溶血磷脂對膿毒癥治療作用的研究進展

趙麗琪 楊敬平 徐喜媛 王秀香 常欣欣 趙曉靜

溶血磷脂對膿毒癥治療作用的研究進展

趙麗琪1楊敬平2徐喜媛2王秀香2常欣欣1趙曉靜1

膿毒癥(Sepsis)是宿主對嚴重感染或創(chuàng)傷免疫應答失調而導致的多臟器功能障礙的臨床癥候群，其關鍵是全身性過度的炎癥反應及廣泛的免疫抑制[1]。Sepsis的根本發(fā)病機制尚不明，網絡炎癥效應、基因的多態(tài)性表型、失控的免疫反應、及宿主對不同病原及毒素不同的反應等參與發(fā)病[2]。盡管美國胸科醫(yī)師協(xié)會(ACCP)和美國危重癥醫(yī)學會(SCCM)對Sepsis制定了隨時更新的指南[3]，指南指導的治療包括早期液體復蘇、活化 C蛋白、加強胰島素和腎上腺功能替代治療以及一些新的治療靶點，但發(fā)病率和死亡率仍處于較高水平[1-3]。因此，加強對Sepsis發(fā)病機制的探索，研究具有拮抗Sepsis的藥物或治療措施，對救治膿毒患者具有重要的意義。溶血磷脂(Lysophospholipids，LPs)是磷脂類信號小分子家族成員，具有調節(jié)細胞生長及存活等的生物活性作用，包括溶血磷脂酸(Lysophosphatidic acid，LPA)、鞘氨醇-1-磷酸(Sphingosine-1-phosphate，S1P)和溶血磷脂酰膽堿(Lysophosphatidylcholine，LPC)等，它們來源于激活的血小板及包括紅細胞在內的多種類型細胞。溶血磷脂可能參與Sepsis的發(fā)病過程，可成為潛在的Sepsis治療靶點[4-5]。

一、溶血磷脂酸(Lysophosphatidicacid，LPA)在Sepsis中的作用

溶血磷脂酸(LPA)是一種自然產生的內源性炎癥磷脂，它參與了多種肺部疾病的發(fā)生包括哮喘、急性肺損傷和肺纖維化[6]。從生化角度來講，LPA可以通過與它的G蛋白偶聯(lián)受體LPA1-6相結合，從而激活下游的轉錄因子(包括核因子-κB)和第二信使(如p38 MAPK)的活性[7]。相對于外源性LPA來講，內源性LPA含有不同的脂肪酸鏈，如18:0，18:2，20:4，從而發(fā)揮不同的作用。LPA還可以通過一些系統(tǒng)的γPPAR受體來傳導信號通路。在這些受體中，LPA1被認為是在整個LPA信號通路中最活躍的，它在肺部系統(tǒng)的促炎反應和促纖維化反應中具有重要的作用[8]。有研究表明[9]，在博萊霉素誘導的肺纖維化小鼠模型中，肺泡上皮細胞凋亡增加，而成纖維細胞存活率則逐漸升高，并且驅動纖維化表型因子的活化，相似的研究也表明，暴露于博來霉素的小鼠模型中，阻塞LPA信號通路可以減少炎癥后的纖維化，而在LPA1基因敲除的動物模型中，肺血管的損傷以及肺泡表面細胞凋亡蛋白酶-3的活性均下降，說明LPA1基因敲除動物模型的生存優(yōu)勢[10]。近幾年有學者發(fā)現(xiàn)一種新型LPA1-3受體阻斷劑：Ki16425。它可以減弱p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)的磷酸化以及LPS的暴露，這可能反過來減少下游細胞的死亡，并激活轉錄信號[11]，這些研究提示LPA受體拮抗劑很可能成為上述疾病治療的潛在方法。有研究證實[12]細菌松動導致的手術失敗通常與Sepsis相關，在有LPA參與的條件下，能夠促進鈦表面成骨細胞的成熟，并有效阻止金黃色葡萄球菌的生長和在鈦層表面的附著，有效預防了鈦置入相關Sepsis 的發(fā)生，大大的擴展了LPA在不同原因引起的Sepsis的應用。

二、溶血磷脂酰膽堿(Lysophosphatidylcholine，LPC)在Sepsis 中的作用

LPC是由細胞膜上的卵磷脂被磷脂酶A2(PLA2)水解而產生的的衍生物，?；湹娘柡投燃伴L度決定分子種類的區(qū)別[13]。PLA2的激活是產生多種促炎脂質時的限速過程，并與細胞對多種刺激的反應有關，包括應激和炎癥反應。磷脂的氧化修飾與炎癥相關，其代謝產物越來越多地被認為是慢性炎癥性疾病和自身免疫性疾病發(fā)生和發(fā)展的關鍵因素[13]。不同形式的PLA2中，分泌形式的PLA2(sPLA2)是由巨噬細胞以及炎癥和損傷組織部位的細胞釋放，促進胞外生成的PLC炎癥作用，包括上調內皮細胞黏附分子和生長因子，增強T淋巴細胞和單核細胞的趨化性，以及巨噬細胞的活性[14]。安元均等[15]發(fā)現(xiàn)，使用LPC治療性給藥能夠有效降低采用盲腸結扎穿孔術(CLP)Sepsis模型小鼠的死亡率。LPC可以產生至少兩種不同的抗炎機制：促進細菌的清除和抑制脂多糖(LPS)的作用，這種雙重作用機制使LPC非常適合用于治療Sepsis。中性粒細胞功能障礙導致入侵體內的微生物不能被吞噬和殺滅，導致Sepsis發(fā)生,并與Sepsis的死亡率有關。中性粒細胞是介導LPC促進體內消炎過程的靶細胞，LPC可以有效地促進體內細菌的清除，也可以直接增強體外中性粒細胞的殺菌活性,而且可以阻斷CLP引起的中性粒細胞失活[16]。

Autotaxin ( ATX)酶最初發(fā)現(xiàn)為人類黑色素瘤A2058細胞釋放的一種自分泌運動刺激因子，是一種大小為125×103的泌型糖蛋白，它具有溶血磷脂酶 D (Lysophospholipase D,Lyso PLD)的活性，可以將LPC水 解 成LPA。ATX水解LPC產生的LPA是LPA的主要來源，ATX與LPA 組成 ATX-LPA生物軸發(fā)揮生物學功能[17]。在CLP小鼠模型中，增加LPC相關物質(即磷脂酰膽堿(PC)和LPA)的血漿濃度，增強參與血漿調節(jié)LPC濃度限速酶的活性， 均可降低ATX、LPC及SPLA2濃度，減少清蛋白的活性，而PC、LPA及LPCAT濃度均增加，LPC濃度高的小鼠可有效防止膿毒血癥的發(fā)生[18]。表明LPC對Sepsis具有防御作用，提高LPC水平可能成為Sepsis治療新靶點。

三、鞘氨醇-1-磷酸(Sphingosine-1-phosphate，S1P)在Sepsis 中的作用

S1P是原生質膜上鞘脂類的代謝物，主要存在于紅細胞、血小板、淋巴液、血液等細胞和體液中，參與調解與Sepsis發(fā)病機制相關的多種生理過程,包括調解抗原呈遞、淋巴細胞的遷移及維持血管的完整性[19]。Sepsis發(fā)病時內皮細胞的改變，包括血管通透性增加、炎癥血栓的增多以及炎癥通路的形成與器官衰竭的病理生理過程有關，而這些內皮細胞改變均可被S1P調節(jié)。有研究報道，在膿毒血癥患者中血清S1P的濃度顯著下降，且下降的程度與膿毒血癥病情的嚴重程度呈正相關。因此，測定血清中S1P的濃度來檢測膿毒血癥的嚴重程度和費時費力的SOFA評分的作用相當[20]。血管內皮細胞的完整性、細胞之間的聯(lián)系程度與Sepsis的嚴重程度緊密相關。在微血管中的屏障功能調節(jié)器是小G蛋白Rac和Rho,他們都受到SIP的調控。Rac的活性是由S1P的G蛋白偶聯(lián)受體(S1PR1)通過促進皮層肌動蛋白的裝配來調節(jié)，表明S1PR1 在維持內皮屏障功能也發(fā)揮了作用[21]。近期學者們發(fā)現(xiàn)了磷酸化FTY720(FTY720-p)[22]，也是一種S1PR1的激動劑。在S1PR1的介導下，它對肺屏障的保護作用比S1P和FTY720更強。研究發(fā)現(xiàn)S1P屏障穩(wěn)定劑可以提高脂多糖誘導的肺損傷等Sepsis動物模型的生存率。上述研究表明SIP可作為治療Sepsis的一個潛在方法[23]。但目前對控制S1P在血清中濃度平衡的控制技術并不成熟，最有前途的方法可能是針對S1P受體調節(jié)來進一步調控膿毒血癥的治療方向。

綜上所述，溶血磷脂既可以作為第二信使發(fā)揮作用，又可以作為第一信使與其特異性受體結合參與多種生物學過程。它們作為胞外信號分子通過G蛋白偶聯(lián)受體而發(fā)揮廣泛的生物學功能，包括參與調節(jié)細胞的增殖、存活與凋亡等。目前LPA及 LPC、S1P在Sepsis發(fā)病中的作用研究較少，其治療作用的研究還在探索階段?，F(xiàn)有的研究表明溶血磷脂酸及其受體在sepsis治療方面展現(xiàn)出良好的效果，可能為探討Sepsis預防和治療提供新的方向。

[1] Singer M,Deutschman CS,Seymour CW，et al.The Third International Consensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis -3)[J].JAMA，2016，315(8):801-810．

[2] Seymour CW,Liu VX,Iwashyna TJ,et al.Assessment of clinical criteria for sepsis: for the third international consensus definitions for sepsis and septic shock (Sepsis-3)[J].JAMA,2016,315(8):762-774.

[3] García-Gigorro R,Sáez-de la Fuente,Marín Mateos H,et al．Utility of SOFA and Δ-SOFA scores for predicting outcome in critically ill patients from the emergency department[J].Eur J Emerg Med,2017.

[4] Schneider G,Sellers ZP,Bujko K，et al．Novel pleiotropic effects of bioactive phospholipids in human lung cancer metastasis[J]．Oncotarget,2017.

[5] Suárez-García S,Arola L,Pascual-Serrano A，et al．Development and validation of a UHPLC-ESI-MS/MS method for the simultaneous quantification of mammal lysophosphatidylcholines and lysophosphatidylethanolamines in serum[J]．J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci,2017,1055-1056:86-97.

[6] Rolla R,De Mauri A,Valsesia A,et al.Lipoprotein profile, lipoprotein-associated phospholipase A2 and cardiovascular risk in hemodialysis patients[J].J Nephrol,2015,28(6):749-755.

[7] Yang B,Zhou Z,Li X,et al．The effect of lysophosphatidic acid on Toll-like receptor 4 expression and the nuclear factor-κB signaling pathway in THP-1 cells[J]．Mol Cell Biochem，2016,422(1-2):41-49.

[8] Cai J,Wei J,Li S,et al.AM966, an Antagonist of Lysophosphatidic Acid Receptor 1, Increases Lung Microvascular Endothelial Permeability through Activation of Rho Signaling Pathway and Phosphorylation of VE-Cadherin[J].Mediators Inflamm，2017,2017:6893560.

[9] Williamson JD,Sadofsky LR,Hart SP.The pathogenesis of bleomycin Induced lung injury in animals and its applicability to human idiopathic pulmonary fibrosis[J] .Exp Lung Res,2015,41(2):57-73.

[10] Xu X,Dai H,Wang C.Epithelium-dependent profibrotic milieu in the pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis: current status and future directions[J].Clin Respir J,2016,10(2):133-141.

[11] Zhao J,Wei J,Weathington N,et al．Lysophosphatidic acid receptor 1 antagonist ki16425 blunts abdominal and systemic inflammation in a mouse model of peritoneal sepsis[J].Transl Res,2015,166(1):80-88.

[12] Skindersoe ME,Krogfelt KA,Blom A,et al.Dual Action of Lysophosphatidate-Functionalised Titanium: Interactions with Human (MG63) Osteoblasts and Methicillin Resistant Staphylococcus aureus[J].PLoS One,2015,10(11):e0143509.

[13] Park DW,Kwak DS,Park YY,et al.Impact of serial measurements of lysophosphatidylcholine on 28-day mortality prediction in patients admitted to the intensive care unit with severe sepsis or septic shock[J].J Crit Care,2014,29(5):882.e5-e11.

[14] Yarla NS,Bishayee A,Vadlakonda L，et al.Phospholipase A2 Isoforms as Novel Targets for Prevention and Treatment of Inflammatory and Oncologic Diseases[J].Curr Drug Targets,2016,17(16):1940-1962.

[15] Ahn WG,Jung JS,Kwon HY,et al．Alteration of Lysophosphatidylcholine-Related Metabolic Parameters in the Plasma of Mice with Experimental Sepsis[J].Inflammation,2017,40(2):537-545.

[16] Curcic S,Holzer M,Frei R,et al．Neutrophil effector responses are suppressed by secretory phospholipase A2 modified HDL[J].Biochim Biophys Acta,2015,1851(2):184-193.

[17] Barbayianni E,Kaffe E,Aidinis V,et al.Autotaxin, a secreted lysophospholipase D, as a promising therapeutic target in chronic inflammation and cancer[J].Prog Lipid Res,2015,58:76-96.

[18] Orosa B,García S,Conde C.The autotaxin-lysophosphatidic acid pathway in pathogenesis of rheumatoid arthritis[J].Eur J Pharmacol,2015,765:228-233.

[19] Kharel Y,Morris EA,Congdon MD,et al.Sphingosine Kinase 2 Inhibition and Blood Sphingosine 1-Phosphate Levels[J].J Pharmacol Exp Ther,2015,355(1):23-31.

[20] Winkler MS,Nierhaus A,Poppe A,et al.Sphingosine-1-phosphate (S1P): A Potential Biomarker and Therapeutic Target for Endothelial Dysfunction and Sepsis [J].Shock,2017,47(6):666-672.

[21] Leo A,Citraro R,Marra R,et al．The Sphingosine 1-Phosphate Signaling Pathway in Epilepsy: A Possible Role for the Immunomodulator Drug Fingolimod in Epilepsy Treatment[J].CNS Neurol Disord Drug Targets,2016.

[22] Rahman MM,Prünte L,Lebender LF,et al．The phosphorylated form of FTY720 activates PP2A, represses inflammation and is devoid of S1P agonism in A549 lung epithelial cells[J].Sci Rep,2016,6:37297.

[23] Frej C,Linder A,Happonen KE,et al．Sphingosine 1-phosphate and its carrier apolipoprotein M in human sepsis and in Escherichia coli sepsis in baboons[J].J Cell Mol Med,2016,20(6):1170-1181.

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.010.040

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2017-06-06]