起抑制凝血、炎癥和促進纖維蛋白溶解作用[6]。通過rh APC治療嚴重膿毒癥全球評價研究，被證實確實有效，在人類和動物模型上反應機制的研究為治療危重患者的重要指南。

2.1 APC的生物學意義 APC是一種抗血栓絲氨酸蛋白酶。它由維生素K依賴性血漿蛋白C通過凝血因子和凝血調(diào)節(jié)蛋白共同催化產(chǎn)生。APC可以抑制凝血系統(tǒng)出現(xiàn)的異常，在凝血級聯(lián)反應中，由組織因子（TF）啟動凝血過程，血漿因子Ⅶa與組織因子結合，直接激活因子Ⅹ和Ⅸ。當凝血過程發(fā)展到因子Ⅹ被激活的階段，隨后的反應過程兩條途徑就殊途同歸，進入共同途徑，即因子Ⅹ被激活后，產(chǎn)生的因子Ⅹa在Ca2＋存在下，于磷脂表面與因子Ⅴa結合形成1∶1復合物，該復合物可激活凝血酶原，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槟?，凝血酶生成后，主要作用是催化纖維蛋白原向纖維蛋白轉(zhuǎn)變，而導致血液凝固。這時，凝血酶與TM結合而形成的凝血酶－TM復合物又可激活蛋白C，使蛋白C轉(zhuǎn)化成APC，APC在Ca2＋參與下滅活因子Ⅴa與Ⅷa，亦能阻礙因子Ⅹa與血小板上因子Ⅴa的結合，從而大大降低Ⅹa的凝血活性[7]。內(nèi)皮細胞蛋白C受體（EPCR）對APC的活化具有增強作用。此外，APC也通過抑制炎性細胞因子及阻斷中性粒細胞的聚集參與調(diào)節(jié)炎性反應。

2.2 APC治療酸吸入造成的肺損傷 酸吸入肺部引起直接損害和繼發(fā)性炎性反應。酸吸入性肺損傷對機體造成危害的途徑為通過上調(diào)多種炎性細胞因子及中性粒細胞的聚集調(diào)控來實現(xiàn)。酸吸入性肺損傷可以引起多個炎性反應，包括中性粒細胞的浸潤，炎癥因子的產(chǎn)生和一氧化氮的生成。

APC可改善酸吸入性肺損傷。由于酸吸入性肺損傷的直接損害和繼發(fā)炎性反應，涉及多種細胞因子及中性粒細胞的聚集，并且APC展現(xiàn)了抗血栓和抗炎的特性。Jian等[8]研究了早期酸吸入肺損傷大鼠APC的作用機制。通過鹽酸灌注的方式來造成酸吸入性肺損傷模型，并利用支氣管肺泡灌洗液（BALF）和肺組織標本的提取來完成這項研究。隨后通過BALF中測定TNF－α，IL－6和細胞因子引起的中性粒細胞聚集程度（CINC），同時測定肺組織濕／干質(zhì)量（W／D）比值，以及肺組織周圍血管的血小板和血纖維蛋白降解產(chǎn)物。鹽酸灌注后，上述測量指標在BALF中明顯增加，同時引起W／D比值的增高。通過APC的使用，降低了鹽酸誘導的肺損傷所增加的生化指標。然而，鹽酸灌注和APC治療沒有引起血小板計數(shù)和FDP的改變。APC的使用可以保護機體降低酸吸入性肺損傷的危害，這一功效是由于APC的抗炎的特性，而不是其抗凝血作用。APC在控制酸吸入性肺損傷中的機制可能是抑制中性粒細胞和炎性細胞因子的產(chǎn)生和積累[8]。

在酸吸入性肺損傷的機體中，凝血系統(tǒng)沒有在組織損傷的發(fā)生和發(fā)展過程中發(fā)揮作用。由于TNF－α和IL－8在酸吸入性肺損傷中起著重要作用，APC可以降低相應細胞因子的表達，并抑制在細胞因子刺激下的中性粒細胞的移行來降低肺部所受到的損害[9]。

2.3 APC治療呼吸機相關肺損傷 在過去的研究中，呼吸機已經(jīng)成功應用于呼吸衰竭患者的生命支持，但它在給人們提供幫助的同時也有很多潛在風險和并發(fā)癥。潮氣量過高的呼吸支持可以導致肺泡－毛細血管的損傷，并且激活局部的系統(tǒng)炎癥反應，對肺部造成的損傷被稱為呼吸機相關肺損傷（VILI）。通過最近的科學研究發(fā)現(xiàn)，潮氣量過高所引起的肺損傷與肺泡－毛細血管的蛋白滲出，BALF中的巨噬細胞炎性蛋白－2（MIP－2）的水平異常，肺組織中PAI－1基因的表到增高和血漿中其濃度的上升有關。這些指標反映出潮氣量過高可以引起局部和系統(tǒng)的凝血反應，并同時抑制機體的纖溶系統(tǒng)。肺泡－毛細血管的蛋白滲出反映了在受到潮氣量過高的損傷下表面活性物質(zhì)的功能障礙及漿膜的完整性的缺失。并通過不同項目組實驗結果分析，不同劑量APC的使用使BALF中的蛋白質(zhì)的含量不盡相同[10]。

由高潮氣量通氣所導致的系統(tǒng)性的凝血和纖溶異常通常表現(xiàn)為肺組織中PAI－1的mRNA表達加強和血漿中PAI－1濃度升高。通過靜脈注入APC可以減少肺泡蛋白質(zhì)的滲出，并同時降低血漿中PAI－1的水平。通過BALF的比較研究發(fā)現(xiàn)，MIP－2也在發(fā)生了改變。但是APC的使用并沒有使氧利用率和肺組織的變化得到改善。因此認為，APC通過降低肺泡蛋白質(zhì)的滲出和系統(tǒng)的凝血功能來改善高潮氣量所引起的肺損傷[11]。

2.4 APC治療高氧狀態(tài)誘導的肺損傷 Looney等[12]研究發(fā)現(xiàn)，在高氧誘導的肺損傷模型中血漿中APC水平下降明顯，但沒有進行相應的APC治療的實驗研究。有證據(jù)表明，APC通過多種機體調(diào)節(jié)機制來降低繼發(fā)于高氧狀態(tài)的急性肺損傷。Husari等[13]對暴露于高氧環(huán)境中的動物模型與APC的作用進行了研究，實驗結果表明APC的使用，使肺組織W／D比值和白蛋白滲出得到了明顯的改善，同時使細胞凋亡的水平明顯降低。在組織學水平上，炎性反應和細胞水腫顯著下降，同樣改變的還有中性粒細胞的邊集作用?？上抡{(diào)炎癥介質(zhì)因子的表達，包括腫瘤壞死因子TNF－α，IL－1β的，和由于高氧狀態(tài)引起的IL－6反應。

以中性粒細胞為主的炎性細胞大量涌入可以促進氧化應激和細胞損傷，通過進一步活性氧的產(chǎn)生，導致肺損傷的惡化[14]。中性粒細胞也與免疫效應導致的出血引起的或內(nèi)毒素所致的肺損傷有關[15]。與高氧組比較，APC的使用直接減少了肺組織水含量，間接減弱了因損傷形成的肺水腫，使組織損傷和炎癥細胞的浸潤顯著減少，尤其是中性粒細胞。在實驗中發(fā)現(xiàn)，暴露于高氧的早期狀態(tài)下的實驗動物的中性粒細胞的含量與正常相比有了明顯的升高。APC對高氧導致肺損傷的保護作用可能為限制中性粒細胞趨化作用和進入肺實質(zhì)。此外，也有人認為原因是，APC可直接減少TNF－α和IL－6β的表達。

2.5 APC治療敗血癥引起的肺損傷 肺是敗血癥損害的一個主要靶器官，直接造成的損傷多為肺水腫，呼吸功能障礙，在最壞的情況下，發(fā)展為呼吸窘迫綜合征。細胞外基質(zhì)是肺間質(zhì)的重要組成部分和重要的保持肺順應性的物質(zhì)[16]。因此，細胞外基質(zhì)的降解在急性肺損傷病理生理學中有重要意義。各種肺損傷模型的研究證明MMPs的生物學功能：其中的MMP－9和MMP－2在急性肺損傷中增加，并且與炎癥和組織損傷呈正相關[17]。rh APC對敗血癥引起的肺損傷有關的保護可能為調(diào)節(jié)肺實質(zhì)損害后的組織改建，如降低肺細胞外基質(zhì)降解和肺泡水腫，調(diào)解炎性細胞釋放細胞因子。Nick等[18]發(fā)現(xiàn)rh APC可降低中性粒細胞在組織的聚集。Rh APC膿毒癥性肺損傷治療的效果目前還沒有進行廣泛地研究。到現(xiàn)在為止，APC的治療效果僅在嚙齒類動物模型和哺乳動物模型中進行了研究。

3 展 望

美國FDA已經(jīng)于2003年批準將rh APC應用于重癥膿毒血癥患者。rh APC正在對嚴重的敗血癥患者進行臨床評價，目的是研究其針對微血管凝血的影響。rh APC對嚴重膿毒癥的良好的療效被認為與其抑制膿毒癥發(fā)病機制的能力有關，包括凝固，白細胞和血管內(nèi)皮細胞之間的相互作用，誘導炎癥的細胞因子的產(chǎn)生[19－20]。然而，其中rh APC很多確切機制尚未完全闡明。最近已經(jīng)有了很多重要的探索說明了其對于人類疾病治療的意義遠遠不局限于抗血栓治療和抗感染治療。

目前由于APC因其獨特的抗凝、促纖溶和抗炎作用，APC對于肺損傷的研究正逐漸成為全球?qū)W者們關注的重點，并已經(jīng)進行了一系列的動物實驗，并取得了相關的成果，證明其在治療肺損傷中有一定的效果，但尚不足以支持在臨床上使用。相信在未來的一段時間內(nèi)，APC通過不斷的動物實驗和臨床試驗可以找到確切的治療機制和相關治療的理論支持。

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