MRGPRX2在围术期药物假性过敏反应中的作用

树茜，王子熹，李旭

肥大细胞(mast cells, MCs)作为一种多功能免疫细胞，广泛分布于全身，特别是暴露于外界环境的部位如皮肤、胃肠道黏膜、呼吸道等，并在过敏反应及过敏性疾病中起着重要作用[1-2]。

根据分泌颗粒中蛋白酶的不同，MCs可被分为两个亚型[3]。健康人类在呼吸道及胃肠道黏膜占大多数的MCs，其分泌颗粒中只有类胰蛋白酶，被称为MCT；另一种则是在皮肤中占主导地位的MCs，其分泌颗粒中有类胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶和组织蛋白酶，被称为MCTC[4-5]。MCs被激活的经典途径是抗原和特异性IgE结合，使得细胞表面高亲和力IgE受体(FcεRI)聚集交联，导致MCs快速脱颗粒，并释放颗粒内容物(包括已合成的组胺、蛋白酶、化学趋化因子，以及其他新合成的脂类介质及细胞因子等)，继而激活相应的效应细胞并使其产生过敏相关的症状，例如血管舒张、血管通透性增加、刺激感觉神经及平滑肌收缩等。虽然两种MCs都可以经FcεRI途径激活，但它们对使其脱颗粒的内源性及外源性刺激的反应不同，例如MCTC可以对补体成分C3a、C5a及化合物48/80均出现应答，而MCT则没有[6-7]。

然而，MCs脱颗粒也可以通过非IgE依赖途径实现[8]，主要见于一些药物，例如氟喹诺酮类抗生素、阿片类药物、抗血小板药、非甾体类抗炎药、神经肌肉阻滞剂等，其机制尚未完全明确。近年，McNeil等[9]发现mas相关G蛋白偶联受体X2(mas-related G protein-coupled receptor X2, MRGPRX2)是多种药物的受体，这些药物可以激活MRGPRX2使MCs脱颗粒，并在易感人群中会引起假性过敏反应(pseudo-allergic reactions)。有趣的是，MRGPRX2在MCTC中高表达，而在MCT中则几乎不表达，其mRNA水平相差约500倍[9-12]，这也可以解释MCT对于化合物48/80、P物质无应答，但MCTC可以被它们激活。

1 MRGPRX2及其作用

G蛋白偶联受体(GPCRs)是最大的一类跨膜受体，参与许多信号转导的过程，包括引起细胞增殖、发育、代谢等等。Mas相关G蛋白偶联受体(MRGPR)是最近发现的GPCRs。在人类中，存在4种MRGPR基因：MrgprX1-4；而小鼠基因组中包含MrgprA(A1-A10)、MrgprB(B1-B5、B8)、MrgprC(C11)、MrgprD、MrgprE、MrgprF、MrgprG和MrgprH[13-14]，其中MrgprX2与MrgprB2同源。MRGPRX2主要在皮肤及肠黏膜下层的MCTC中表达，最近也有研究显示，MRGPRX2在嗜碱性粒细胞及嗜酸性粒细胞中亦显著表达[15]。

靶向MRGPRX2的配体包括化合物48/80、神经肽P物质、许多肽能类药物包括艾替班特、神经肌肉阻滞剂、氟喹诺酮类抗生素、阿片类药物，以及内源性宿主防御肽(HDPs)如抗菌肽(LL-37)和β-防御素等[9-10,16-18]。除了可以激活MCs脱颗粒，引起假性过敏反应外，MRGPRX2还在宿主防御、变态反应性疾病、神经源性炎症及疼痛中起重要作用。Subramanian等[19-20]发现LL-37、β-防御素通过激活MRGPRX2诱导MCs脱颗粒。在细菌感染期间，HDPs通过MRGPRX2途径诱导的MCs可以通过增强血管通透性、在感染部位募集中性粒细胞来提供关键的宿主防御功能[21-22]。MRGPRX2在慢性荨麻疹患者的皮肤MCs中表达明显增加，P物质和嗜酸粒细胞产物通过MRGPRX2诱导慢性荨麻疹患者MCs脱颗粒[11]。正常人呼吸道MCs是MCT，然而在哮喘患者中其呼吸道黏膜下层和上皮中存在MCTC并表达MRGPRX2，并被P物质激活[12, 23-25]。同样，在神经源性炎症和疼痛方面，Green等人发现P物质的炎症效应是通过MRGPRX2激活MCs介导的，其激活对于炎症的痛觉过敏、细胞因子和趋化因子如TNF-α、CCL2、CCL3的释放，以及免疫细胞的募集是必须的[26]。

Gaudenzio等[27]发现，在体外，P物质激活MRGPRX2后，会出现一个短暂使快速的Ca2+内流峰，接着MC立即释放小球形颗粒，而FcεRI依赖的脱颗粒过程则相反，会更缓慢地释放较大的、形状不规则的、互相融合的颗粒。在体内，MRGPRX2介导的过敏反应，发生更迅速且集中在局部，而FcεRI途径介导的过敏反应，则更强烈、持久、全身反应明显。MCs脱颗粒的两个途径——FcεRI依赖及非依赖途径是各自独立的，在个体身上，任一条途径无法预测另一途径的效率[25]。这使得两途径中脱颗粒步骤的重叠可能性很小，例如囊泡的形成、运输、分泌等。相反，Ca2+载体介导的脱颗粒与FcεRI介导的过程高度相关，表明脱颗粒的速率限制发生在Ca2+动员的下游。不过，MRGPRX2是一种低亲和力的受体(μg/mL范围)[28-29]，而IgE则更敏感(ng/mL范围)[30]。因此，在体内激活MRGPRX2受体可能需要更高浓度的药物。

2 MRGPRX2在假性药物过敏反应中的作用

许多肽能类药物会通过MRGPRX2引起人体假性药物过敏反应，与IgE依赖的过敏反应不同，假性药物过敏反应会发生在第一次给药期间，不需要先前接触致敏，且皮肤试验常常是阴性的。这类药物多含有四氢异喹啉基序，如用于治疗遗传性血管性水肿的缓激肽B2受体拮抗剂艾替班特，通过MRGPRX2使MCs脱颗粒，从而会使几乎每位患者都产生注射部位的红斑和肿胀[31]。

2.1 神经肌肉阻滞药物

用于外科手术中减少体动的神经肌肉阻滞药物(neuromuscular blocking agents， NMBAs)，长期被认为是围术期过敏的主要原因，如阿曲库铵、米库氯铵、筒箭毒碱和罗库溴铵，但大部分NMBAs引起的过敏反应为非IgE依赖的假性过敏反应[32- 33]，围术期对NMBAs过敏的患者中有85%未曾暴露于NMBAs[34]。季铵和叔胺被认为是NMBAs引起假性过敏反应的关键结构。

McNeil等[9]证实阿曲库铵能导致野生型小鼠腹膜MCs的Ca2+内流信号及脱颗粒，而此反应在MrgprB2突变的小鼠中明显降低，同样，阿曲库铵能通过MRGPRX2引起人肥大细胞LAD2细胞脱颗粒，其反应呈剂量依赖性。

McNeil等[9]报道罗库溴铵可以刺激小鼠MrgprB2，并使肥大细胞释放组胺。Elst等人报道罗库溴铵可以通过MRGPRX2使得细胞内钙短暂而有限地升高，却与MCs脱颗粒无关[35]，Lansu等[36]及Navines-Ferrer等[37]也得出了类似的结论，Chompunud等[38]首次报道了罗库溴铵通过MRGPRX2引起人MCs脱颗粒，并发现罗库溴铵在20 μg/mL即可引起小鼠腹膜MCs脱颗粒，引起人MCs脱颗粒则需达到500 μg/mL，从而说明人MRGPRX2与小鼠MrgprB2之间存在差异。Reddy等[39]发现了MrgprB2和MRGPRX2的突变能够改变其对配体的亲和性，因此，对于先前未接触过罗库溴铵的患者而言，其MCs脱颗粒可能是由于其MRGPRX2突变改变了对罗库溴铵的亲和性，亦或者是由于具有相似表位的其他环境因素或药物交叉致敏导致的。

顺式阿曲库铵的特点是较少的组胺释放及良好的心血管稳定性，较其他NMBAs引起的过敏反应更少[40]。然而，仍有对于顺式阿曲库铵引起严重过敏反应的报道[41-42]。Zhang等[29]及Che等[43]报道顺式阿曲库铵通过MRGPRX2引起LAD2细胞脱颗粒从而引起假性过敏反应，其β-己糖胺酶、组胺和TNF-α的释放呈剂量依赖性，然而，在高剂量的顺式阿曲库铵并不引起LAD2细胞细胞因子的释放。Navines-Ferrer等[37]也得出了类似的结论。其具体机制值得进一步研究。

舒更葡糖是氨基甾体类NMBAs的特异性拮抗剂，Fernandopulle等[44]发现舒更葡糖可抑制罗库溴铵、阿曲库铵及化合物48/80引起的MRGPRX2介导的钙内流，但若在MRGPRX2激活后几分钟才加入舒更葡糖，则不能抑制肥大细胞的脱颗粒，但可以抑制肥大细胞CCL2的mRNA及蛋白质的合成释放。

2.2 氟喹诺酮类

氟喹诺酮类抗生素如环丙沙星、左氧氟沙星同样可以在初次用药即激活MCs释放组胺并引起过敏反应[45-46]。McNeil等[9]发现环丙沙星、左氧氟沙星、莫西沙星可以通过MrgprB2使小鼠MCs脱颗粒，并验证了环丙沙星可以通过MRGPRX2引起人LAD2细胞脱颗粒。Liu等[47]报道氟罗沙星、洛美沙星、培氟沙星、诺氟沙星等9种氟喹诺酮类均是通过MRGPRX2引起肥大细胞脱颗粒。此外，有研究发现，激活小鼠MrgprB2所需的氟喹诺酮类药物浓度明显高于激活人MRGPRX2的浓度[9-10]，环丙沙星和左氧氟沙星激活MrgprB2时，它们的EC50分别为126 μg/mL和807 μg/mL，而激活MRGPRX2的EC50分别为6.8 μg/mL和23 μg/mL。

2.3 万古霉素

万古霉素是一种糖肽类抗生素，主要用于治疗耐甲氧西林的金葡菌感染。Navines-Ferrer等[37]发现，在体外万古霉素能使MCs脱颗粒，而这一反应在MRGPRX2沉默的MCs中明显下降，说明其在体外引起MCs脱颗粒是依靠MRGPRX2介导的。

与万古霉素密切相关的一个不良反应是红人或红脖子综合征，表现为头部、上身红斑、瘙痒、荨麻疹、低血压。这是一种非IgE依赖的假性过敏性药物反应，且首次输注即可发生[48]。环丙沙星和阿曲库铵经常出现与红人综合征类似的临床表现，但替考拉宁作为一种与万古霉素类似的糖肽抗生素，并没有出现类似的不良反应[49]。Azimi等[18]发现，替考拉宁不激活MRGPRX2，也不使MC脱颗粒，相反，万古霉素可激活MRGPRX2，并且这种激活可以被MRGPRX2拮抗剂QWF抑制，QWF也显著降低万古霉素诱导的人LAD2细胞脱颗粒。

2.4 阿片类药物

Lansu等[36]发现许多阿片类药物如吗啡、可待因等可以激活MRGPRX2。Babina等[50]发现可待因通过MRGPRX2途径使皮肤肥大细胞脱颗粒，Liu等[51]报道盐酸哌替啶通过MRGPRX2引起人LAD2细胞脱颗粒并分泌趋化因子，而枸橼酸芬太尼则不能引起人LAD2细胞脱颗粒，Zhang等[52]报道鞘内注射吗啡会通过注射部位的MRGPRX2激活肥大细胞，并引起局部肉芽肿形成。

3 MRGPRX2的个体差异性

如上所述，诸多药物及内源性物质均可以成为MRGPRX2的配体，但是临床上严重的假性过敏反应发生率并不高。其解释可能有以下几个方面：首先可能是由于MRGPRX2是一种低亲和力、非选择性受体，因此，要引起严重的假性过敏反应可能需要表达MRGPRX2的MCs受到高浓度药物的刺激。其次，MRGPRX2的表达和活性存在较大的个体差异性。研究表明，不同个体的皮肤MCs对于化合物48/80引起的组胺释放反应在3.1%～52.4%之间，P物质反应在2.9%和52.6%之间[25]。MRGPRX2的活性同样亦可以因单核苷酸多态性而改变[53]。因此严重反应可能会在MRGPRX2高表达或信号通路较活跃的患者身上发生。第三，信号通路的不同可能是另一种解释，在不同细胞类型之间，G蛋白的激活模式可能存在差异，导致MRGPRX2对配体的反应强弱不同，不过仍需进一步的研究证实。另外，在配体层面上，包括外源性配体不同的摄取效率以及内源性配体的表达效率，均可成为MRGPRX2反应中患者差异的因素。最后，MCs在个体数目上的差异，同样也影响了非FcεRI依赖途径的过敏反应。

综上所述，目前对于MRGPRX2及其配体的研究已经取得了很大进步，人们对通过MRGPRX2引起的假性过敏反应有了逐渐深入的认识，目前已经确定了其几十个配体，寻找其他配体的研究正在积极开展中，如Lansu等[36]通过建立模型进行高通量的配体筛选。

不过目前的研究仍存在一些问题亟待解决。例如，在使用MrgprB2突变小鼠作为筛选药物引起的假性过敏性反应药物的模型时，罗库溴铵可以通过MrgprB2使小鼠MCs脱颗粒，但对MRGPRX2只造成短暂Ca2+内流，却与人MCs脱颗粒无关[35-37]。另外，氟喹诺酮类激活MRGPRX2及MrgpB2的浓度不同，这表明人MRGPRX2与小鼠MrgprB2间存在差异[9-10]，因此MrgprB2突变小鼠可能不是筛选人类用药的合适模型。另外，对于MRGPRX2具体的信号通路仍不完全清楚，MRGPRX2引起的假性过敏反应个体差异极大，如何通过筛查预防严重的假性过敏反应，并开发出相关的治疗药物，仍需要进一步深入的研究。