糖萼在膿毒癥血管內(nèi)皮損傷中的變化及其修復(fù)策略研究進(jìn)展

林源希，李真玉

天津醫(yī)科大學(xué)第二醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，天津 300211

糖萼是存在于細(xì)胞表面的一種多糖復(fù)合物，是維持正常血管屏障功能必不可缺少的要素，多種疾病如高血壓、卒中、動(dòng)脈粥樣硬化及癌癥等的發(fā)生均與糖萼結(jié)構(gòu)改變有關(guān)。膿毒癥作為一種系統(tǒng)性的炎癥反應(yīng)，其發(fā)病機(jī)制與血管內(nèi)皮損傷密切相關(guān)[1-2]。本文主要針對(duì)糖萼在膿毒癥發(fā)生發(fā)展中的作用，以及靶向修復(fù)糖萼以治療膿毒癥的策略進(jìn)行綜述。

1 糖萼的結(jié)構(gòu)及作用

1.1 糖萼的結(jié)構(gòu) 糖萼是由內(nèi)皮細(xì)胞合成并襯覆于內(nèi)皮腔面和相鄰內(nèi)皮間隙中的一層帶負(fù)電荷的凝膠狀多糖-蛋白復(fù)合物，是由Luft[3]于1966年在電鏡下對(duì)小鼠橫膈膜毛細(xì)血管進(jìn)行釕紅染色后觀察到的。2018年Inagawa等[4]對(duì)小鼠肺組織進(jìn)行硝酸鑭堿性染色，在電鏡下發(fā)現(xiàn)糖萼是完全覆蓋在肺毛細(xì)血管內(nèi)皮表面的青苔樣物質(zhì)。

蛋白聚糖(proteoglycans，PGs)是糖萼的骨架結(jié)構(gòu)，由核心蛋白與糖胺聚糖側(cè)鏈(glycosaminoglycan，GAGs)通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合形成，其中包含的成分有硫酸乙酰肝素(heparan sulfate，HS)(占50%～90%)、硫酸軟骨素(chondroitin sulfate，CS)、硫酸角質(zhì)素(keratan sulfate，KS)、硫酸皮膚素(dermatan sulfate，DS)及透明質(zhì)酸(hyaluronic acid，HA)等。PGs的核心蛋白分兩類(lèi)：一類(lèi)是跨膜多聚糖蛋白(Syndecan)；另一類(lèi)是與內(nèi)皮細(xì)胞膜錨定的磷脂酰肌醇蛋白聚糖(Glypican)。Syndecan與GAGs相結(jié)合。H A可與細(xì)胞膜上的糖蛋白CD44直接相連。其他可溶性組分如白蛋白、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、抗凝血酶及細(xì)胞黏附分子填充于由PGs組成的糖萼網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的篩孔中并相互作用[5]。

基于超微結(jié)構(gòu)研究，Curry等[6-7]于2011年提出了“雙層結(jié)構(gòu)”模型假說(shuō)，認(rèn)為糖萼分為致密的內(nèi)層及稀疏多孔的外層，內(nèi)層錨定于細(xì)胞骨架，并附著于PGs，是血漿大分子的選擇性屏障，起分子篩作用。外層由GAGs及可溶性血漿蛋白組成，可維護(hù)紅細(xì)胞在血管內(nèi)正常運(yùn)動(dòng)及阻止炎性細(xì)胞與內(nèi)皮表面接觸，外層結(jié)構(gòu)破壞對(duì)內(nèi)層的選擇性滲透功能無(wú)明顯影響。

1.2 糖萼的作用 糖萼在維持血管內(nèi)皮通透性、調(diào)節(jié)血管正常張力、協(xié)調(diào)白細(xì)胞對(duì)內(nèi)皮的黏附、控制炎癥反應(yīng)及凝血平衡等方面都發(fā)揮了重要作用。

1.2.1 屏障功能 糖萼覆蓋在內(nèi)皮細(xì)胞胞間連接上，高度硫酸化的GAGs阻止帶負(fù)電荷或分子量大于70 ku的物質(zhì)進(jìn)入內(nèi)皮表面，限制白蛋白跨細(xì)胞流動(dòng)以維持血管腔兩側(cè)膠體滲透壓梯度，有利于管腔重吸收液體。因此，糖萼是決定血管內(nèi)皮屏障通透性的關(guān)鍵因素。有研究證實(shí)，腎小球糖萼損傷與蛋白尿形成有關(guān)[8-9]。糖萼也通過(guò)阻止紅細(xì)胞、血小板與內(nèi)皮表面接觸，從而調(diào)節(jié)凝血與炎癥反應(yīng)[10-11]。

1.2.2 血液機(jī)械力傳感器 血液流體剪切力升高時(shí)，血管自動(dòng)舒張以適應(yīng)大小不同的灌注壓，早在1986年Rubanyi等[12]就發(fā)現(xiàn)這有賴(lài)于糖萼對(duì)于血液剪切力的感知，并將信號(hào)傳遞至血管內(nèi)皮細(xì)胞，激活胞內(nèi)相關(guān)信號(hào)通路，啟動(dòng)一氧化氮(NO)介導(dǎo)的環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cyclic guanosine monophosphate，cGMP)依賴(lài)的血管舒張運(yùn)動(dòng)，這可能與HS及HA有關(guān)[13-16]。2016年Dragovich等[17]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，外部機(jī)械力可導(dǎo)致Syndecan或Glypican的胞內(nèi)域偏離原有垂直方向，進(jìn)而激活胞內(nèi)機(jī)械應(yīng)力傳導(dǎo)的信號(hào)通路，內(nèi)皮細(xì)胞NO的產(chǎn)生可能依賴(lài)細(xì)胞內(nèi)由內(nèi)皮瞬時(shí)受體電位通路(transient receptor potential，TRP)介導(dǎo)的鈣離子攝入，HS和HA的變化并不會(huì)改變NO的產(chǎn)生機(jī)制。

1.2.3 對(duì)血管的保護(hù)作用 有研究表明，細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1)和血管細(xì)胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)埋藏于糖萼中，可作為白細(xì)胞或血小板表面整合素或選擇素的配體，在炎癥時(shí)介導(dǎo)炎性細(xì)胞與血管內(nèi)皮的黏附、滾動(dòng)及遷移[18]，但在健康狀況下糖萼抵抗炎性細(xì)胞黏附的具體機(jī)制目前尚不清楚。此外，抗凝血酶Ⅲ、組織因子途徑抑制物(tissue factor pathway inhibitor，TFPI)及肝素輔因子Ⅱ均可通過(guò)結(jié)合HS發(fā)揮抗凝活性。因此，糖萼在內(nèi)皮細(xì)胞抗凝血、抗血栓過(guò)程中起關(guān)鍵作用[19]。糖萼還可與SOD相結(jié)合，使血管內(nèi)皮細(xì)胞免受氧化應(yīng)激傷害，并使NO生物利用度下降[20]。此外，脂蛋白脂肪酶脂解低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)也需依賴(lài)糖萼才可正常進(jìn)行。

2 膿毒癥對(duì)糖萼的損傷及其機(jī)制

內(nèi)皮細(xì)胞并非常規(guī)的免疫細(xì)胞，但在病原相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular patterns，PAMPs)或損傷相關(guān)分子模式(damage associated molecular patterns，DAMPs)刺激引起的機(jī)體系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)時(shí)易激活或受損。由于糖萼幾乎存在于體內(nèi)所有血管內(nèi)皮細(xì)胞的表面，因此在細(xì)胞及胞外基質(zhì)中起緩沖作用。有研究表明，膿毒癥時(shí)血管內(nèi)皮細(xì)胞表面糖萼發(fā)生損傷、脫落及其導(dǎo)致的一系列后果是膿毒癥血管內(nèi)皮功能障礙病理生理機(jī)制的核心[21-22]。

2.1 膿毒癥時(shí)血管內(nèi)皮糖萼的形態(tài)學(xué)變化Wiesinger等[23]運(yùn)用原子力顯微鏡納米壓痕技術(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，相比對(duì)照組，膿毒癥小鼠血管內(nèi)皮糖萼厚度及硬度均顯著下降，此外，采用與膿毒癥相關(guān)的介質(zhì)如凝血酶、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α等分別刺激體外培養(yǎng)的人肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞后均能引起糖萼厚度及硬度的快速降低。Okada等[24]采用透射和掃描電鏡觀察糖萼的三維超微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，在小鼠腹腔注射20 mg/kg的LPS后，除血清Syndecan-1濃度增加外，在不同器官血管內(nèi)皮表面均可觀察到糖萼的剝脫及面積明顯減少。

2.2 膿毒癥時(shí)血管內(nèi)皮糖萼損傷的標(biāo)志物Majerczak等[25]研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間中等強(qiáng)度耐力訓(xùn)練的健康人血流中糖萼的成分(如HS、HA或Syndecan)含量較未受訓(xùn)練時(shí)降低，證實(shí)其可作為評(píng)估內(nèi)皮糖萼損傷的標(biāo)志物。此外，Ikeda等[26]通過(guò)觀察性研究發(fā)現(xiàn)，Syndecan-1不僅與彌散性血管內(nèi)凝血(disseminated intravascular coagulation，DIC)的死亡率相關(guān)，也與膿毒癥患者DIC的發(fā)展過(guò)程相關(guān)，或許可作為DIC發(fā)生發(fā)展的預(yù)測(cè)標(biāo)志物。Huang等[27]進(jìn)行的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血漿中Syndecan-1、HS及HA等成分的水平與聯(lián)合急性生理與慢性健康評(píng)分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ，APACHEⅡ)、序貫器官衰竭評(píng)分(sequential organ failure assessment，SOFA)及乳酸等指標(biāo)評(píng)估的膿毒癥嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，未發(fā)生DIC與發(fā)生DIC患者的HA及Syndecan-1水平具有明顯差異，且與活化部分凝血活酶時(shí)間(activated partial thromboplastin time，APTT)、凝血酶原時(shí)間(prothrombin time，PT)及血小板計(jì)數(shù)呈明顯正相關(guān)。Murphy等[28]對(duì)重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)內(nèi)進(jìn)行機(jī)械通氣的膿毒癥患者開(kāi)展回顧性研究發(fā)現(xiàn)，測(cè)定膿毒癥患者Syndecan-1水平有助于識(shí)別發(fā)生器官功能障礙及有高死亡風(fēng)險(xiǎn)的患者。最近的一項(xiàng)研究表明，Syndecan還與膿毒癥患者的SOFA評(píng)分、液體復(fù)蘇量及臨床結(jié)局呈正相關(guān)[29]。

此外，Nelson等[30]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒性休克患者血漿HS及HA水平較對(duì)照組升高4倍，在90 d內(nèi)死亡的患者中也檢測(cè)到HS及HA水平的增高，且二者均與炎性因子白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-6及IL-10的水平呈正相關(guān)。Schmidt等[31]前瞻性收集膿毒性休克患者入院24 h內(nèi)的尿液進(jìn)行質(zhì)譜分析，發(fā)現(xiàn)膿毒癥患者尿液中的HS、CS及HA均明顯升高，并可作為并發(fā)急性腎損傷及預(yù)后的預(yù)測(cè)指標(biāo)。以上研究表明，Syndecan-1、HS及HA的含量可作為糖萼受損的主要生物標(biāo)志物。然而，Vuong等[32]研究發(fā)現(xiàn)，體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，Syndecan-3、Syndecan-4的表達(dá)量高于Syndecan-1、Syndecan-2，經(jīng)LPS及IL-1β刺激后，內(nèi)皮細(xì)胞中Syndecan-4的表達(dá)量明顯增加，Syndecan-1及Syndecan-2的表達(dá)量反而下降。但一項(xiàng)前瞻性觀察性研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者Syndecan-4的血漿含量并無(wú)明顯變化[33]。

2.3 膿毒癥致血管內(nèi)皮糖萼損傷的機(jī)制 膿毒癥導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞表面糖萼損傷、脫落的機(jī)制主要與TNF-α、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)、肝素酶(heparanase，HPSE)、活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)、容量負(fù)荷過(guò)度、血管生成素及溶酶體相關(guān)細(xì)胞器有關(guān)。

2.3.1 TNF-α對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 TNF-α是膿毒癥發(fā)生時(shí)具有代表性的促炎因子，不僅能誘導(dǎo)肥大細(xì)胞分泌細(xì)胞因子、HPSE、組蛋白及其他毒性蛋白酶，還可上調(diào)乙酰肝素酶翻譯后活性，促進(jìn)HS降解，通過(guò)上調(diào)MMPs表達(dá)介導(dǎo)Syndecan-4脫落，造成糖萼損傷，導(dǎo)致機(jī)體清除病原體的能力出現(xiàn)障礙，同時(shí)也會(huì)促進(jìn)血栓形成，但此過(guò)程與白細(xì)胞黏附無(wú)關(guān)[34-35]。

2.3.2 MMPs對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 MMPs是一類(lèi)鋅依賴(lài)的內(nèi)肽酶，可降解膠原、彈性蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)，其活性部位的金屬離子能催化蛋白水解，使膜結(jié)合蛋白胞外域脫落[36]。在炎癥刺激下炎性細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及血管平滑肌細(xì)胞均能表達(dá)MMPs。MMPs可裂解糖萼的核心蛋白，引起GAGs鏈脫落。有研究證實(shí)，MMP-1、MMP-9對(duì)CD44均有裂解作用[37]。Yang等[38]研究發(fā)現(xiàn)，在盲腸結(jié)扎穿刺(CLP)誘導(dǎo)膿毒癥的小鼠模型中，可溶性CD44水平大幅升高，且與跨內(nèi)皮細(xì)胞電阻降低及胞間連接結(jié)構(gòu)紊亂呈劑量依賴(lài)，敲減小鼠金屬蛋白酶-15(adam-15)基因時(shí)此現(xiàn)象被顯著抑制，過(guò)表達(dá)adam-15基因時(shí)此現(xiàn)象加強(qiáng)。在人離體肺組織中灌注LPS可上調(diào)adam-15的表達(dá)，使肺泡滲出液中CD44及白蛋白含量增加，這些證據(jù)表明adam-15能裂解CD44，破壞糖萼結(jié)構(gòu)。游離CD44胞外域可介導(dǎo)胞間連接處血管內(nèi)皮鈣黏蛋白-β-連環(huán)蛋白(VE-cadherin-β-catenin)復(fù)合體磷酸化，損害內(nèi)皮細(xì)胞間黏附連接的穩(wěn)定性，增加血管通透性，引起組織嚴(yán)重水腫。此外，Ramnath等[39]研究發(fā)現(xiàn)，MMPs表達(dá)增加會(huì)導(dǎo)致腎小球內(nèi)皮細(xì)胞Syndecan-4脫落，從而導(dǎo)致蛋白尿的發(fā)生，而運(yùn)用MMPs抑制劑可顯著減少該現(xiàn)象。

2.3.3 HPSE對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 HPSE是哺乳動(dòng)物中目前唯一已知可降解HS的酶[40]，膿毒癥時(shí)機(jī)體HPSE表達(dá)增加[41]。在炎癥環(huán)境下HPSE主要由內(nèi)皮或上皮細(xì)胞表達(dá)，在正常情況下，HPSE的啟動(dòng)子通過(guò)p53蛋白(protein 53，p53)或表觀修飾受到抑制，而炎性因子或ROS均可激活HPSE的表達(dá)[42]，但也有觀點(diǎn)認(rèn)為血小板是HPSE的主要來(lái)源，Eustes等[43]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者血小板中HPSE的表達(dá)及活性均增加。Kiyan等[44]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)HPSE1可裂解錨定在核心蛋白上的HS糖鏈，被裂解的HS片段通過(guò)與Toll樣受體4(Toll-like receptor，TLR4)結(jié)合激活核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)炎癥通路，導(dǎo)致下游細(xì)胞因子TNF-α、IL-8、IL-1β大量生成，炎性因子風(fēng)暴的形成將加重TLR4介導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)LPS刺激的炎癥反應(yīng)。

2.3.4 ROS對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 內(nèi)皮細(xì)胞既能產(chǎn)生多種氧化應(yīng)激產(chǎn)物，又是其靶細(xì)胞。正常情況下，人體中ROS的產(chǎn)生及內(nèi)源性抗氧化劑對(duì)ROS的清除處于動(dòng)態(tài)平衡，糖萼結(jié)構(gòu)可以結(jié)合SOD及黃嘌呤氧化酶(xanthine oxidase，XOD)這兩種主要的抗氧化酶，因而可以中和大量游離自由基，維持NO的生物利用度，PAMPs和DAMPs通過(guò)模式識(shí)別受體(pattern recognition receptor，PRR)誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞生成大量的ROS及活性氮(reactive nitrogen species，RNS)。除此之外，促炎物質(zhì)如TNF-α、IL-1α及LPS可通過(guò)神經(jīng)酰胺依賴(lài)通路或上調(diào)NADPH氧化酶表達(dá)直接誘導(dǎo)線(xiàn)粒體O2生成，同時(shí)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)除了生成NO外，還生成大量O2·。ROS本身不具有酶活性，但能通過(guò)高親和力與其他物質(zhì)形成牢固化合鍵以修飾蛋白、核酸或者脂質(zhì)等結(jié)構(gòu)。大量ROS不僅切割糖萼結(jié)構(gòu)組分，還間接激活MMPs的活性，導(dǎo)致MMPs組織金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor of matrix metalloproteinases，TIMPs)失活，進(jìn)一步造成血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷[45]。Jackson-Weaver等[46]的研究表明，在體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中，糖萼的破壞主要由線(xiàn)粒體產(chǎn)生的ROS介導(dǎo)并與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)三磷酸肌醇受體(inositol triphosphate receptor，IP3R)離子通道介導(dǎo)的Ca2+釋放有關(guān)，而相對(duì)于單純的缺血缺氧狀態(tài)，缺血再灌注時(shí)糖萼的損傷更為嚴(yán)重，提示ROS不直接造成內(nèi)皮損傷，Ca2+釋放、ROS及MMPs激活之間的具體機(jī)制還需進(jìn)一步研究。

2.3.5 容量負(fù)荷過(guò)度對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 膿毒癥患者常需液體復(fù)蘇以達(dá)到糾正低血壓及擴(kuò)容的目的，適當(dāng)補(bǔ)液有助于改善危重患者血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)及維持心輸出量，但容量負(fù)荷過(guò)度也會(huì)引起組織水腫、高血壓或心力衰竭等不良反應(yīng)。Hippensteel等[47]觀測(cè)靜脈補(bǔ)液后膿毒癥與非膿毒癥患者、死亡與非死亡患者的血漿HS濃度，并用多元線(xiàn)性回歸模型分析靜脈輸液量與血漿HS水平之間的關(guān)系，證實(shí)二者具有獨(dú)立相關(guān)性，提示不恰當(dāng)?shù)囊后w復(fù)蘇策略會(huì)造成醫(yī)源性?xún)?nèi)皮細(xì)胞損傷。這與高血容量牽拉心房壁導(dǎo)致心房鈉尿肽(ANP)分泌增多，進(jìn)而導(dǎo)致糖萼損傷有關(guān)。ANP可能通過(guò)cGMP介導(dǎo)的蛋白水解通路誘導(dǎo)糖萼的損傷，但具體機(jī)制尚未明確[48]。有研究表明，為膿毒癥患者及膿毒癥綿羊模型輸注晶體、膠體液均會(huì)引起內(nèi)皮糖萼降解，可能與以下原因有關(guān)：(1)使血管過(guò)快擴(kuò)張的剪切應(yīng)力使MMPs的表達(dá)上調(diào)；(2)不穩(wěn)定的剪切應(yīng)力誘導(dǎo)組織蛋白酶L的激活，可能與HS的翻譯后修飾有關(guān)；(3)直接激活循環(huán)白細(xì)胞分泌彈性蛋白酶損害糖萼；(4)ANP增多導(dǎo)致糖萼損傷[49]。此外，膿毒癥時(shí)不同類(lèi)型的液體治療可對(duì)糖萼造成不同的影響。有研究發(fā)現(xiàn)，相較于等滲鹽水，晶體平衡液、白蛋白、新鮮冷凍血漿及合成膠體液對(duì)糖萼的損害較輕[50]。另外有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，相較于晶體液，膿毒癥時(shí)輸注血漿的病死率降低，與內(nèi)皮損傷及肺水腫程度減輕有關(guān)，臨床研究也證實(shí)輸注血漿的膿毒癥患者循環(huán)Syndecan-1水平更低[51]。

2.3.6 血管生成素對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 在炎癥刺激下，內(nèi)皮細(xì)胞能分泌血管生成素-2(Ang-2)，Ang-2是血管內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)定受體(Tie2)的內(nèi)源性拮抗劑。Tie2是內(nèi)皮相關(guān)受體酪氨酸激酶，能被血管生成素-1(Ang-1)激活，Ang-1及Tie2是增強(qiáng)血管屏障功能和抗炎特性的重要調(diào)控物質(zhì)。Ang-2通過(guò)與Ang-1競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，抑制Ang-1-Tie2下游抗炎通路。Lukasz等[52]發(fā)現(xiàn)，用Ang-2對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞及小鼠進(jìn)行處理，均可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞表面糖萼脫落，體外實(shí)驗(yàn)提示其與Ang-2誘導(dǎo)細(xì)胞分泌HS有關(guān)，體內(nèi)試驗(yàn)證實(shí)外源性Ang-2可介導(dǎo)HS引起的內(nèi)皮糖萼破壞，導(dǎo)致組織白細(xì)胞浸潤(rùn)及血管滲漏。Drost等[53]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，以膿毒癥患者血清處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞可使其糖萼脫落，而Tie-2激動(dòng)劑VT及Ang-2抑制劑L1-10可抑制HS的激活，使下游叉頭框蛋白O1(Forkhead box protein O1，F(xiàn)OXO1)入核，減輕糖萼損傷。

2.3.7 溶酶體相關(guān)細(xì)胞器對(duì)糖萼的損傷機(jī)制 溶酶體及晚期內(nèi)吞體、自噬小體等溶酶體相關(guān)細(xì)胞器的腔面包被有一層糖復(fù)合物，即溶酶體糖萼，其中還富含溶酶體相關(guān)膜蛋白1和2，可保護(hù)細(xì)胞膜或其他細(xì)胞器膜不被溶酶體內(nèi)的水解酶分解，Zullo等[54]利用隨機(jī)光學(xué)重建顯微技術(shù)進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，生理情況下溶酶體在細(xì)胞中呈布朗運(yùn)動(dòng)，而LPS刺激內(nèi)皮細(xì)胞僅數(shù)分鐘后溶酶體即出現(xiàn)劇烈運(yùn)動(dòng)，Weibel-Palade小體(Weibel-Palade body，WPB)及溶酶體的胞吐作用加強(qiáng)、組織蛋白酶B增多均與糖萼的剝脫有關(guān)，以NG-羥基-L-精氨酸合乙酸(NG-hydroxy-larginine，NOHA)作為NO供體阻斷這種胞吐作用可減輕糖萼的脫落，提高膿毒癥小鼠的生存率。Song等[8]研究發(fā)現(xiàn)，生理情況下溶酶體相關(guān)細(xì)胞器亦出現(xiàn)少量胞吐，有利于糖萼組分的不斷更新，而WPB小體及溶酶體的胞吐作用大幅增加則是內(nèi)皮細(xì)胞受到內(nèi)毒素、氧化應(yīng)激或炎癥環(huán)境攻擊后極早期的反應(yīng)，可能導(dǎo)致Syndecan及CD44脫落，造成糖萼局部剝脫，同時(shí)級(jí)聯(lián)激活金屬蛋白酶ADAM-17或解聚素，加重膿毒癥時(shí)糖萼的損傷。

3 糖萼的保護(hù)及修復(fù)

鑒于糖萼在維持血管生理功能方面的重要性，以糖萼為靶點(diǎn)治療膿毒癥具有廣闊的前景。但至今尚無(wú)有效的藥物能夠直接作用于糖萼。有研究發(fā)現(xiàn)，盡管糖萼能在受損之后5～7 d自我修復(fù)，糖萼部分組分更新的速率較快，但恢復(fù)其結(jié)構(gòu)及正常功能的速率卻相對(duì)緩慢，如何縮短修復(fù)時(shí)間成為未來(lái)治療相關(guān)疾病的潛在靶點(diǎn)[55]。目前針對(duì)受損糖萼的治療策略大致分為兩類(lèi)：一類(lèi)為防止糖萼降解，另一類(lèi)為促進(jìn)糖萼的修復(fù)。

3.1 防止糖萼降解的藥物 對(duì)糖萼降解有對(duì)抗作用的藥物主要包括抗凝血酶、組織相關(guān)再生巨噬素-1(maresin conjugates in tissue regeneration 1，MTCR-1)、肝素、舒洛地特(SDX)、黃連素(BBR)及氨甲環(huán)酸(tranexamic acid，TXA)。

3.1.1 抗凝血酶 抗凝血酶除了通過(guò)與HS結(jié)合發(fā)揮抗凝活性外，還有助于維持糖萼的穩(wěn)定性[56]。最新研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠和小鼠膿毒癥模型中，重組抗凝血酶(recombinant antithrombin，rAT)可發(fā)揮對(duì)糖萼的保護(hù)作用，減少炎性因子IL-1β生成，并可降低膿毒癥的病死率，同時(shí)基因微陣列分析顯示，與DNA修復(fù)、端粒維持等相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)，表明rAT可能促進(jìn)損傷細(xì)胞DNA的修復(fù)[57-58]。

3.1.2 MTCR-1 MTCR-1是一種巨噬細(xì)胞來(lái)源的脂質(zhì)，具有促進(jìn)組織再生及炎癥消退的作用。Li等[59]研究發(fā)現(xiàn)，MCTR-1可通過(guò)ALX/SIRT1/NF-κB/HPA通路減輕LPS誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞糖萼的損傷，下調(diào)HPSE的表達(dá)可顯著抑制HS的降解、抑制NF-κB p65的磷酸化，從而減少炎性因子的生成，發(fā)揮對(duì)糖萼的保護(hù)作用。

3.1.3 肝素 LaRivière等[60]研究發(fā)現(xiàn)，肝素可拮抗LPS誘導(dǎo)的膿毒癥小鼠糖萼成分HS的降解，因HPSE能增加MMPs的表達(dá)，故肝素通過(guò)抑制HPSE的活性保護(hù)糖萼免于被降解。

3.1.4 SDX SDX是從豬腸黏膜中提取的HS類(lèi)似物，主要成分為HS及DS，能提供糖萼成分的前體，以競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合的方式減輕HPSE對(duì)糖萼HS的破壞，同時(shí)還可通過(guò)與MMPs前體分子結(jié)構(gòu)中的鋅結(jié)合域相互作用，抑制其構(gòu)象改變并形成活性形式，從而抑制MMPs的作用。Song等[61]研究發(fā)現(xiàn)，在膿毒癥小鼠模型中，SDX能減少HS及Syndecan-4的降解，且即使在膿毒血癥發(fā)生后2 h注射SDX仍具有良好的效應(yīng)。口服SDX能加速糖萼修復(fù)，提高膿毒癥小鼠存活率，然而SDX對(duì)糖萼的保護(hù)作用在臨床試驗(yàn)中并沒(méi)有得到完全證實(shí)。

3.1.5 BBR BBR是具有多重藥理作用的中藥提取物，可在急性腎損傷、糖尿病及動(dòng)脈粥樣硬化等疾病中發(fā)揮抗炎、抗氧化及抗凋亡等治療作用。Huang等[62]發(fā)現(xiàn)，用BBR對(duì)LPS誘導(dǎo)的膿毒癥ARDS小鼠進(jìn)行預(yù)處理，可明顯減少內(nèi)皮糖萼Syndecan-1及HS的脫落，下調(diào)胞質(zhì)磷脂酶A2的表達(dá)，減少TNF-α、IL-1β及IL-6的產(chǎn)生，抑制NF-κB通路激活。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，BBR能抑制LPS刺激的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中ROS的積聚，下調(diào)乙酰肝素酶和MMP-9的表達(dá)，為治療內(nèi)皮糖萼受損相關(guān)疾病提供了新思路。

3.1.6 TXA TXA是絲氨酸蛋白酶抑制劑，Diebel等[63]研究發(fā)現(xiàn)，以過(guò)氧化氫(H2O2)或腎上腺素刺激人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞，并在刺激后不同的時(shí)間點(diǎn)加入TXA，可觀察到TXA通過(guò)抑制ADAM-17及MMPs的激活而防止糖萼降解，在施加刺激后早期使用能起到保護(hù)糖萼的作用，但在細(xì)胞受到有害刺激超過(guò)60 min后這種保護(hù)作用則不明顯。

3.2 促進(jìn)糖萼修復(fù)的藥物 對(duì)糖萼修復(fù)有促進(jìn)作用的藥物主要包括磷脂鞘氨醇-1磷酸(sphingosine-1-phosphate，S1P)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor receptor，F(xiàn)GF)、唾液酸、七氟醚、外泌體。

3.2.1 S1P 有研究證實(shí)，補(bǔ)充輸注高分子量透明質(zhì)酸(HMW-HA)及DS等可加速內(nèi)皮糖萼的修復(fù)過(guò)程[64]。白蛋白是S1P的主要載體之一，白蛋白的精氨酸殘基與糖萼組分中帶負(fù)電荷的組分存在靜電相互作用，因此維持糖萼的穩(wěn)定。Zeng等[65]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)揮這種穩(wěn)定作用的并非白蛋白而是S1P，S1P可通過(guò)結(jié)合在內(nèi)皮細(xì)胞上高表達(dá)的S1P1受體抑制MMPs的活性，從而維持血管的完整性。在人肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中，選擇性S1P1受體拮抗劑W146可使內(nèi)皮表面的CS減少約86.6%。S1P可促進(jìn)Sydecan-1、HS及CS等成分的合成，但其誘導(dǎo)糖萼修復(fù)的過(guò)程可被PI3K抑制劑LY29002阻斷，表明S1P促進(jìn)糖萼成分合成的過(guò)程是由PI3K/AKT通路介導(dǎo)的。

3.2.2 FGF FGF信號(hào)通路是內(nèi)皮細(xì)胞修復(fù)的重要介質(zhì)。Yang等[66]運(yùn)用活體顯微鏡觀察膿毒癥小鼠肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞糖萼的修復(fù)速度，發(fā)現(xiàn)在未發(fā)生膿毒癥時(shí)，肺泡內(nèi)皮細(xì)胞糖萼修復(fù)過(guò)程與誘導(dǎo)HS合成的糖基轉(zhuǎn)移酶exostosin-1(EXT-1)有關(guān)，同時(shí)依賴(lài)于成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(FGFR)1的表達(dá)；膿毒癥時(shí)糖萼修復(fù)延遲與EXT-1表達(dá)降低有關(guān)，糖萼降解產(chǎn)生的HS片段能激活FGF，F(xiàn)GF通過(guò)與FGFR結(jié)合激活介導(dǎo)糖萼修復(fù)的信號(hào)通路，進(jìn)而促進(jìn)HS的合成，增強(qiáng)及激活此通路活性可能是膿毒癥的潛在治療途徑。

3.2.3 唾液酸、七氟醚 Betteridge等[67]研究發(fā)現(xiàn)，唾液酸也是糖萼的成分之一，覆蓋于許多糖蛋白之上，受唾液酸轉(zhuǎn)移酶ST6Gal-1的催化，在白細(xì)胞及血小板的黏附、內(nèi)皮細(xì)胞抗氧化活性及通透性調(diào)節(jié)等方面均至關(guān)重要。七氟醚是揮發(fā)性麻醉劑，Kazuma等[68]研究發(fā)現(xiàn)七氟醚可促進(jìn)受H2O2刺激后大鼠主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞糖萼的再生，此過(guò)程由上調(diào)的ST6Gal-1介導(dǎo)，具體機(jī)制尚未明確，可能涉及線(xiàn)粒體ATP依賴(lài)性鉀通道、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體及其他相關(guān)的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。該研究為揮發(fā)性麻醉藥在膿毒癥血管內(nèi)皮損傷修復(fù)中的應(yīng)用提供了線(xiàn)索。

3.2.4外泌體 外泌體是細(xì)胞分泌的納米級(jí)囊泡，通過(guò)與胞膜上的信號(hào)分子直接接觸參與細(xì)胞間通訊及細(xì)胞內(nèi)成分的運(yùn)輸。外泌體包裹的分子物質(zhì)可免于被體液中的酶降解，具有毒性低、無(wú)免疫原性及滲透性好等優(yōu)勢(shì)，這一特點(diǎn)使外泌體成為新型的天然藥物運(yùn)載系統(tǒng)[69]。Syndecan-1作為糖萼的主要成分在膿毒癥時(shí)表達(dá)減少，Zhang等[70]從慢病毒轉(zhuǎn)染的小鼠肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞培養(yǎng)基中分離外泌體，并對(duì)LPS誘導(dǎo)的膿毒癥急性肺損傷小鼠靜脈注射負(fù)載過(guò)表達(dá)Syndecan-1編碼基因的外泌體，結(jié)果顯示可以減少炎性因子IL-6、IL-1β及TNF-α的產(chǎn)生，以及內(nèi)皮細(xì)胞中應(yīng)力纖維的生成，有助于保持內(nèi)皮糖萼完整性，減輕肺損傷，這與Syndecan-1激活局部黏著斑激酶FAK(focal adhesion kinase，F(xiàn)AK)及RhoGTP酶激活蛋白(RhoGTPase activating proteins，RhoGAPs)p190RhoGAP、抑制下游R as樣蛋白R(shí)hoA(Ras homolog gene family，member A，RhoA)及NF-κB的表達(dá)以修復(fù)內(nèi)皮屏障功能有關(guān)，或許可以成為治療急性肺損傷的新方案。

4 總結(jié)與展望

糖萼的完整性被破壞是膿毒癥的發(fā)病機(jī)制之一，也是膿毒癥血管內(nèi)皮受損的早期事件。隨著醫(yī)學(xué)水平的提高，糖萼在血管內(nèi)皮損傷中扮演的角色受到更多重視。本文對(duì)糖萼在膿毒癥血管內(nèi)皮損傷中所扮演的角色及相關(guān)機(jī)制，膿毒癥發(fā)生時(shí)針對(duì)糖萼的保護(hù)及修復(fù)策略進(jìn)行概述。糖萼降解是膿毒癥病理生理機(jī)制的重要部分，如影響白細(xì)胞或血小板與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、促進(jìn)血栓形成，使內(nèi)皮細(xì)胞喪失對(duì)血液剪切應(yīng)力的恰當(dāng)反應(yīng)、干擾NO的代謝，且循環(huán)中大量糖萼組分的出現(xiàn)會(huì)激活模式識(shí)別受體，激活下游的炎癥通路，引起炎性因子風(fēng)暴等，這些事件將導(dǎo)致膿毒癥的惡化。保護(hù)糖萼、加速受損糖萼修復(fù)可遏制膿毒癥引起的機(jī)體血管滲漏、凝血紊亂及間質(zhì)水腫等，有效改善患者預(yù)后，提高患者生存率，將成為今后膿毒癥救治的重要策略。但關(guān)于糖萼的損傷機(jī)制及治療靶點(diǎn)等諸多問(wèn)題仍需進(jìn)一步深入研究。