血栓调节蛋白抑制慢性肾脏病微炎症的机制研究进展*

诸斌，李贞，李臻，陈伟琴，殷红梅，胡晓波

（上海中医药大学附属龙华医院 检验科，上海200030）

近年来慢性肾脏病（chronic kidney disease,CKD）已成为全球性公共卫生问题之一。我国CKD患病率约为10.8%[1]，国外调查显示全球CKD 患病率约为13.4%[2]。控制不良的CKD 患者可能会进展为终末期肾病，不仅严重影响患者生活质量，而且会加重家庭、社会经济负担。CKD 患者体内普遍存在一种低强度、持续性炎症状态，这种情况称为微炎症状态，是增加终末期肾病患者病死率的重要原因[3-4]。如何改善CKD 患者微炎症状态是当今国内外研究关注热点之一。 而凝血调节蛋白（Thrombomodulin, TM）是一种具有抗炎功能的跨膜糖蛋白，可调控机体内的相关通路，抑制炎症状态，为CKD 抗炎治疗提供了新的思路。

1 CKD患者微炎症状态

微炎症是由非致病微生物感染引起的低强度、慢性、持续性、显性炎症状态，其特征是全身循环中炎症细胞因子轻度持续升高。机体在各种化学物质（补体、免疫复合物、内毒素等）刺激下，单核巨噬细胞系统被激活，持续性、低浓度释放炎症细胞因子与炎症相关蛋白。与细菌、真菌和病毒感染不同，其实质是一种轻微免疫性炎症[5]。

微炎症状态经常出现在CKD 患者中，引发CKD 微炎症状态因素有很多，包括促炎症细胞因子产生、氧化应激、酸中毒、慢性和复发性感染、脂肪组织代谢障碍、肠道菌群失调[6]。目前，微炎症诊断主要依赖于C 反应蛋白（C-reactive protein,CRP）、血清淀粉样蛋白A（serum amyloid A, SAA）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）、肿瘤坏死因子受体（tumor necrosis factor receptor,TNFR）、白细胞介素6（Interleukin-6, IL-6）等循环炎症生物标志物检测。

尽管微炎症状态没有明显临床症状，但在CKD 病程进展中扮演不可忽略的角色。研究发现，CKD 微炎症状态会破坏肾小球足细胞，导致通透性逐渐增强，加重肾小球硬化[7]。此外，还会加速肾功能下降和CKD 发展进程，造成不可逆的不良后果[8]。

2 血栓调节蛋白

2.1 血栓调节蛋白概述

TM 是由无内含子基因THBD编码的一种Ⅰ型跨膜糖蛋白[9]，在血管内皮细胞中高表达。在体内有两种形式：一种形式存在于血管内皮细胞表面，称作为膜型TM；另一种形式存在于体液中，如血液和尿液，是由于膜型TM 经蛋白酶裂解脱落形成的一种可溶式状态[10]，称作可溶性血栓调节蛋白（sTM）。sTM 与血管内皮细胞损伤密切相关。KONG 等[11]通过荧光共振能量转移技术，观察由过氧化氢引起人脐静脉血管内皮细胞受损释放sTM 情况，发现随细胞与过氧化氢接触时间增加，在生长培养基中释放的sTM 含量增加，说明sTM 含量越高血管内皮细胞损伤越重。

完整的TM 由5 个不同结构域组成，分别是N端凝集素样结构域，由6 个表皮生长因子样重复序列结构域，富含丝氨酸-苏氨酸结构域，跨膜结构域和短胞质内尾端结构域。其中，N 端凝集素样结构域有强大的抗炎功能，可抑制NF-κB 炎症通路激活，干扰中性粒细胞黏附于内皮细胞。TM 是调控体内多种生理反应的关键位点，有抗凝、抗炎、保护内皮细胞及维持血管稳态的功能[12]。

2.2 血栓调节蛋白在CKD中的临床意义

研究表明，sTM 水平与内皮损伤严重程度密切相关，是反映内皮细胞受损的一个血清学指标[13]。相关研究进一步发现，CKD 患者sTM 水平明显升高，且与肾功能严重程度呈正相关，CKD 分期越高，sTM 水平也越高，表明sTM 与CKD 内皮功能受损程度相关[14]。影响CKD 内皮功能的因素有很多，其中，炎症常是导致内皮细胞损伤的主要因素。sTM 与CKD 炎症状态存在相关性，可作为评估CKD炎症程度一个血清学指标，并为CKD 预后提供一定临床依据。SHARAIN 等[15]研究了不同严重程度（CKD 2～4 期）患者（观察组）和正常研究对象（对照组） 的sTM、CRP、肿瘤坏死因子受体Ⅰ（TNFR1）的变化，研究发现，观察组sTM 较对照组升高，观察组sTM 水平随病情严重程度逐渐升高，且该过程与CRP、TNFR1 变化趋势基本一致，sTM 与CRP、TNFR1 呈正相关。除TNFR1 外，CKD 5 期患者肿瘤坏死因子受体Ⅱ（TNFR2）也与sTM呈正相关。TNFR2 被认为是sTM 独立预测因子[16]。因此，sTM 有很强的评估和预测CKD 微炎症状态潜能。

3 血栓调节蛋白在CKD中的抗炎机制研究进展

3.1 血栓调节蛋白抑制NF-κB通路活化

CKD 患者存在广泛微炎症状态，持续炎症反应会破坏肾小球内皮细胞，坏死或受损肾小球内皮细胞会释放出高迁移率族蛋白B1（human high mobility group 1 protein, HMGB1），进一步加重炎症反应。HMGB1 是免疫细胞（包括巨噬细胞、单核细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞、内皮细胞和血小板）释放的一种核染色质结合蛋白[17]，可与晚期糖基化终产物受体（RAGE）、Toll 样受体2（TLR2）和Toll 受体4（TLR4）等细胞表面受体结合，这些细胞表面受体参与髓样分化因子（MyD88）依赖途径，最终导致NF-κB 通路活化，进一步释放促炎细胞因子和炎症相关受体[18]。此外，NF-κB 通路活化会促进肾小球内皮细胞黏附因子（ICAM-1）表达上调，引起促炎细胞因子和中性粒细胞牢固黏附在肾小球内皮细胞，加重炎症反应，而且ICAM-1 表达又会刺激NF-κB 通路活化，继而形成一种恶性循环[19]。

TM 能显著降低TLR2、TLR4基因表达水平，使MyD88 水平明显降低，进一步抑制HMGB1-TLR-MyD88 信号通路，防止NF-κB 通路活化，从而减轻肾脏炎症状态[20]。sTM 凝集素样结构域可与HMGB1 结合，避免其与RAGE 受体结合，防止进一步扩大炎症反应。TM 还可抑制肾脏、尿液中ICAM-1 的表达，以此来限制中性粒细胞、巨噬细胞浸润，以及炎症细胞转移和积聚，反向调节NFκB 通路，从而保护肾小球内皮细胞[21]。

3.2 血栓调节蛋白抑制补体激活

TM 可调控C3a、C5a 失活，达到抗炎效果。因补体异常活化导致大量补体沉积在肾小球足细胞和内皮细胞，从而产生一系列炎性介质，造成肾小球损伤和凋亡。C3a、C5a 是补体激活产生的小片段，是促炎关键介质，该片段通过与特异性受体结合发挥广泛促炎作用[22]。TM 可与凝血酶结合生成TM-凝血酶复合物，这种复合物会诱导凝血酶激活的纤溶抑制物活化，其通过切割C3a、C5a 缓激肽羧基末端精氨酸使两者失活[23]，抑制炎症细胞聚集和白细胞上调，从而起到抗炎作用。

在糖尿病肾病小鼠模型中，TM 凝集素样结构域能抑制足细胞上C3 激活，从而改善糖尿病肾病炎症反应[24]。另外，TM 有与补体因子H 和C3b 明显亲和力，能形成TM-补体因子H-C3b 复合物，促使补体因子Ⅰ介导C3b 裂解为无活性iC3b，从而抑制补体激活。C3b 失活使其无法形成C3 转化酶，避免C3 转化酶裂解C3 产生更多活性物质破坏细胞膜[25]。TM 这一调控补体抗炎通路能减少补体的激活，减少炎症反应对足细胞内皮损伤，为今后CKD 抗炎治疗提供了新思路。

3.3 血栓调节蛋白激活活化蛋白C

TM 与凝血酶特异性结合可促进蛋白C 活化，产生活化蛋白C（APC），APC 生成量与TM 呈正相关，并有强大抗炎活性。目前，TM 调控APC 发挥抗炎作用机制主要包括：①在CKD 微炎症状态下，体内炎症细胞因子（TNF-α、IL-6、IL-8）显著增多，APC 作用于足细胞蛋白酶激活受体2（PAR-2）来抑制单核细胞、巨噬细胞表达组织因子和释放多种炎症细胞因子，达到抗炎效果[26]；②APC 直接切割足细胞蛋白酶激活受体3 （PAR-3），诱导PAR-2 和PAR-3 二聚化，保护足细胞免受炎症攻击[27]；③CKD 炎症是一种持续性、低微量炎症反应，免疫细胞（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞）会不断地激活，组蛋白会从活化免疫细胞不断地释放，并选择性结合在Toll 样受体，激活产生许多促炎细胞因子，APC 通过裂解和灭活细胞外组蛋白发挥抗炎作用[28]；④慢性炎症时，炎症因子会诱导中性粒细胞胞外诱捕网生成过多，造成足细胞损伤，APC 会与内皮细胞受体、巨噬细胞抗原-1结合，抑制中性粒细胞胞外诱捕网生成[29]。

3.4 血栓调节蛋白抑制MAPK信号通路

在CKD 微炎症状态下，炎症因子会不断产生并且扩散，机体大量免疫细胞会与其发生免疫应答反应。此时，C-jun 氨基末端激酶和p38 丝裂原活化蛋白激酶激活，MAPK 通路会产生一系列下游产物（如转化生长因子-β），破坏肾小球足细胞，导致肾小球硬化，且还会产生肾间质损伤[30]。在炎症过程中，MAPK 信号通路激活会抑制TM 的表达和活性。研究发现，内皮细胞中肿瘤坏死因子α 通过C-jun 氨基末端激酶和p38 途径诱导TM 表达下调[31]。然而，TM 也能显著抑制MAPK 信号通路，达到抗炎效果。TM 通过抑制RAGE、PAR-3 以及其他炎症受体，防止C-jun 氨基末端激酶和p38 丝裂原活化蛋白激酶激活，减弱MAPK 途径。此外，TM 的N 端凝集素样结构域通过抑制巨噬细胞、中性粒细胞在内皮细胞表面的浸润来降低p38 丝裂原活化蛋白激酶磷酸化[32]。TM 与MAPK 信号通路互相影响、互相作用，如何使TM 在CKD 中发挥抗炎作用，又尽可能减少MAPK 信号通路对其影响，还需进一步研究。

综上所述，CKD 患者普遍存在微炎症状态，这种状态会持续存在，加重CKD 进程，发展为终末期肾病。此外，微炎症还会增加血浆中部分凝血相关蛋白（如纤维蛋白原）浓度，使患者血栓形成风险更高[33]。如何改善CKD 患者微炎症状态是当今国内外研究热点之一。在CKD 中TM 通过抑制NF-κB 通路活化、抑制补体激活、抑制MAPK 通路，并与凝血酶结合活化APC，从而起到抗炎作用，其在治疗CKD 微炎症状态中有良好的应用前景，需要进一步深入探索。