緩激肽在過敏性疾病發(fā)病機(jī)制中的作用

戴紅良，張慧云，2，何韶衡#

(1遼寧醫(yī)學(xué)院變態(tài)反應(yīng)與臨床免疫研究中心，遼寧錦州 121001；2遼寧醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室，遼寧錦州 121001)

Ⅰ型超敏反應(yīng)又稱為過敏反應(yīng)或速發(fā)型超敏反應(yīng)，是臨床上常見的一種超敏反應(yīng)類型。Ⅰ型超敏反應(yīng)基本過程為：過敏原進(jìn)入機(jī)體→誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生IgE抗體→IgE與肥大細(xì)胞或嗜堿粒細(xì)胞表面FcεRI結(jié)合→機(jī)體致敏；再次接觸相同過敏原→過敏原與致敏肥大細(xì)胞或嗜堿粒細(xì)胞表面的IgE結(jié)合→FcεRI發(fā)生橋聯(lián)→介導(dǎo)肥大細(xì)胞或嗜堿粒細(xì)胞脫顆粒，釋放生物活性物質(zhì)→引起過敏發(fā)應(yīng)[1]。其中，肥大細(xì)胞和(或)嗜堿粒細(xì)胞脫顆粒釋放的生物活性物質(zhì)包括組胺、蛋白水解酶、前列腺素及白三烯等。這些生物活性介質(zhì)隨血流散布全身，可引起皮膚黏膜、呼吸道、消化道局部，甚至全身的過敏癥狀[1]。

除了上述肥大細(xì)胞和(或)嗜堿粒細(xì)胞介質(zhì)外，激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)(kallikrein-kinin system， KKS)也參與過敏性疾病的發(fā)生與發(fā)展過程。緩激肽(bradykinin)是KKS系統(tǒng)的終末效應(yīng)物質(zhì)，具有擴(kuò)張血管、增加血管通透性[2]、誘導(dǎo)非血管平滑肌收縮、致痛等多種生物活性[3]。近年來(lái)，圍繞緩激肽在過敏性哮喘、過敏性鼻炎等過敏性疾病中的作用及其作用機(jī)制研究取得了一些新的進(jìn)展(圖1)。

激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)

KKS系統(tǒng)由血漿/組織激肽釋放酶、激肽原及激肽組成。激肽釋放酶是一組表達(dá)于腺體細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及體液中的絲氨酸蛋白酶，分為組織型及血漿型。在組織損傷、缺血、應(yīng)激等刺激下，激肽釋放酶發(fā)生活化?；罨募る尼尫琶阜謩e催化組織中的低分子量激肽原(low molecular weight kininogen， LMWK)及血漿中的高分子量激肽原(high molecular weight kininogen，HMWK)，生成緩激肽和賴氨酰緩激肽。其中，賴氨酰緩激肽又可在氨基肽酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)榫徏る?。有研究認(rèn)為，肥大細(xì)胞彈性蛋白酶及類胰蛋白酶也參與水解激肽原生成緩激肽，兩者配合誘導(dǎo)緩激肽生成的速率與激肽釋放酶相似[4]。緩激肽是一種血管活性九肽，其血漿半衰期很短，目前主要利用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定或高效液相色譜法測(cè)定其代謝產(chǎn)物(半衰期為86～101 min)的含量以間接反映體內(nèi)緩激肽的水平。

圖1緩激肽在過敏性疾病發(fā)病機(jī)制中的作用

Fig1Role of bradykinin in the pathogenesis of allergic diseases

ACEI：血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑；PG：前列腺素；cAMP：環(huán)腺苷酸；NO：一氧化氮；cGMP：環(huán)鳥苷酸；MAPK：絲裂原活化蛋白激酶；PIP2：磷脂酰肌醇4，5-二磷酸；PLC β：磷脂酶C β；IP3：三磷酸肌醇；DAG：二酰甘油；CaMK：鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶

此外，體內(nèi)還有兩種可降解緩激肽的酶——激肽酶Ⅰ和Ⅱ，激肽酶Ⅱ即為血管緊張素轉(zhuǎn)化酶。血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑(angiotensin converting enzyme inhibitor，ACEI)類藥物的作用部分即是通過抑制緩激肽降解，從而增加其局部緩激肽濃度而實(shí)現(xiàn)的。

緩激肽受體及受體后信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

緩激肽通過與靶細(xì)胞表面的緩激肽受體結(jié)合發(fā)揮其生物學(xué)作用。緩激肽受體為G蛋白耦聯(lián)受體(G protein coupled receptor， GPCR)，主要包括B1和B2兩個(gè)亞型。B2受體在神經(jīng)系統(tǒng)、支氣管平滑肌、鼻道、血管內(nèi)皮細(xì)胞等組織中組成性表達(dá)，已知的多數(shù)緩激肽功能是由B2受體介導(dǎo)的，如哮喘患者氣道平滑肌上的B2受體上調(diào)[5]。B1受體為誘導(dǎo)性表達(dá)，組織損傷及炎性反應(yīng)可誘導(dǎo)B1受體表達(dá)[6]。炎性因子白細(xì)胞介素-1β和腫瘤壞死因子-α可誘導(dǎo)成骨細(xì)胞及齒齦成纖維細(xì)胞B1、B2受體表達(dá)上調(diào)[7]。

緩激肽B1及B2受體均屬七次跨膜GPCR，受體激活后可進(jìn)一步激活特異性磷脂酶C(phospholipase C，PLC)產(chǎn)生三磷酸肌醇(inositol triphosphate， IP3)和二酰甘油(diacylglycerol， DAG)，進(jìn)而促進(jìn)Ca2+通道開放，增加胞內(nèi)Ca2+濃度并引起下游靶蛋白的激活[5]。此外，緩激肽還可參與RasRafMEKMAPK[8]、NOcGMP[9]及前列腺素cAMP[10]等信號(hào)通路的活化。通過上述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，緩激肽廣泛地發(fā)揮擴(kuò)張血管、增加血管通透性、誘導(dǎo)支氣管痙攣、促支氣管收縮、促年液分泌及致痛等與過敏反應(yīng)相關(guān)的各種生物活性[11]。

緩激肽與過敏性疾病

過敏性哮喘

環(huán)境中的刺激性氣體、煙霧、氧化劑、有機(jī)抗原、灰塵等物質(zhì)誘發(fā)的支氣管收縮、血管收縮、血管通透性增加、炎性反應(yīng)等肺損傷的病理生理過程是由包括緩激肽在內(nèi)的多種體液物質(zhì)介導(dǎo)的。Jang等[12]研究發(fā)現(xiàn)，緩激肽受體抑制劑黃芩新素可作用于TGF-β1Samd通路，從而降低卵清蛋白誘導(dǎo)的氣道高反應(yīng)、緩解氣道嗜酸粒細(xì)胞增多、抑制皮下膠原沉積等，表明緩激肽參與誘發(fā)過敏性哮喘的發(fā)生。Ellis等[13]研究發(fā)現(xiàn)，選擇性B2受體拮抗劑HOE140可完全解除卵清蛋白致敏條件下緩激肽對(duì)支氣管的收縮作用，而選擇性B1受體激動(dòng)劑Lys-[desArg9]-緩激肽并不具有支氣管的收縮活性；由此提示，在卵清蛋白致敏條件下，緩激肽通過B2受體發(fā)揮支氣管收縮活性。但是，Zhang等[14]發(fā)現(xiàn)，某些環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素可通過MAPKNF-κB同時(shí)上調(diào)激肽B1、B2受體表達(dá)，二種共同介導(dǎo)了緩激肽誘導(dǎo)的過敏性哮喘。上述研究結(jié)果表明，緩激肽發(fā)揮作用的方式與環(huán)境刺激的種類密切相關(guān)。

緩激肽誘導(dǎo)支氣管收縮的機(jī)制是通過激活氣道平滑肌細(xì)胞內(nèi)的GPCR-Gaq-PLCβ-Ca2+信號(hào)通路。G蛋白信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白5(regulator of G-protein signaling 5，GRS 5)是該通路的負(fù)性調(diào)節(jié)蛋白。研究顯示，GRS 5在哮喘患者中的表達(dá)顯著高于正常人[5]，這可能是人體限制哮喘的一個(gè)重要負(fù)反饋機(jī)制。除了直接誘導(dǎo)支氣管收縮外，緩激肽還可誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞分化成為肌成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)[15]。重構(gòu)的細(xì)胞外基質(zhì)可以顯著誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶的活性[16]，進(jìn)一步增強(qiáng)緩激肽對(duì)支氣管的收縮作用，使哮喘進(jìn)一步惡化。

過敏性鼻炎

過敏性鼻炎與肥大細(xì)胞激活及炎性因子釋放相關(guān)。Shirasaki等[17]研究證明，鼻黏膜上皮細(xì)胞、黏膜下腺體、成纖維細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等均表達(dá)B1和B2受體。B2受體在鼻黏膜神經(jīng)上也有表達(dá)。緩激肽所致過敏性鼻炎癥狀強(qiáng)度相當(dāng)于組胺的7倍以上。應(yīng)用B2受體特異性激動(dòng)劑刺激鼻腔可引起鼻塞、流涕、血漿蛋白滲出等癥狀，但B1受體特異性激動(dòng)劑則不能引起這些癥狀[11]。外源性緩激肽所引起的過敏性鼻炎鼻腔癥狀可被B2受體拮抗劑所阻斷[17]。B2受體拮抗劑還可抑制過敏性鼻炎患者的炎性反應(yīng)[18]。Pinargot等[19]報(bào)道，患者應(yīng)用ACEI類抗高血壓藥物后出現(xiàn)鼻炎等呼吸道癥狀，停用該藥或改用血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑后癥狀消失。這些證據(jù)說明，緩激肽在過敏性鼻炎的發(fā)病中起到了重要的作用，抗緩激肽治療有望成為過敏性鼻炎治療的新策略。

過敏性皮炎

近年研究發(fā)現(xiàn)，低劑量化學(xué)毒物局部暴露誘導(dǎo)皮膚過敏是KKS系統(tǒng)活化的結(jié)果[20]，血管緊張素轉(zhuǎn)化酶可緩解接觸性皮炎的過敏反應(yīng)[21]，提示緩激肽在接觸性皮炎的發(fā)病過程中起作用。機(jī)制研究顯示，B2受體拮抗劑可抑制接觸性皮炎反應(yīng)，提示緩激肽通過B2受體誘導(dǎo)接觸性皮炎發(fā)生。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，B1及B2受體均介導(dǎo)了辣椒素誘導(dǎo)的皮炎[22]。在特應(yīng)性皮炎中，緩激肽還是一種強(qiáng)烈的非組胺依賴性致癢物質(zhì)[23]。

食物過敏

有報(bào)道發(fā)現(xiàn)，花生及樹堅(jiān)果(tree nuts)過敏患者血清中血管緊張素轉(zhuǎn)化酶若小于37.0 mmolL，則該患者發(fā)生致命性咽部水腫的概率是其他人的9.6(1.6～57)倍，提示此類過敏至少部分可能是由緩激肽介導(dǎo)的[24]。

緩激肽與血管性水腫

雖然，血管性水腫不是傳統(tǒng)意義上的過敏性疾病，但此類疾病患者往往到過敏科門診就醫(yī)，所以本文亦對(duì)緩激肽與血管性水腫的關(guān)系進(jìn)行了初步綜述。KKS系統(tǒng)與血管神經(jīng)性水腫直接相關(guān)。如臨床常用的ACEI類抗高血壓藥物主要不良反應(yīng)之一是血管性水腫[25]，其作用機(jī)制是血管緊張素轉(zhuǎn)化酶受到抑制后不能有效降解緩激肽，導(dǎo)致后者在體內(nèi)蓄積，進(jìn)而誘發(fā)血管通透性增加[26]。此外，還有一種遺傳性血管神經(jīng)性水腫(hereditary angioedema， HAE)，其發(fā)病機(jī)制主要是由于患者體內(nèi)C1酯酶抑制劑遺傳性缺陷，導(dǎo)致KKS系統(tǒng)過度活化，過度生成緩激肽[27]。Oschatz等[28]發(fā)現(xiàn)，肥大細(xì)胞激活后可以通過釋放肝素途徑激活蛋白酶因子XII，繼而增加緩激肽的生成。緩激肽再通過激肽B2受體誘導(dǎo)血管通透性增加及皮膚水腫。

最近的研究發(fā)現(xiàn)，B2受體抑制劑對(duì)減少HAE發(fā)作有益，B2受體的拮抗劑已推薦作為治療血管性水腫發(fā)作的藥物之一[29]。然而，Bossi等[30]認(rèn)為，B1受體通過與補(bǔ)體系統(tǒng)的相互作用也參與了血管神經(jīng)性水腫的發(fā)作。Kassuya等[31]發(fā)現(xiàn)，緩激肽誘導(dǎo)的大鼠爪水腫可被內(nèi)皮素-1受體ET(A)的阻斷劑BQ-123所抑制，抑制率達(dá)74%～4%，提示緩激肽誘發(fā)水腫很可能也與ET(A)的激活有關(guān)。

以緩激肽為靶點(diǎn)的抗過敏藥物研發(fā)

目前，抗過敏藥物的研發(fā)仍然是以糖皮質(zhì)激素類和抗組胺藥物為主，抗緩激肽藥物屈指可數(shù)，且大多處于臨床前研究階段。2009年，美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)皮下注射劑Kalbitor用于治療遺傳性血管水腫。Kalbitor的主要成分艾卡拉肽是人血漿激肽釋放酶抑制劑，可降低緩激肽生成。隨機(jī)臨床試驗(yàn)證實(shí)，Kalbitor對(duì)于遺傳性血管水腫所有類型的急性發(fā)作均有效[32]。最近，F(xiàn)DA已將該藥的適用人群由16歲以上人群擴(kuò)大至12歲兒童。

2011年，皮下注射劑Firazyr也獲FDA的批準(zhǔn)用于治療遺傳性血管水腫，其主要成分艾替班特屬于B2受體拮抗劑。最近研究顯示，Ⅰ型遺傳性血管水腫患者的癥狀可在應(yīng)用艾替班特后30 min得到明顯緩解[27]。

Kenniston等[33]還發(fā)現(xiàn)了一種完全人源的IgG1型單克隆抗體DX-2930，其可特異性拮抗血漿激肽釋放酶。該研究發(fā)現(xiàn)，DX-2930以劑量和時(shí)間依賴性地抑制HMWK的蛋白水解，并減弱卡拉膠介導(dǎo)的大鼠爪水腫，有望用于遺傳性血管性水腫的治療。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還顯示，口服B2受體拮抗劑FK3657對(duì)哮喘及過敏性鼻炎具有明顯的治療作用[34]，B2受體拮抗劑MEN16132對(duì)于內(nèi)源性緩激肽誘發(fā)的豚鼠氣道高反應(yīng)有明顯的抑制作用，B2受體拮抗劑有望用于哮喘及過敏性鼻炎的治療[35]。

結(jié)　　語(yǔ)

緩激肽是早已為人們所認(rèn)識(shí)的生物活性介質(zhì)。緩激肽在過敏性哮喘、鼻炎及皮炎等疾病中的病理生理作用得到廣泛證實(shí)。近年來(lái)，隨著對(duì)其機(jī)制的深入探討，以緩激肽作為靶點(diǎn)的抗過敏藥物的研發(fā)顯示積極發(fā)展前景，有望為過敏性疾病的治療提供新的手段。

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