纖維蛋白原、凝血酶和因子Ⅻ在自身免疫病中的作用研究進展

黃天卓 鄧莉

自身免疫病種類繁多，其發(fā)病機制并未完全解開。絕大多數(shù)自身免疫病產(chǎn)生的局部或全身病理損傷都有炎性細胞浸潤[1]。目前,治療自身免疫病藥物主要分為非甾體抗炎藥、甾體抗炎藥、改善病情抗風濕藥(化學藥物、天然藥物以及生物制劑)等，但長期服用會產(chǎn)生嚴重的不良反應。為了解決這個問題，有研究者提出炎癥免疫軟調(diào)節(jié)這一概念，即藥物對細胞功能、基因和蛋白表達或活性不是完全抑制，而是選擇性調(diào)節(jié)異?；钚灾辽硭?，以恢復細胞和整體的動態(tài)平衡，發(fā)揮治療作用并盡量減少不良反應[2]。目前有很多研究發(fā)現(xiàn)凝血反應和炎性反應是存在一定的關聯(lián)的，某種程度上甚至相互促進，而凝血系統(tǒng)中處于通路交叉處最具代表性的就是纖維蛋白原、凝血酶和因子Ⅻ,因此，使用這些分子的抑制劑或者拮抗劑作為治療自身免疫病的藥物可能相對不良反應較小。本文就近年來凝血系統(tǒng)和炎癥反應中相關分子在自身免疫病中作用的研究及進展作一綜述。

1 凝血系統(tǒng)中的接觸系統(tǒng)

目前的觀點認為，接觸系統(tǒng)也稱為激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)，是由3個酶原(凝血因子Ⅻ、血漿激肽釋放酶和高分子量激肽原)組成。在體外，初始接觸反應通過人造接觸表面激活因子Ⅻ導致血凝塊形成[3]。然而，在體內(nèi)，該因子的激活機制仍存在爭議，目前的研究認為組織因子是內(nèi)源性凝血的主要啟動因子，它是在血管周圍組織中表達的跨膜糖蛋白。組織因子與因子Ⅻ形成復合體，直接或通過因子Ⅸ間接激活因子Ⅹ[4]。內(nèi)源性和外源性這兩種途徑通過因子Ⅹ的激活相互作用，導致凝血酶原裂解為凝血酶。最終，凝血酶介導纖維蛋白原裂解為纖維蛋白單體，聚合后形成纖維蛋白凝塊并止血。這些凝塊的形成取決于凝血酶、鈣和帶負電荷的磷脂膜。整個凝血級聯(lián)緊密聯(lián)系，并且受到幾個檢查點的嚴格控制，這些檢查點以正反饋或負反饋的調(diào)節(jié)反復運行[5]。

2 凝血與炎癥

然而，凝血因子也與組織修復和炎性反應有關。而且一些主要凝血因子，如組織因子、凝血酶或纖維蛋白原，被認為是疾病模型如膿毒癥、內(nèi)毒素血癥、腦脊髓炎或多發(fā)性硬化中炎癥的潛在驅(qū)動因子?？梢钥吹降氖?，這些因子不僅增強了血液中的炎癥，也增強了組織內(nèi)的炎癥。此外，我們還知道因子Ⅻ通過血漿激肽釋放酶原裂解高分子量激肽原釋放出緩激肽，它具有粘附調(diào)控特性，包括抑制纖維蛋白原與白細胞整合素CD11b/CD18相互作用的活性。緩激肽與緩激肽受體結合可激活促炎通路，誘導白細胞趨化，增加血管通透性[6]。

3 自身免疫病與凝血系統(tǒng)

有研究對多發(fā)性硬化患者的大腦組織進行了蛋白質(zhì)組學分析，確定凝血級聯(lián)中相關的幾種蛋白的功能失調(diào)，如組織因子和蛋白C抑制劑[7]。此外，在多發(fā)性硬化動物模型中，因子Ⅻ、凝血酶等其他因子在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達上調(diào)。已有研究證明，這種凝血系統(tǒng)的失調(diào)并不局限于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，還發(fā)生在外周血系統(tǒng)中，因子Ⅻ和凝血酶在多發(fā)性硬化患者血漿中的表達均高度上調(diào)[8]。此外，還發(fā)現(xiàn)緩激肽受體功能失調(diào)與多發(fā)性硬化有關。

雖然需要使用多發(fā)性硬化動物模型進行進一步的研究，但現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，凝血因子與免疫細胞或大腦內(nèi)皮細胞之間的相互作用可能調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥的啟始和發(fā)展過程[9]。

3.1 自身免疫病中的因子Ⅻ Ⅻ因子是一種可溶性酶原，分子量約為80 kDa，在肝臟中產(chǎn)生。它有幾個結構域，即前導肽、Ⅱ型纖連蛋白結構域、表皮生長因子樣結構域、Ⅰ型纖連蛋白結構域、Ⅱ型表皮生長因子結構域、kringle結構域、脯氨酸富集區(qū)和催化結構域。其R353-V354位點的蛋白裂解將酶原因子Ⅻ轉(zhuǎn)化為活化因子Ⅻ。在體外，因子Ⅻ可以被血漿激肽釋放酶、纖溶酶或負電荷接觸表面激活，而在體內(nèi)激活的途徑仍在爭論中。因子Ⅻa被認為可以激活內(nèi)源性凝血、接觸系統(tǒng)和補體系統(tǒng)[3]。例如，因子Ⅻa誘導血漿激肽釋放酶的裂解產(chǎn)生活性激肽釋放酶，通過激活因子Ⅺ來激活補體通路。絲氨酸蛋白酶C1抑制劑是因子Ⅻ的主要抑制劑，控制因子Ⅻ蛋白水解活性[10]。除C1抑制劑外，抗凝血酶Ⅲ和纖溶酶原激活物抑制劑I也具有抑制因子Ⅻ能力。盡管因子Ⅻ在體外可以促進纖維蛋白的形成，但它在體內(nèi)對止血似乎并不是必不可少的[11]。但是，在病理條件下，因子Ⅻ參與血栓形成和血栓栓塞疾病，如中風[12]。

我們已經(jīng)能夠證明FⅫ缺乏癥可以導致實驗性自身免疫性腦脊髓炎病情嚴重程度降低，同時效應T細胞產(chǎn)生的白介素IL-17a減少[13]。重組人白蛋白標記的感染蛋白4對FⅫ的抑制也能降低腦脊髓炎的嚴重程度[14]。而在實驗性自身免疫性腦脊髓炎中，F(xiàn)Ⅻ通過改變樹突細胞的細胞因子表達譜來介導效應T細胞分化。這些發(fā)現(xiàn)表明在神經(jīng)炎癥中因子Ⅻ和免疫系統(tǒng)之間可能存在新的聯(lián)系。值得注意的是，與健康供體相比，復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化和繼發(fā)性多發(fā)性硬化患者的FⅫ血漿活性顯著增加，這表明該因素在人類多發(fā)性硬化發(fā)病機制中起作用[13]。

因子Ⅻa可以激活因子Ⅺ裂解。然而，研究表明因子XI在腦脊髓炎中沒有顯著作用[13]，推測不是整個內(nèi)源性凝血系統(tǒng)參與神經(jīng)炎癥，而是因子Ⅻ激活的其他通路在自身免疫病中發(fā)揮作用。

因子Ⅻ除了止血外，還會激活接觸系統(tǒng)，從而釋放緩激肽。關于緩激肽在多發(fā)性硬化和腦脊髓炎中的作用的報道存在相互矛盾的地方。有報告描述了一種從遺傳或藥理層面抑制緩激肽受體B1R的保護作用，而另一項研究表明阻斷B1R可增強炎性反應，B1R已被證明對多發(fā)性硬化患者具有不利影響，因為B1R在繼發(fā)進展型多發(fā)性硬化或復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化患者的T淋巴細胞表達上調(diào)[15-18]。此外，B1R可能在調(diào)節(jié)血腦屏障通透性和趨化因子的產(chǎn)生方面發(fā)揮作用[19]，表明該因素參與相關自身免疫病。

因子Ⅻ具有通過血清補體C1q直接激活補體通路的能力[20]。然而，C1q對神經(jīng)炎癥沒有影響，至少在臨床上是這樣。血漿激肽釋放酶可以激活補體C3和C5。然而，關于自身免疫病中的這些補體系統(tǒng)分子的報道也是相互矛盾的。雖然有三份報告顯示C3具有顯著的作用，因為C3缺乏的腦脊髓炎動物病情有好轉(zhuǎn)，T細胞浸潤減少[21-23]，但另一項研究顯示沒有臨床差異，但有增強炎癥和脫髓鞘的傾向[24]。C5在腦脊髓炎中有雙重作用:一項研究顯示，C5可減少急性病灶的炎癥和組織修復，而這似乎是慢性病灶軸突損傷增加和膠質(zhì)細胞增多的原因[25]。此外，C5可以抑制腦脊髓炎中少突膠質(zhì)細胞凋亡，從而促進髓鞘再生[26]。使用在星形膠質(zhì)細胞特異性纖維酸性蛋白啟動子下表達C5的轉(zhuǎn)基因小鼠，發(fā)現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)中該成分對疾病發(fā)展沒有顯著貢獻[27]，雖然補體在腦脊髓炎中的作用存在矛盾之處，但因子Ⅻ確實能間接激活補體系統(tǒng)來影響自身免疫病的發(fā)病過程。

因子Ⅻ可以通過降低炎性因子的表達系統(tǒng)來減小免疫反應。研究表明樹突狀細胞上的CD87水平很高，因子Ⅻ通過CD87和調(diào)節(jié)樹突狀細胞中的環(huán)腺苷一磷酸以及細胞因子(如IL-6、IL-23)水平直接發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用[13]。

3.2 自身免疫病中的纖維蛋白原 纖維蛋白原是一種在肝臟中合成的糖蛋白,它可以被凝血酶激活成纖維蛋白，然后在活化的因子ⅫI的參與下，暴露出幾個與不溶性纖維蛋白凝塊交聯(lián)的聚合位點。盡管凝血系統(tǒng)的激活以及纖維蛋白的形成對于阻止致命的出血至關重要，但是為了避免血栓的發(fā)生，纖維蛋白的沉積被嚴格地控制[28]。這可以通過纖溶系統(tǒng)實現(xiàn)，在這個系統(tǒng)中，纖溶蛋白通過中和促凝信號，導致血凝塊溶解，并產(chǎn)生可溶的纖維蛋白片段，如片段D、E和D-二聚體[29]。纖溶酶的產(chǎn)生受組織型纖溶酶原激活物和尿激酶纖維蛋白溶酶原激活物兩種蛋白酶的調(diào)控，這兩種蛋白酶由纖溶酶原激活物抑制劑-1調(diào)控[30]。

正常生理條件下，血漿纖維蛋白原濃度在2～4 g/L。但是，在病理條件下如損傷、感染或炎癥，這種蛋白濃度會迅速增加。同理，濃度提高的纖維蛋白降解產(chǎn)物，如D-二聚體，在臨床上也被用作炎癥指標和血栓形成預測因子。在大多數(shù)情況下，自身免疫性腦脊髓炎患者體內(nèi)纖維蛋白/纖維蛋白原與不同的免疫細胞例如巨噬細胞、單核細胞和小膠質(zhì)細胞的CD11b/CD18整合素受體相互作用,誘導活性氧的釋放和軸突損傷[31]。在這種情況下,它已經(jīng)表明,纖維蛋白/纖維蛋白原結合CD11b/CD18整合素受體導致炎性級聯(lián)激活、炎性細胞因子的釋放,如腫瘤壞死因子(TNF)-α或IL-1β,從而影響類風濕性關節(jié)炎或炎癥相關腸癌等疾病[32]。此外，血小板的纖維蛋白原依賴效應也可能是導致腦脊髓炎的發(fā)病機制。

在多發(fā)性硬化病變中，纖維蛋白沉積與小膠質(zhì)細胞活化有關。纖維蛋白原可以直接激活小膠質(zhì)細胞，增強其吞噬能力，誘導外周血巨噬細胞聚集和局部中樞神經(jīng)系統(tǒng)激活髓磷脂抗原特異性Th1細胞[33]。小鼠纖維蛋白原的基因缺失會導致多發(fā)性硬化小鼠炎癥和脫髓鞘減少，而且，CD18受體基因突變會抑制纖維蛋白原結合CD18，減少小膠質(zhì)細胞激活并且緩解實驗性自身免疫性腦脊髓炎病程[34]。

值得注意的是，這些抑制途徑都沒有干擾纖維蛋白原的凝血功能。另外，細胞外粘附蛋白干擾了CD11b/CD18和纖維蛋白原之間的相互作用，也抑制了小鼠腦脊髓炎的嚴重程度[35]，而使用蛇毒液里的去纖劑如安克洛酶或巴曲酶等的藥理治療方法抑制了不同動物模型多發(fā)性硬化的臨床癥狀[36]。

纖維蛋白沉積通常被組織型纖溶酶原激活物和尿激酶纖維蛋白溶酶原激活物產(chǎn)生的纖溶酶抑制。急性多發(fā)性硬化病灶的尿激酶纖維蛋白酶原激活物和纖溶酶原激活物抑制劑-1顯著升高，而組織型纖溶酶原激活物水平不變[37]。尿激酶纖維蛋白溶酶原激活物基因缺陷導致腦脊髓炎小鼠病程加重，并且伴隨著小膠質(zhì)細胞激活增加。纖溶酶原激活物抑制劑-1衍生肽段可以增加尿激酶纖維蛋白溶酶原激活物的纖溶酶原活化能力，抑制腦脊髓炎癥狀的發(fā)展[38]。相比之下,另一個文獻使用ε-氨基己酸,抑制纖溶酶原和胰蛋白酶原激活物,降低自身免疫性腦脊髓炎嚴重程度[39]。研究表明，局部纖維蛋白沉積在自身免疫病中發(fā)揮了重要作用，并提示了可以通過靶向治療來抗炎[39]。

4 自身免疫病中的凝血酶

凝血酶原是一種可溶性的72 kDa蛋白質(zhì)，由肝臟產(chǎn)生?；罨哪笇е吕w維蛋白原分裂成纖維蛋白單體，聚合后形成纖維蛋白凝塊。因此，凝血酶原的激活在病理生理凝血中起著至關重要的作用，例如，先天性低凝血素血癥和獲得性低凝血素血癥[40]。除了在凝血中的關鍵作用外，凝血酶還可以介導進一步的作用，例如，凝血酶是一種強有力的血管收縮劑，與蛛網(wǎng)膜下腔出血后的血管痙攣有關[41]。

腦脊髓炎小鼠脊髓內(nèi)凝血酶活性明顯升高。水蛭素抑制凝血酶活性可以顯著改善腦脊髓炎病情，它能使免疫細胞增殖和細胞因子分泌以及炎癥病灶數(shù)量的減少[42]。此外，研究還表明，在腦脊髓炎期間凝血酶抑制劑水平顯著升高，例如，與對照組相比，腦脊髓炎中抗凝血酶Ⅲ水平較高[43]。此外，研究顯示，復發(fā)緩解型多發(fā)性硬化或繼發(fā)性進行性多發(fā)性硬化患者血漿中凝血酶原水平升高，表明凝血因子在自身免疫病中發(fā)揮了重要作用[44]。

5 自身免疫病中的其他凝血相關分子

越來越多的研究也發(fā)現(xiàn)凝血系統(tǒng)在自身免疫病中起決定性作用。例如，在風濕性關節(jié)炎或炎癥性關節(jié)疾病中，可以在患者的關節(jié)中發(fā)現(xiàn)纖維蛋白沉積[45]。纖維素的降解產(chǎn)物，如D-二聚體，被用作疾病的常見生物標志物。體外實驗表明，纖維蛋白原可以增強人滑膜成纖維細胞IL-8的分泌和細胞間粘附分子1的表達，增強淋巴細胞的粘附能力[45,46]。纖維蛋白/纖維蛋白原在類風濕性關節(jié)炎發(fā)病機制中被認為是具有促炎作用，研究表明纖維蛋白/纖維蛋白原在小鼠中的遺傳信息耗竭導致類風濕性關節(jié)炎動物模型臨床癥狀的改善，并導致滑膜炎癥的減少，纖維蛋白原與免疫細胞通過CD11b/CD18的相互作用是這種反應的相關因素[46]。此外，通過水蛭素對凝血酶的藥理抑制可以顯著降低類風濕性關節(jié)炎兩種不同動物模型的滑膜炎癥和疾病嚴重程度[42]。在此背景下，膠原蛋白誘導的關節(jié)炎小鼠血液和炎癥關節(jié)中均可顯示血漿蛋白活性降低，而纖溶酶原激活物抑制因子1水平升高。

盡管使用尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑和組織型纖維蛋白溶酶原激活劑治療可提高纖溶酶活性，并清除關節(jié)內(nèi)纖維蛋白原沉積，但疾病的嚴重程度并沒有改變，這影響了我們對纖維蛋白原在這方面的病理生理作用的推測。盡管如此，尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑的顯著作用仍可以在其他研究中看到，但對不同關節(jié)炎模型，這仍然是矛盾的，例如在單關節(jié)模型中，尿激酶纖維蛋白溶酶原激活物缺陷小鼠的病程加重。相比之下，其他使用多關節(jié)動物模型的研究表明，尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑可以抵抗或抑制疾病，減少炎癥，這說明尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑在不同類型關節(jié)炎中的作用不同。同樣的結果也出現(xiàn)在缺乏纖溶酶原的動物身上[47]。與尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑不同的是，使用缺乏組織型纖維蛋白溶酶原激活劑的動物進行的研究表明，該病病程加重，炎癥加重。

接觸系統(tǒng)在類風濕性關節(jié)炎中的也起到重要作用，例如，與健康對照組相比，類風濕性關節(jié)炎患者的因子Ⅻa水平顯著升高[48]。此外，不同抑制劑對血漿激肽釋放酶原的藥理阻斷顯示不同類型關節(jié)炎的疾病嚴重程度和炎癥減輕。與這些發(fā)現(xiàn)一致的是，對高分子量激肽原的遺傳或藥理抑制導致激肽系統(tǒng)激活、局部和全身炎癥的減弱，表明其對類風濕性關節(jié)炎具有治療潛力。此外，缺乏B1R和B2R的小鼠或使用B2R拮抗劑治療時，關節(jié)炎的嚴重程度明顯減輕[49]。

利用凝血系統(tǒng)及其因子的成藥性不僅是類風濕性關節(jié)炎，也是治療炎癥性腸病的潛在治療思路。克羅恩病患者的 C1抑制因子和腸組織激肽釋放酶水平明顯升高，而血漿中的激肽釋放酶原、因子Ⅺ和高分子量激肽原水平?jīng)]有改變。此外，人類炎癥性腸病與較高的血漿纖維蛋白原、凝血酶原、因子Ⅴ、因子Ⅷ、纖溶酶原和血小板有關[50]。與這些發(fā)現(xiàn)相一致，動物結腸炎模型顯示，由于纖維蛋白原與CD11b/CD18整合素受體的結合受到基因干擾，炎癥得以減輕。此外，慢性炎癥和腫瘤發(fā)展之間也存在聯(lián)系，例如結腸炎和結直腸癌，無論是缺乏纖維蛋白原的小鼠，還是纖維蛋白原與CD11b/CD18整合素受體相互作用發(fā)生基因突變的小鼠，結直腸腺瘤的發(fā)病率都顯著降低[51]。

本綜述中，我們重點討論了纖維蛋白原、凝血酶和Ⅻ因子在自身免疫病中的作用。凝血相關分子在自身免疫病患者組織中的沉積可能引發(fā)炎癥的加劇，從而限制再生機制，特別是纖維蛋白原、凝血酶和Ⅻ因子發(fā)揮了重要作用。隨著新的分子和細胞結合位點不斷被發(fā)現(xiàn)，凝血相關分子的作用正在從止血調(diào)節(jié)因子向多面信號分子演化，從而控制免疫防御機制和炎癥之間的平衡。因此，阻斷這些分子間的相互作用可能對自身免疫病有一定的緩解作用。

自身免疫病治療的新思路是使用生物制劑來修飾特定的炎癥和凝血通路。治療自身免疫病的靶向藥物能特異性阻斷炎癥分子和凝血因子與他們在生物體內(nèi)的受體結合，由于很多炎癥性或凝血疾病的作用機制共性，這些靶向藥物不僅能被開發(fā)用于治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡、多發(fā)性硬化等自身免疫疾病，而且還能用于治療銀屑病、銀屑病關節(jié)炎、炎癥性腸病和許多其他疾病。目前，任何自身免疫性疾病都不存在特效藥，但研究人員最終的目的是研究出一種即使不能完全治愈也能大大緩解疾病的特效藥。目前，人們對自身免疫疾病的研究不僅包括對大量分子的研究，還包括其相關的表觀遺傳學、環(huán)境和微生物群，因此這十年來對自身免疫病的治療已有了巨大進展，但是自身免疫病依然是所有臨床醫(yī)生們要面對的巨大挑戰(zhàn)，預計在不久的將來還會有更進一步的改善。