血管生成素与急性胰腺炎相关性的研究进展

任夏，施佳怡，李运红

(南京医科大学鼓楼临床医学院，南京210008)

血管生成素与急性胰腺炎相关性的研究进展

任夏，施佳怡，李运红

(南京医科大学鼓楼临床医学院，南京210008)

血管生成素(Ang)是一族选择性作用于血管内皮的分泌型血管生长因子。Ang-1、Ang-2是Ang家族的成员，是特征性的血管生长因子，与机体的炎症反应及免疫功能密切相关。Ang-2与Ang-1的结构差别在于氨基端的卷曲螺旋结构域与羧基端的纤维蛋白样结构域交界处，前者比后者少了一个半胱氨酸，从而导致二者的生物学作用截然不同。当机体发生急性重症胰腺炎时，外周血Ang-2水平明显升高，在判断急性胰腺炎的严重程度、器官功能衰竭的发生及预后评估等方面具有重要价值。而Ang-1具有抗炎及改善血管渗漏作用，或许可作为炎症反应治疗的潜在靶点。随着对Ang研究的深入，未来其在临床中的应用价值将会更大。

急性胰腺炎；血管生成素1；血管生成素2；血管生成素特异性受体

急性胰腺炎发病机制复杂，至今尚未完全阐明。约20%的患者可发展为重症急性胰腺炎，病死率为20%～30%[1～3]。目前，临床常用评估急性胰腺炎严重程度的指标包括急性生理功能和慢性健康状况评分系统Ⅱ(APACHEⅡ)、Imire评分、Ranson评分以及某些炎症因子，如CRP等，但均存在操作繁琐、敏感性或特异性较低、时效性差等不足[4～6]。血管生成素(Ang)是一族选择性作用于血管内皮的分泌型血管生长因子，包括Ang-1、Ang-2、Ang-3、Ang-4四种亚型[7]。研究证实，Ang-1及Ang-2与机体的炎症反应及免疫功能密切相关。本文结合文献就Ang与急性胰腺炎相关性的研究进展综述如下。

1 Ang的分子结构及生物学作用

1.1 Ang及其受体的分子结构 Ang的分子量约为70 kDa，其四种亚型拥有共同的结构，主要包括氨基端的卷曲螺旋结构域、羧基端的纤维蛋白样结构域及氨基端前的疏水信号肽，通过羧基端的纤维蛋白样结构域中 74个残基组成的 P 模体与酪氨酸激酶受体2(Tie-2)结合[8]。Ang-2与Ang-1的结构差别在于氨基端的卷曲螺旋结构域与羧基端的纤维蛋白样结构域交界处，前者比后者少一个半胱氨酸，从而导致二者的生物学作用截然不同。Tie-2是Ang家族中最主要的受体，其基因定位于9p21，分子量约为150 kDa，由胞外区、跨膜螺旋结构区和胞内区组成，胞外区N端包含2个免疫球蛋白样模块，两侧被3个内皮生长因子所包绕，其后是3个Ⅲ型纤维蛋白结构。晶体结构分析显示，Ang-1和Ang-2的P模体均与Tie-2胞外区N端第2个免疫球蛋白结构域结合，并发挥相应的生物学作用[9]。

1.2 Ang的生物学作用 Ang的四种亚型均能与Tie-2结合，发挥多种生物学效应，如促进血管渗漏、抑制炎症反应等[10]。Ang-1、Ang-2是特征性的血管生长因子，与机体的炎症反应及免疫功能密切相关[11]。近年来随着对Ang研究的深入，Ang-1、Ang-2在急性胰腺炎严重程度评估、并发感染的诊断及作为治疗靶点等方面的作用越来越受到重视。而Ang-3和Ang-4存在于小鼠和人体的同源基因内，其作用机制尚不明确。

1.2.1 Ang-1的生物学作用 Ang-1基因位于染色体8q22，主要表达于血管周围细胞，包括周细胞及平滑肌细胞。Ang-1通过旁分泌作用，与Tie-2结合，并诱导其磷酸化，活化的Tie-2可刺激细胞内一系列信号转导通路，包括PI3K/AKT通路、MAPK通路以及Dok-R通路等，这些信号通路事件主要包括募集ABIN-2蛋白、抑制NF-κB活性、刺激内皮型一氧化氮合酶等[12，13]。研究证实，Ang-1还具有抗炎作用，其抗炎机制主要包括：①降低血管通透性：Jiang等[14]研究发现，在多发性硬化模型中，给予Ang-1治疗的小鼠血管通透性明显降低，并能抑制炎症细胞浸润至大脑或脊髓，还能促进内皮细胞迁移和拮抗细胞骨架重组，抑制细胞凋亡，从而起到稳定血管及减少血管渗漏的作用。②拮抗TNF-α：TNF-α是单核或巨噬细胞受到外界刺激后分泌的一种细胞因子，是全身炎症反应导致多器官或组织损伤的主要因素之一。研究发现，Ang-1可拮抗炎症反应过程中TNF-α所致的炎症细胞游出、血栓素诱导的中性粒细胞黏附以及IL-8合成，从而起到抑制炎症反应作用[15]。③加强内皮细胞连接：有研究发现，Ang-1可通过隔绝小分子酶来阻止VEGF介导的黏附素磷酸化，或通过聚集血浆中血小板黏附因子1，从而达到加强内皮细胞紧密连接的作用[14，16，17]。④改善微循环功能：Alfieri等[18]研究发现，脓毒症模型小鼠经静脉注射Ang-1后，微循环得到显著改善，炎症反应明显减轻。以上均提示，Ang-1具有抗炎及改善血管渗漏作用，有可能作为炎症反应治疗的潜在靶点。

1.2.2 Ang-2的生物学作用 Ang-2基因位于染色体8q23，由496个氨基酸组成，其表达主要局限于血管内皮细胞。在正常血管中，Ang-2几乎不表达。Ang-2与Ang-1竞争性拮抗Tie-2，只有在体内缺乏Ang-1时，Ang-2才具有部分刺激Tie-2磷酸化的作用。Ang-2对血管生成的影响和局部微环境有关，如缺氧、高糖水平、过氧化物等，同时与血管内皮生长因子(VEGF)密切相关。Ang-2与VEGF共同作用时会促进血管再生，而VEGF缺乏时则可导致血管退化[19]。当受到缺氧、血管炎症等特定刺激时，Ang-2从weibel-palade小体中迅速释放出[20]，与Tie-2结合，从而打破内皮细胞的完整性、破坏周细胞，增加内膜的通透性，促进炎症细胞的迁移及血浆渗出，并增加内皮细胞对TNF-α的敏感性，加重炎症反应[7，21]。Scholz等[22]研究发现，单核细胞/巨噬细胞浸润的组织旁血管Ang-2高表达；同时他们构建了Ang-2双转基因小鼠，在没有其他炎症作用的刺激下，这些小鼠即可出现全身性炎症，多个器官可见髓系细胞浸润。提示Ang-2可能在炎症反应中具有起始作用，而不仅仅作为促炎症介质。Fiedler等[23]研究发现，Ang-2基因敲除小鼠腹腔中中性粒细胞较野生型小鼠显著减少，体外注射Ang-2后可逆转这一现象，证实Ang-2与免疫功能及炎症反应密切相关。

2 Ang与急性胰腺炎的关系

2.1 Ang-2对急性胰腺炎的早期评估 几乎所有重症急性胰腺炎患者在入院后4天内会出现器官功能衰竭，病死率高达30%，急性肾损伤和急性呼吸窘迫综合征是最常见的致死原因[24～26]。Sporek等[27]观察了17例急性胰腺炎出现急性肾损伤或肾衰竭患者外周血Ang-2水平，发现外周血Ang-2水平与肾功能指标及急性胰腺炎严重程度密切相关。推测，Ang-2可用于预测急性胰腺炎中肾损伤或肾衰竭的发生。Whitcomb等[28]研究发现，重症急性胰腺炎患者血清Ang-2水平较健康者和轻症胰腺炎患者明显升高，且在重症急性胰腺炎早期血清Ang-2水平即明显升高；进一步分析发现，血清Ang-2水平与病死率、急性胰腺炎肺损伤等密切相关，而Ang-1与急性胰腺炎的严重程度及有无器官衰竭并无明显相关性。因此认为，Ang-2在对重症急性胰腺炎早期诊断及预后判断等方面具有一定价值，或可成为重症急性胰腺炎早期诊断及预后判断一个良好的分子生物学标志物。

2.2 Ang-2与APACHEⅡ、Imrie评分及其他炎症指标的关系 APACHEⅡ是1985年Knaus等[29]在APACHE的基础上修订而得，包括急性生理评分、年龄评分及慢性健康状况评分三部分。24 h APACHEⅡ评分对早期评估急性胰腺炎的严重程度和预测预后具有较高的价值，但该评分存在局部并发症预测能力弱、项目繁多、特异性不高等缺点[6]。Imrie评分是Imrie提出的胰腺炎预后判断指标，包括9项入院48 h内的临床及实验室指标，但对机体其他系统的损害评价并未涉及。近年研究发现，CRP对急性胰腺炎具有重要的预测价值，其最佳预测时间为发病48 h后[4，5]。Buddingh等[24]研究发现，Ang-2预测急性胰腺炎的严重程度、是否合并器官衰竭及是否并发感染的ROC曲线下面积均高于APACHEⅡ、Imire评分及CRP、降钙素原等炎症指标。因此认为，Ang-2对急性胰腺炎的预后具有重要的预测价值，且优于APACHEⅡ、Imrie评分及相关炎症指标。但由于该研究是一项回顾性研究，且抽取样本的时间并不统一，其结果可能存在一定误差，准确评估Ang-2对急性胰腺炎的预测价值尚需更多大样本及前瞻性研究来证实。

2.3 Ang-2对胰腺循环障碍的影响 早期预测重症急性胰腺炎中胰腺坏死程度及器官衰竭对疾病的发展及预后至关重要。CT是目前评估重症急性胰腺炎严重程度的重要手段。Watanabe等[30]研究重症急性胰腺炎CT表现与Ang-2的关系时，引入了血流量(Fv)和平均通过时间(τ)这两个参数，Fv代表胰腺组织的灌注情况，其降低意味胰腺组织坏死加重，而τ指对比剂从腹主动脉至胰腺组织所需要的平均时间，其值大小与血液系统的高动力状态呈反比；结果发现，血清Ang-2水平与τ呈负相关关系，而与Fv无明显相关性。据此推断，随着血清Ang-2水平升高，体循环呈高动力状态，故血清Ang-2水平可作为体循环动力状态的一个观察指标，可用于全身治疗时的监测，如液体复苏或抗凝等。

2.4 Ang-1对急性胰腺炎的保护作用 Ang-1具有抗炎作用，但由于Ang-1的N端具有高度保守及不溶性结构的疏水分泌信号，因其在体内极度不稳定，故其抗炎效果甚微。Chen等[31]构建了比Ang-1有更强的稳定性和促进血管再生能力的寡聚硫酸软骨素转导的Ang-1(COMP-Ang-1)，结果发现在急性坏死性胰腺炎小鼠中，注射COMP-Ang-1小鼠较单纯Ang-1基因沉默小鼠炎症指标及胰腺病理评分下降更明显，且胰腺组织的通透性亦低于单纯Ang-1基因沉默小鼠，表明COMP-Ang-1可上调Ang-1的表达、促进血管生成，并对急性坏死性胰腺炎早期起到抑制炎症反应的作用。Hua等[32]将Ang-1基因修饰的骨髓间充质干细胞(MSCs)及未修饰的MSCs分别输入急性胰腺炎模型小鼠体内，结果发现输入Ang-1基因修饰的MSCs小鼠不仅胰腺损伤减轻，血清炎性细胞因子水平降低，同时胰腺血管生成增加。尹立阳等[33]将人重组Ang-1注入急性胰腺炎小鼠腹腔，结果发现小鼠胰腺损伤明显减轻，炎症因子水平明显下降。这些研究结果均提示，Ang-1具有显著的抗炎作用，Ang-1或可作为分子靶点治疗重症急性胰腺炎。

综上所述，Ang-2在早期预测急性胰腺炎的严重程度、器官功能衰竭的发生及预后评估等方面具有重要价值，其预测能力优于APACHEⅡ、Imrie评分等系统及CRP等炎症介质；现有的动物实验证实，转载Ang-1可用于急性胰腺炎的治疗，这为药物开发提供了新线索。但目前对Ang在急性胰腺炎中的作用机制尚未完全阐明，如Ang-2与急性胰腺炎的发生、发展是否直接相关，Ang-2是否在炎症级联反应中发挥起始作用，Ang-1在急性胰腺炎病程中发挥抗炎作用的时机及剂量等。

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李运红(E-mail： 13605156761@163.com)

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