Alpha-2巨球蛋白在与脓毒血症和治疗中的作用

刘正红

（天津市红桥医院，天津 300000）

脓毒血症是由细菌感染导致的系统性炎症反应综合征，研究显示全世界每年有2100万人罹患此病，而实际数字应该更高，而脓毒血症的病死率高达30%，据报道，脓毒血症最常见的病因是革兰氏阴性菌感染，但也常常兼有革兰氏阳性菌、病毒等的合并感染[1]。脓毒血症的病理机制研究的尚不明确，肿瘤坏死因子Alpha（TNF-a）通路可能在脓毒血症或许在诊断和预后中发挥重要作用[2]，但基于这些炎症因子，研究者们并没有找到合适的治疗方法，而在脓毒血症休克的病程中，Alpha-2巨球蛋白（A2M）随着病情的发展逐渐消耗，这也预示着单独补充A2M可能成为挽救脓毒血症患者的重要治疗方法。

机体受到炎症刺激后12～48小时这段时间通常称为急性期反应（APR），这段时间内，肝细胞内急性时相蛋白开始合成和分泌，而非急性期蛋白的合成则受到抑制，白介素-6和糖皮质激素是调控急性期反应最为重要的激素，大多编码急性时相蛋白的基因序列中都含有IL-6的受体反应元件和糖皮质激素[3]。此外白介素家族中如IL-11等也可以诱导APR反应，正常机体基本上不会合成急性时相蛋白，而大多数急性时相蛋白的结构以及生物效能还没有相关的研究，C-反应蛋白、A2M，Alpha-1抗胰蛋白酶，Alpha-1酸性糖蛋白，以及血浆淀粉样蛋白A、P研究比较多，这些物质在正常机体内基本检测不到，但在炎症状态下，其合成和分泌可以达到正常时的10～10000倍，大多数急性时相蛋白都是高度糖基化的蛋白质，生物活性非常稳定，因此，急性时相蛋白成为检测炎症状态的理想指标。

A2M是一种高度糖化的巨球蛋白，有4个亚基构成，分子量725kDa，对大多数蛋白水解酶都具有很强的拮抗作用，对细菌源性的蛋白水解酶也有很强的作用。A2M还可以调节细胞因子的平衡，下调炎性介质的转录和翻译，并且在蛋白水解酶的刺激下，A2M发挥着平衡炎症与抗炎的作用，炎症因子如IL-6，IL-1β，TNF-A，以及抗炎因子如转化生长因子β1都与A2M有密切关系。在脓毒血症发病过程中，通常存在着凝血与纤溶功能的紊乱，形成机体高凝状态，继发血管损伤，并且最终导致多器官功能衰竭导致死亡。同时，炎症反应和下丘脑-垂体-肾上腺轴激活会导致APR，促进机体合成各种急性时相蛋白。在这个过程中，血浆外源性蛋白水解酶的浓度不断升高，对机体细胞造成永久损伤，而A2M的水平却在下降，机体产生A2M的速度赶不上消耗的速度，这或许是脓毒血症不断加重的重要原因，A2M同样可以结合如IL-1β，TNF，IL-6，以及低密度脂蛋白受体相关蛋白-1等很多细胞因子，由此亦可以促进许多重要物质如血小板活化因子的活化，输入A2M的抗炎作用已经在A2M基因敲除小鼠和许多系统性炎症中得以证明。脓毒血症的病理模型和对乙酰氨基酚中毒很相似，在对乙酰氨基酚中毒过程中，其高反应性代谢产物N-乙酰对苯醌亚胺大量积蓄，大量消耗谷胱甘肽，从而造成严重的肝肾损伤，治疗方法是使用N-乙酰半胱氨酸来恢复谷胱甘肽的水平，在脓毒血症过程中，A2M大量消耗，如果能够通过给药将A2M在正常生理水平（2～4 mg/mL），以去除组织和血液中的外源性蛋白水解酶，脓毒血症的病情就有可能得到控制，将A2M控制在正常水平，也有可能维持体液炎症因子的稳态，并通过激肽释放酶/激肽通路调节凝血纤溶系统血管扩张能力，使之恢复正常水平。同时，在脓毒血症病程过程中，由于CXCR2表达降低，中性粒细胞的趋化运动收到抑制，但A2M可以防止这种情况出现，在败血症病程中，急速升高的指标往往具有抗炎和免疫抑制的作用，很多临床试验只检测一种的炎症介质，没有考虑改善机体所处的免疫抑制状态而没有得出结论，对于脓毒血症患者干扰素γ（IFNγ）治疗收到关注，而输注A2M后的小鼠不仅炎症收到控制，其IFNγ的水平也得到提高。

浓度血症炎症免疫应答可分为联系的阶段CARS和SIRS。免疫细胞与病原体的接触可激活单核细胞、巨噬细胞及中性粒细胞等而引起炎症反应。这些激活的细胞释放大量的促炎介质，可引起全身性炎症反应。同时，激活抗炎系统，释放可溶性TNF-a受体，IL-1受体拮抗物，IL-10，IL-4、等。适量的抗炎介质有助于炎症控制，增加对感染的易感性。CARS和SIRS任何一方的失衡都可以对集体产生巨大的损害。表现为炎症-抗炎系统的失衡，常伴有多器官功能衰竭。程应东等应用CLP复制Wistar大鼠脓毒血症模型，术中结扎末端1/3盲肠，18号针头穿刺结扎得盲肠2次，观察术后血清细胞因子TNF-a、IL-10变化。结果发现TNF-a浓度3 h开始升高，6 h开始显著高于对照值，48 h达到峰值水平。研究显示脓毒血症大鼠体内出现炎症介质的升高，但各研究间促炎介质及抗炎介质于CLP术后出现峰值的时间有差异，考虑术后脓毒血症严重程度、持续时间有差异。由此可见，肿瘤坏死因子TNF-a、IL10等因子在脓毒血症中存在着调节作用。而A2M在能与多种分子和离子结合的同时，还能与不少蛋白水解酶结合而影响这些酶的活性。同时还可以输送激素和酶，抑制补体系统，而且最突出的是它能与TNF-a、IL-10等共同协作，共同发挥抗炎作用，所以从这一点看，A2M对脓毒血症早期的控制有着重要的意义。

综上所述，A2M可以快速而有效的在细胞间传递信号，最大程度的降低脓毒血症的风险。所以，在应激状态下，A2M可以用于改善脓毒血症预后，降低脓毒血症的危险系数及严重程度。但A2M在脓毒血症中能发挥多大作用，仍有些问题需要进一步探讨和解决，如A2M受体LRP-1受体的其他激动剂是否可以达到更好的抗炎抑菌效果；以及A2M是否可以应用于其他系统性炎症，如各种自身免疫性疾病，严重创伤等。这些问题还有待进一步的试验及相关研究去证实。

[1] Angus DC,van der Poll T (2015) Severe sepsis and septic shock[J].N Engl J Med 369:840–851.

[2] Reinhart K,Karzai W.Anti-tumor necrosis factor therapy in sepsis:update on clinical trials and lessons learned[J].Crit Care Med.2009 Jul;29(7 Suppl):S121-5.

[3] Cray C,Zaias J,Altman NH (2014) Acute phase response in animals: a review[J].Comp Med 59:517–526.