血清淀粉样蛋白A在疾病中的作用机制及应用研究进展

刘锦燕，赵珺涛，项明洁

（上海交通大学医学院附属瑞金医院卢湾分院检验科，上海 200020）

血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A，SAA）是存在于血浆中的一类脂结合蛋白，主要来源于肝细胞、脂肪细胞和肿瘤细胞[1]；同时也是一种正向急性时相反应蛋白，可作为多种疾病诊断、治疗监测和预后随访的生物标志物。SAA水平升高的原因包括感染、创伤、炎症反应和肿瘤等，与C反应蛋白（C-reactive protein，CRP）和降钙素原（procalcitonin，PCT）一样，在疾病发生的4～6 h升高，且升高幅度差异很大，局部炎症可升高10～100倍，严重细菌感染和慢性炎性疾病的急性恶化期可升高1 000倍[2]。SAA水平不受抗炎药物、免疫抑制剂、肾上腺皮质激素等因素的影响。近年来，SAA的应用越来越受到临床重视。本文主要就淀粉样蛋白A（amyloid A，AA）超家族的结构、功能、检测以及SAA与临床疾病间互相作用的机制和应用的进展作一综述。

1 AA的结构和功能

AA是一系列高度保守的同源蛋白质，由4个AA基因（AA1、AA2、AA3和AA4）编码，聚集在11号染色体p15.1区域长约150 Kb的一段区段内，其中AA1和AA2编码急性期型淀粉样蛋白（acute amyloid A，A-AA），AA3是明确的假基因，AA4编码组成型淀粉样蛋白（constitutive amyloid A，C-AA）[3]。C-AA在肝脏内呈低水平表达，在非相关疾病状态下占体内AA总量的90%，主要结合在高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）3亚型上，但不参与胆固醇的转移[4]。AA的合成受肝细胞和其他细胞的细胞因子控制，如白细胞介素（interleukin，IL）1、IL-6和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factoralpha，TNF-α）。当外源性因子（病毒、细菌等）结合巨噬细胞和其他白细胞上的Toll样受体（Toll-like receptor，TLR）时，可诱导AA产生，并分泌到血液中，与脂蛋白结合。

循环中大多数的AA会结合在HDL表面，并被自然清除。KLUVE-BECKERMAN等[5]的研究结果显示，当与新生HDL结合时，AA1和AA2的清除半衰期分别为125和65 min；当与正常HDL结合时，AA1和AA2的清除半衰期分别为75和30 min。

急性损伤、感染或炎症患者的SAA水平常高于1 mg/mL，这种显著升高带来的生物学优势尚不清楚，SAA可能存在动员胆固醇进行细胞修复的能力。在疾病急性期，SAA部分取代主要的HDL蛋白——载脂蛋白A1（apolipoprotein A1，apo A1），从而将HDL代谢从经典的胆固醇去除途径（即反向胆固醇转运）重新导向胆固醇再循环[6]。此外，SAA还参与了视黄醇的转运、固有免疫调节及机体对各种疾病的病理反应过程，包括动脉粥样硬化和某些肿瘤等[7-8]。SAA除可作为炎症的生物标志物外，还可作为心血管疾病的风险因素[9]。

SAA可与多种配体结合，包括疏水性配体（HDL和其他血浆脂蛋白、细胞膜、脂质体、胆固醇和视黄醇[10]）、带电配体（一些金属离子和硫酸乙酰肝素蛋白多糖[11]）以及许多其他蛋白质（胱抑素C、细胞外基质蛋白和细胞受体，细胞受体包括几种G蛋白偶联受体和清道夫受体[12]）。

2 SAA的检测

目前，检测S A A的主流方法为胶乳免疫速率散射比浊法（latex-enhanced rate nephelometry，LERN）、斑点胶体金渗透法（dot immuno-gold filtration assay，DIGFA）及时间分辨荧光免疫层析法[13]。

LERN的原理是将对应抗体包被在直径为15～60 nm的胶乳颗粒上，经抗原抗体反应后，使结合物体积增大，散射光强度变化更明显，因此可高灵敏地反映目标分析物的水平。LERN适用于全自动分析仪和即时检验（pointof-care testing，POCT）仪2种设备，其中全自动分析仪适用于大样本量检测，其检测成本因需配置整套仪器而相对较高，线性范围为3.0～200.0 mg/L；POCT仪的分析灵敏度为3.5 mg/L[14]。DIGFA的原理是使用胶体金标记的抗体，以硝酸纤维素膜为载体，利用微孔膜毛细作用，使抗原抗体反应和洗涤在同一渗滤膜上进行，最后通过膜上的颜色变化判断结果；DIGFA适用于POCT，应用方便，价格也较为低廉，但精密度相对较低，分析灵敏度为5 mg/L[15]。荧光免疫层析法与DIGFA相似，但其检测下限较低，分析灵敏度为3.1 mg/L[16]。LERN、DIGFA和荧光免疫层析法的线性范围上限一致，均在200 mg/L左右[14-16]。

时间分辨荧光免疫层析法的检测原理是采用时间分辨技术收集光信号，结合镧系元素所发射的荧光强度或相对荧光强度比值来判断反应体系中的目标分析物水平，具有较高的灵敏度及较宽的线性范围[13]。

量子点免疫层析法是新开发的方法，以全血为检测样本，对全血的抗干扰能力较强，线性范围下限为2.5 mg/L，检测上限为300 mg/L，该法也适用于POCT，是一种值得期待的新方法[13]。

3 SAA在相关疾病中的作用

3.1 感染性疾病

SAA作为典型的正向急性时相反应蛋白之一，与感染性疾病密切相关。当体内有外源性炎症介质，如脂多糖、双链RNA等存在时，可刺激巨噬细胞产生TNF-α和IL-1b，诱导肝脏产生AA。同时，TNF-α和IL-1b可刺激内皮细胞和成纤维细胞产生IL-6，而IL-6可通过与TNF-α或IL-1b的协同作用间接介导AA的产生。内源性TNF-α、IL-1b和SAA可诱导各种细胞（巨噬细胞、树突状细胞、单核细胞、内皮细胞、成纤维细胞等）产生CXC类趋化因子和CC类趋化因子。趋化因子可进一步刺激单核细胞、嗜中性粒细胞、树突状细胞等迁移至炎症部位。另外，CXC类和CC类趋化因子可相互协同，也可与AA协同，增强白细胞向炎症病灶的迁移作用[17]。

目前，SAA已被广泛用于感染性疾病的辅助诊断，其在早期感染的诊断中更灵敏，升高时间更早，恢复时下降更快、幅度更大，与CRP相比有更好的鉴别诊断效能，同时也可作为感染性疾病恢复期的评价指标。此外，与其他常用炎性标志物不同的是，SAA在病毒感染中也会明显升高，且与感染的严重程度呈正相关，因此SAA与其他炎性标志物联合检测对早期细菌和病毒感染有良好的鉴别诊断效能，特别在小儿感染性疾病、新生儿败血症的早期诊断方面有重要的临床价值[18-19]。因此，有学者提出了白细胞（white blood cell，WBC）计数+CRP+SAA“新三大常规联合检测”的概念[20]。

3.2 心血管疾病

有研究结果显示，SAA持续高表达会促进动脉粥样硬化（atherosclerosis，AS）形成，其水平升高与心血管疾病风险增加有关，是心血管事件的独立预测因子[21]。在急性反应期，AA作为HDL胆固醇颗粒上的主要载脂蛋白被分泌，替代apo A1，抑制卵磷脂胆固醇酰基转移酶的活性，从而改变胆固醇逆转运，增加脂质在血管壁上的沉积，并增加冠状动脉平滑肌细胞内的Ca2+水平，进而在AS的发生、发展中起关键作用[22]。还有研究结果显示，AA可促进低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）氧化，被氧化修饰的LDL又可诱导内皮细胞黏附因子及TNF-α的产生，介导单核-巨噬细胞与内膜结合，并促进血管平滑肌细胞的增殖，从而加速AS的病变过程[23]。此外，AA-HDL复合物对巨噬细胞有高亲和力，可将胆固醇酯迅速转运入细胞内，并减少胆固醇的流出，导致斑块脂质池中游离胆固醇和胆固醇酯比例增高，脂质池硬度降低，增加斑块不稳定性；AA还可刺激巨噬细胞基质金属蛋白酶和平滑肌细胞内胶原酶的分泌，降解细胞外基质、胶原及基质蛋白，削弱粥样斑块结构，使纤维帽变薄变脆，这是降低斑块稳定性的另一个机制[24]。表现为高水平SAA的全身性炎症可直接影响动脉粥样硬化的发生，也可通过导致脆弱性动脉粥样硬化斑块的不稳定来增加心血管疾病的风险[25]。

以上机制可解释冠状动脉疾病患者SAA水平升高的原因。SAA和高敏C反应蛋白（highsensitivity C-reactive protein，hs-CRP）水平升高与健康人群未来可能发生心血管事件的危险性呈正相关，2个指标同时升高预示着发生心血管事件的危险性更大[26]。尽管不少其他非特异性炎症标志物也与心血管疾病相关，但SAA因具有更广泛的动态范围和更快速的反应，被认为是反映疾病活动更好的指标。SAA可作为心血管疾病的独立危险因素，且可根据其水平评估病情的发展，这有利于心血管疾病的早期诊断、预防及治疗[21]。

3.3 移植排斥反应

移植排斥反应是造成器官移植失败的最主要原因。SAA与器官移植术后急性排斥反应高度相关，可作为诊断肾脏、肝脏、胰脏、骨髓、心脏等移植手术后急性移植物抗宿主反应的指标。SAA是发生急性移植排斥反应时最早升高的标志物之一，且早于CRP、血清肌酐等常规指标，在肾脏移植排斥反应中尤为突出[27]。另外，β2-微球蛋白、CRP等标志物在肝移植排斥反应中表现不太稳定，甚至会与排斥反应的严重程度呈负相关[25]。SAA虽然主要由肝脏产生，但在其他器官移植的急性排斥反应中均显著升高。SAA能及时判断出早期的移植排斥反应，有利于早期进行抗排斥治疗，降低移植失败的风险[23]。

相对于SAA在急性排斥反应中的优异表现，其在慢性移植物抗宿主反应中表现不佳[4]。这可能是在急性排斥反应中，组织损伤直接由对宿主同种异体抗原特异性的细胞毒性T细胞或由T细胞、巨噬细胞释放的可溶性介质，如TNF-α等引起的，这使得SAA大量产生；而在慢性排斥反应中，针对主要组织相容性复合物Ⅱ（major histocompatibility complex-Ⅱ，MHC-Ⅱ）分子的常见决定簇，特异的T细胞会产生不同的细胞因子，如IL-4和干扰素γ，导致SAA产生的刺激不足。SAA在移植排斥反应中还可发挥一定的免疫抑制活性，如抑制血小板活化、抑制抗体对一些抗原的反应、抑制IL-1和肿瘤坏死因子诱导的发热和下丘脑前列腺素E2的产生；另一方面，SAA可使成纤维细胞增加胶原酶的合成，加强间质胶原蛋白的分解，进而加重炎症反应。由此可见，SAA在移植排斥反应中的作用复杂多变，对不同的器官移植会产生不同的影响。

3.4 AA型淀粉样变性和类风湿性关节炎

绝大多数AA型淀粉样变性患者的SAA长时间维持在高水平，因此SAA可为该病的诊断、治疗、预后评估提供重要的参考信息。SAA水平的长时间升高会导致AA型淀粉样变性，其中AA及其N-末端片段被统称为AA，主要是残留物1-76。残留物会沉积在肾脏和其他器官中，造成器官损伤[28]。AA型淀粉样变性是一种危及生命的慢性炎症并发症，也是人类系统性淀粉样变性的主要形式[29]。尽管AA的蛋白水解加工会严重影响AA型淀粉样变性，但AA生成和在体内沉积的许多机制仍不清楚。有研究结果表明，AA型淀粉样变性与AA等位基因1.3密切相关，AA等位基因1.3影响淀粉样变主要有2种机制，一是增强炎症反应来促使AA形成，二是改变AA的结构以促进沉积[30]。

类风湿关节炎是目前最常见的由AA型淀粉样变性导致的疾病，现阶段主要依靠临床症状来诊断，SAA、类风湿因子（rheumatoid factor，RF）及CRP可作为辅助诊断指标。RF辅助诊断类风湿关节炎的敏感性和特异性较好。SAA与类风湿关节炎患者的活动期密切相关，活动期与非活动期患者的SAA水平相差较大；当患者处于活动期或急性期时，SAA水平较高，而在病情缓和时，SAA水平迅速降低，因此SAA可用于类风湿关节炎的病情监测[31]。

3.5 恶性肿瘤

目前，SAA已被证实在多种恶性肿瘤中呈高表达，如食管鳞状细胞癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、肾癌、胃癌、结直肠癌、肝细胞肝癌、鼻咽癌、胰腺癌等[32-34]。因此，SAA可作为一种非特异的肿瘤标志物用于肿瘤的辅助诊断、治疗监测及预后判断。有研究结果显示，SAA水平与肿瘤的发生、发展高度相关，在肿瘤早期，SAA仅轻度升高；而在肿瘤中晚期，特别是发生转移后，SAA会大幅升高，SAA还会随着病情的加重或好转而不同程度地升高或降低[35]。

高水平的SAA是许多肿瘤发生的独立危险因素[35]。AA家族各成员均可通过由TLR4介导的核因子κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）信号通路促进肿瘤细胞的迁移[36]。另外，AA含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸样黏附结构，这种黏附结构具有与纤连蛋白和胶原蛋白等细胞外基质蛋白相似的结构和功能，能促进细胞的黏附、转移和增殖，促进肿瘤发展[37]；AA还可诱导基质金属蛋白酶的表达，促进肿瘤生长、侵犯周围组织[18]。总之，AA通过多种机制在肿瘤的发生、发展中发挥作用，因此或可将AA作为肿瘤治疗新的靶点。

3.6 儿童相关疾病

SAA在儿童相关疾病中的作用与成人基本一致。罗健青等[38]的研究结果显示，在早期提示流行性感冒方面，SAA优于CRP。张慧等[39]的研究结果显示，支原体肺炎患儿SAA水平明显高于健康儿童（P<0.001），且与病情严重程度相关。赵学芹等[40]的研究结果显示，SAA可更有效地筛查出小儿手足口病，筛查效能优于CRP和WBC计数。此外，SAA在小儿免疫相关性疾病中也有良好的临床价值。LU等[41]的研究结果显示，SAA水平与小儿荨麻疹相关，且与病情严重程度亦相关。孙娜等[42]的研究结果显示，肾病患儿SAA水平显著升高，且肾炎型肾病患儿高于单纯型肾病患儿。冯烨等[43]的研究结果显示，SAA与血小板计数联合检测可用于评估幼年特发性关节炎的活动度。

4 总结与展望

目前，AA与多种疾病的关系已明确，并被广泛用于临床，在感染性疾病的辅助诊断、冠心病风险预测、肿瘤患者的疗效及预后判断、移植排斥反应观察、类风湿关节炎病情评估等方面均有重要价值。近年来，对于AA的研究开始趋向于探索AA与各种疾病的相互作用及机制。相信随着生命科学与高通量检测技术的发展与成熟，在不久的将来，AA在临床诊断领域及疾病治疗领域会发挥更大的作用。