血管黏附蛋白1在临床疾病中的研究进展

易 伟，姚 骏(综述)，胡志前※(审校)

(1.第二军医大学附属长征医院普通外科，上海 200003； 2.解放军第九四医院普通外科，江西 南昌 330002)

血管黏附蛋白1(vascular adhesion protein-1，VAP-1)是一种同型二聚体唾液酸糖蛋白，最初由Salmi等[1]在黏附实验中的高内皮微静脉表面发现并定义。VAP-1抗原的克隆揭示其属于氨基脲敏感性胺氧化酶(semicarbazide-sensitive amine oxidases，SSAO)[2]。VAP-1含有一个作为辅因子的铜离子，以及一个苯醌(一种翻译后修饰的酪氨酸)在其催化活性位点[3]。由于这种结构特性，编码VAP-1的基因被称为含铜胺氧化酶3(amine oxidase,copper containing-3，AOC3)。人AOC3基因定位于第17号染色体(17q21)，全长6941 bp，有4个外显子。在人类中总共有4种AOC基因，其中AOC1不属于SSAO，AOC4是没有功能的拟基因[4]，AOC2虽然也属于SSAO，但仅在眼组织中能检测到AOC2蛋白的酶活性[5]，而AOC3基因及其编码蛋白VAP-1在该家族中研究最多、分布最广、在临床疾病中也应用最广。

1 VAP-1的组织学分布与功能

VAP-1被发现主要表达于心血管、肺、肝、肾、肠等多种器官、组织的内皮细胞上，脂肪细胞、平滑肌细胞中也有丰富的表达[1,6]。内皮细胞中的VAP-1在静息状态下存在于细胞内的囊泡中，而在炎症条件下，VAP-1迅速转移至内皮细胞的管腔侧细胞表面上[6]。VAP-1同样也能以一种可溶性的形式存在于血清或血浆中，这种形式可能是VAP-1由内皮细胞或脂肪细胞的胞膜上脱落至血液中形成[7]，称为可溶性血管黏附蛋白1(soluble VAP-1，sVAP-1)。

许多研究已证明，使用抗VAP-1单克隆抗体能在炎症条件下抑制白细胞黏附至血管内皮细胞上，减少白细胞滚动、迁移和渗出[1,8-9]，这显示了VAP-1作为一种黏附分子在细胞黏附反应中发挥的作用。同时，VAP-1作为一种胞外酶，其能将伯胺类物质氧化脱胺，形成相应的醛类并产生H2O2与NH3，而该酶催化反应在VAP-1介导的细胞黏附反应中也起着重要的作用，大量实验已证明使用小分子SSAO抑制剂同样能阻止炎症等条件下白细胞与内皮细胞之间的黏附、滚动、渗出等[8-9]。然而反过来，抗VAP-1单克隆抗体却并不能抑制SSAO活性，且VAP-1抗体和SSAO抑制剂在对白细胞黏附反应中并未显示累加的阻断作用[8,10]。VAP-1的活化还能诱导内皮细胞中E选择素、P选择素和细胞间黏附分子1等的表达上调[11]，从而促进细胞黏附的级联反应。

研究发现，SSAO反应底物能促进葡萄糖转运载体4(Glucose transporter type 4,GLUT4)转移到细胞膜表面，刺激脂肪细胞中的葡萄糖转运，起到短期胰岛素样作用[12]。然而过度持久的SSAO活化反应能导致许多不良反应，酶反应产物形成的H2O2导致脂类氧化，而且SSAO活性能促成淀粉样蛋白形成以及诱发高血压[13]。VAP-1能募集白细胞至血管壁中，而高级糖基化终产物产生的增加和SSAO产物的直接氧化作用均能诱导血管功能障碍以及损伤血管。研究发现，在糖尿病患者中高浓度sVAP-1浓度与微血管和巨血管病变并发症呈正相关[14-15]。

2 VAP-1在人类临床疾病中的表达及酶活性

2.1炎症性疾病 由于VAP-1与炎症的紧密关系，已有多个临床研究对急性或慢性炎症疾病中VAP-1的表达变化进行探索。Kurkijärvi等[16]发现，在慢性肝炎患者中，血清sVAP-1水平和SSAO活性均显著高于正常对照者，并且发现使用免疫亲和层析耗尽血清中的sVAP-1后，血清SSAO活性接近为零，证明血清中SSAO活性主要由sVAP-1提供。而Sallisalmi等[17]的一组前瞻性研究发现，感染性休克患者的SSAO活性比健康对照者显著升高，且SSAO活性与多配体蛋白聚糖1呈正相关，与血小板水平呈负相关，提示SSAO活性在感染性休克的发病机制中可能起到重要作用。

2.2代谢性疾病 由于VAP-1的类胰岛素作用，其在代谢性疾病中的研究也相对较多。研究发现健康人群在口服葡萄糖30 min后血清sVAP-1和SSAO活性开始显著升高，持续约2 h，而在慢性高血糖中同样可以检测到sVAP-1的显著升高[18-19]。Li等[20]对661例Ⅱ型糖尿病患者进行了平均长达10年的随访，并测定他们的血清sVAP-1，发现血清sVAP-1水平较高的Ⅱ型糖尿病患者比血清sVAP-1水平较低者有更高的10年全原因病死率、心血管疾病病死率及癌症病死率。Murata等[21]发现，增殖性糖尿病视网膜病变患者的玻璃体液中的sVAP-1水平较正常对照显著升高，提示可能是视网膜毛细血管内皮细胞在受到高糖或炎性因子刺激时释放了sVAP-1。Aalto等[22]检测了2183例健康人的血清SSAO活性并对其进行3～6年的随访，发现血清SSAO活性与颈动脉内膜中层厚度和颈动脉粥样硬化斑块直接相关，提示VAP-1的激活可能在动脉粥样硬化的临床前期的病理生理机制中发挥作用。

2.3肿瘤 虽然没有明确的基础研究证实VAP-1在肿瘤的发生、发展中的作用，但已有许多临床研究发现了两者之间的关系。在对胃癌和结直肠癌的不同研究中均发现，癌症患者的血清sVAP-1平均水平显著高于健康对照人群，但在癌症患者当中，随着疾病进展而出现血清sVAP-1水平降低，血清sVAP-1水平是预测癌症患者术后淋巴结转移的独立因素，而低水平sVAP-1的癌症患者有着更差的预后[23-24]。除此之外，还有研究证实肝癌患者的血清sVAP-1显著高于肝硬化患者[25]。而Fukuhara等[26]发现，结膜肿瘤的微血管管腔内有比正常对照结膜组织中明显增强的VAP-1表达。

2.4其他疾病 Hernandez-Guillamon等[27]对溶栓剂治疗缺血性脑卒中患者的风险进行研究发现，接受溶栓剂治疗后有出血性转化的患者术前血浆SSAO活性更高，同时这些患者也有显著的不良神经学结果。他们随后又发现，在脑出血患者中血浆SSAO活性要显著高于健康对照人群，而且在脑出血患者中，低水平的血浆SSAO活性是48 h后神经功能改善的独立预测因子[28]。Madej等[29]发现，银屑病患者的血清sVAP-1水平显著高于健康对照人群，而患病部位皮肤中VAP-1阳性血管数显著高于正常皮肤，提示VAP-1介导的慢性炎症可能在银屑病中发挥作用。在创伤领域也有对VAP-1的研究，但Lin等[30]的研究结果却显示创伤患者中SSAO活性要显著低于健康对照，不过对创伤患者内部之间的比较表明，SSAO水平过高的患者有更高的病死率。

3 VAP-1抗体和抑制剂在动物模型上的治疗

3.1VAP-1抗体 使用VAP-1抗体在许多动物的炎症性疾病模型中都显示了显著的作用。Bonder等[10]在小鼠肝炎模型中发现，使用VAP-1抗体可使谷丙转氨酶减少90%。Merinen等[31]在两种小鼠急性炎症模型中(消化蛋白质、白细胞介素1诱导的腹膜炎和趋化因子配体21诱导的气囊炎)都证明VAP-1抗体能显著抑制粒细胞和单核细胞的迁移，在慢性炎症方面他们证明使用VAP-1抗体能够显著抑制糖尿病。Tohka等[32]也证明，在兔的腹膜炎模型中使用VAP-1抗体能减少实验炎症部位的大约70%的粒细胞外渗。Martelius等[33]则证明，使用VAP-1抗体能阻断大鼠同种异体肝脏移植中的排斥反应。

在VAP-1抗体的临床应用方面，使用抗人VAP-1的鼠源性类单克隆抗体的第一阶段临床Ⅰ/Ⅱa实验已经证明VAP-1能被安全定向[34]。进一步的临床实验使用人源化的抗VAP-1抗体将允许评价这种可能抗炎症试剂的效用。

3.2小分子SSAO抑制剂 如前所述，虽然VAP-1同时拥有黏附分子和胞外酶两种身份，但使用SSAO抑制剂不仅能阻断其酶活性，也能抑制其诱导的白细胞黏附反应，而单纯使用抗VAP-1抗体则不能抑制SSAO活性，这种特性使得大量针对临床疾病的研究都聚焦在调节SSAO活性上。最近已有许多改良的SSAO小分子抑制剂被发现[8,35]，而且小分子酶抑制剂常能口服给药，方便临床应用。

SSAO抑制剂在炎症性疾病中的应用最为多见。Koskinen等[8]在大鼠皮肤炎症中使用小分子SSAO抑制剂BTT-2027使得白细胞渗出减少了50%。Marttila-Ichihara等[36]对大鼠的关节炎模型使用小分子SSAO抑制剂BTT-2052能使得关节炎的临床评分减少40%～80%。Salter-Cid等[35]对脂多糖诱导的小鼠溃疡性结肠炎模型使用小分子SSAO抑制剂LJP 1207，发现其能显著抑制炎症、损伤和溃疡评分，并使生存率显著提高。Noda等[37]对内毒素诱导的大鼠急性葡萄膜炎模型中使用小分子SSAO抑制剂U-V002，使得白细胞募集反应(至眼前方、玻璃质、视网膜)显著减弱。Kiss等[38]使用BTT-2052发现能减轻肠的缺血/再灌注损伤和肺的中性粒细胞堆积。

在神经系统方面，SSAO抑制剂也有较多实验证明其治疗作用。使用SSAO抑制剂被证明在溶栓剂治疗大鼠脑梗模型中，能显著减少溶栓后的出血风险等不良效果，并使脑梗死面积更小[27]。而在小鼠脑出血模型中，抑制SSAO活性能显著减少脑水肿和神经行为不足，并起到抗炎症作用[39]。在大鼠短暂大脑中动脉闭塞模型中，抑制SSAO活性能显著抑制白细胞外渗，减少脑梗死面积51%，改善神经功能[40]。

4 小 结

由于VAP-1在白细胞渗出、黏附级联反应、糖代谢调节、血管损伤等多方面发挥重要的作用，现在越来越多的研究者们开始重视VAP-1在临床疾病诊治中的应用前景。大多数针对临床疾病的研究都显示，在各种疾病患者的血清或血浆中，sVAP-1水平或SSAO活性较正常对照显著升高，而且VAP-1在预测糖尿病、胃癌、结直肠癌、脑出血等疾病的预后方面都显示了积极的作用。在治疗方面，使用VAP-1抗体或SSAO抑制剂已经在许多相关临床疾病的动物模型中表现出了显著的治疗作用。随着研究的不断深入，VAP-1抗体或SSAO抑制剂有望在炎症性疾病、糖代谢相关疾病、肿瘤、神经系统疾病等多个临床领域得到实际的临床应用。

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