过敏性休克毛细血管渗漏治疗机制研究进展

杨 萌， 刘文操

过敏性休克是一种急性且危及生命的速发型全身性过敏反应，是各个国家急诊科及ICU最常见疾病之一[1]。在过去的几十年间，发达国家中过敏性疾病的发病率呈逐年上升趋势。这类疾病是由某些特异性抗原与致敏的免疫球蛋白E(IgE)抗体相互作用，继而刺激肥大细胞和嗜碱性粒细胞异常激活导致神经体液调节系统紊乱的结果。过敏反应的程度与遗传因素及过敏原性质、进入机体途径、辅助T细胞(Th)和参与的细胞因子有关，在过敏性疾病发生、发展过程中，广泛的毛细血管渗漏是导致疾病进展及多种严重并发症发生的主要因素之一，这促使人们越来越多关注疾病中异常毛细血管渗漏的分子机制，以期为许多以毛细血管异常渗漏为特征的疾病寻找新的药理作用靶点及新思路。目前认为，由过敏性炎症细胞及炎症介质介导的一系列病理生理反应破坏血管内皮屏障的完整性，是毛细血管渗漏发生的关键特征。

1 致敏肥大细胞、炎性介质与过敏性休克毛细血管渗漏

过敏反应是机体对自身抗原保持免疫耐受状态的通路受到干扰而引起的。变应原特异性Th1和Th2细胞平衡紊乱致使Th2细胞反应过强，引起Th2细胞高反应状态，从而导致特异性B细胞产生大量IgE，并表达高水平的Th2型细胞因子和受体。过敏患者再次接触过敏原后，过敏原与致敏肥大细胞和嗜碱性粒细胞膜表面上的IgE抗体结合，使膜上两个相邻的高亲和力受体(Fc ε RI)发生桥联，启动脱颗粒程序，释放出颗粒中预合成介质和合成新的介质。过度激活的靶细胞快速释放组胺、酶类物质及合成分泌白三烯(LT)、前列腺素(PG)、血小板活化因子(PAF)等生物活性介质，它们作用于血管内皮及平滑肌，使血管扩张，难以控制的毛细血管渗漏，支气管及内脏平滑肌痉挛，导致机体低血压及多器官功能衰竭的发生。

有多项研究[2-3]表明，神经系统与免疫系统之间存在双向调节作用。在过敏反应中，胆碱能神经通过烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)发挥抗过敏作用[4]，胆碱能激动剂尼古丁在各种临床研究、动物模型和体外研究中对炎症性疾病的治疗潜力已经被证明对于刺激迷走神经或激动胆碱能受体的策略可能具有潜在的治疗价值。

肥大细胞参与过敏反应释放的介质主要分为三类：①致炎物质，包括组胺、PAF、5-羟色胺、类胰蛋白酶和激肽原酶，它们引起血管扩张、组织水肿和损伤，这一类炎症介质与过敏反应中毛细血管渗漏息息相关；②具有趋化活性的物质，包括中性粒细胞趋化因子(NCF)、过敏性嗜酸性粒细胞趋化因子(ECF-A)和LTB4，其作用是将炎症细胞吸引到肥大细胞活化应答的部位；③致痉挛物质，包括组胺、PGD2、LTC4和LTD4，它们直接引起支气管平滑肌痉挛。

肥大细胞分泌颗粒释放的组胺和5-羟色胺等炎症介质是诱导血管渗漏主要驱动因素，分泌颗粒的形成和包装始于粒细胞发育过程中的前粒细胞期，肥大细胞从髓系祖细胞向周围组织分化过程中受环境中的干细胞因子和其他信号的影响[5]。在肥大细胞发育早期，中性粒细胞丝氨酸蛋白酶4(Nsp4)调控肥大细胞分泌颗粒的形成，是维持发育中的肥大细胞分泌颗粒中组胺和5-羟色胺正常水平的关键。Andrew等[6]研究发现, Nsp4既不调节粒-巨噬细胞祖细胞(GMPs)向肥大细胞分化，也不影响肥大细胞在组织中转运，也不调节肥大细胞脱颗粒或促炎细胞因子等表达，Nsp4缺失使GMPs和肥大细胞分泌颗粒中的组胺、5-羟色胺、肝素水平明显降低，且肥大细胞分泌颗粒的大小和数量发生改变，致使过敏反应中毛细血管渗漏明显减少。

组胺及其受体(H1R-H4R)在各种过敏性疾病的发展中起着关键和重要的作用。H1R在许多细胞中表达，包括肥大细胞，并参与Ⅰ型过敏反应；H2R参与Th1淋巴细胞细胞因子的产生；H3R主要参与血脑屏障功能；H4R在肥大细胞上高度表达，其刺激加剧了组胺和细胞因子的生成。H1R和H4R在组胺介导的过敏性疾病的进展和调节中都具有重要作用，仅针对H1R的抗组胺药对治疗过敏性疾病并不完全有效，而针对H4R的拮抗剂在治疗几种过敏性疾病的临床前和临床研究中已经显示出良好的效果。因此，联合应用针对H1R和H4R的抗组胺药物对肥大细胞介导的变态反应性疾病是一种有效的治疗方法[7]。

PAF通过与G蛋白偶联受体的跨膜受体结合，介导钙离子动员、血小板聚集、血管扩张等细胞反应，给小鼠注射PAF会引起支气管收缩、低血压、血管通透性增加，导致肺水肿和心脏及肾功能受损。Katherine等[8]研究表明，单独使用抗组胺药抑制过敏反应程度有限，联合应用抗组胺及抗PAF药可使过敏反应规模及持续时间大大减弱、血管渗漏量明显减少。另一项研究[9]表明，肿瘤坏死因子(TNF)样细胞凋亡弱诱导物(TWEAK)及其唯一受体-成纤维细胞生长因子诱导分子14(Fn14)在组胺及PAF级联促炎过程中发挥重要作用，抑制TWEAK/Fn14轴在过敏性治疗中可能有效。

目前公认的是肥大细胞分泌的炎症介质中组胺、LT、5-羟色胺、PAF在增加毛细血管渗漏中起到至关重要的作用。除此之外，肥大细胞分泌颗粒中还含有高度硫酸化多糖，肝素是其主要成分。这种糖胺聚糖完全由肥大细胞合成，对各种炎症介质和分泌颗粒的形态有重要调节作用。研究[10]表明，肥大细胞-肝素通过激活凝血因子XⅡ(FXⅡ)驱动体内级联反应来启动缓激肽形成，这与肥大细胞异常活动引起的肿胀、过敏和炎症性疾病有很大关联，是肥大细胞诱发血管渗漏的重要组成部分。

细胞凋亡是多基因严格控制的过程，这些基因如癌基因B淋巴细胞瘤-2基因(Bcl-2)及C-myc、抑癌基因p53、天冬氨酸蛋白水解酶(caspase)、脂肪酸合成酶(Fas)等在种属之间非常保守。Fas及其配体FasL是近年来研究最为深入的影响细胞凋亡的膜表面分子，Fas与FasL结合可以启动凋亡信号的转导引起细胞凋亡。生理条件下，肥大细胞在激活后发生凋亡，从而终止化学介质的释放，避免组织损伤和异常炎症的发生。Zheng等[11]研究发现，在过敏环境中肥大细胞凋亡机制受损，白细胞介素(IL)-5、IL-13等Th2型细胞因子可增加肥大细胞中B淋巴细胞瘤因子2样蛋白2(Bcl2-L12)的表达，使Bcl2-L12在肥大细胞中与FasL转录因子C-myc形成复合物，抑制肥大细胞表面FasL的表达，从而抑制肥大细胞凋亡，而抑制Bcl2-L12即可恢复肥大细胞正常凋亡，减弱肥大细胞相关的过敏反应。

2 内皮屏障与过敏性休克毛细血管渗漏

内皮系统被视为机体最大和最重要的器官，内皮屏障的完整性对于血管稳态的重要性早已确立。在很大程度上，内皮屏障功能的破坏会导致机体血流动力学、凝血功能及全身器官组织灌注障碍和血管渗漏的失控，在许多病理条件下都会导致组织水肿和炎症的发生[12]。

内皮屏障可以被外部环境产生的多种因素破坏(如蛋白酶、毒素或损伤)，但内源性因素(如激素、饮食和生物钟)也可导致抗原摄取增加及过敏反应增加，从而破坏内皮屏障结构及功能[13]。

血管内皮系统由单层内皮细胞和基膜构成，是一层选择性半通透屏障，血管内外溶质和液体的交换受内皮通透性控制。多种炎症因子(如凝血酶等)可破坏内皮屏障功能，导致毛细血管通透性增加，血管内物质渗出，致使血管渗漏发生[14]。内皮屏障功能的完整性主要由三方面构成：①内皮细胞间连接[15]。溶质分子跨内皮转运有三种途径，即细胞旁扩散、穿细胞途径和胞内小泡介导途径。跨细胞通道通常涉及复杂的囊泡细胞器转运系统，而细胞间通道涉及动态打开和关闭内皮细胞间的连接，是内皮屏障破坏的主要途径。当内皮细胞受到炎症介质、癌细胞等各种刺激时，F-肌动蛋白骨架发生重排，使内皮细胞中心张力增加，细胞收缩变圆，内皮细胞间裂隙形成，导致内皮通透性增高[16]。这一过程涉及的病理生理机制主要包括鸟苷三磷酸酶(GTPases)、Ras相关C3肉毒菌毒物底物1(Rac 1)和Ras同源基因家族成员A(RhoA)的时空活性调节和黏附连接蛋白磷酸化状态的平衡。在静息状态下，连接蛋白、肌动蛋白结合蛋白、环磷腺苷(cAMP)信号以及鞘氨醇-1-磷酸(S1P)和血管紧张素-1(Ang-1)等细胞外信号可增强Rac 1和RhoA活性[17]。此外，连接相关磷酸酶(包括血管内皮蛋白酪氨酸磷酸酶VE-PTP)也可阻止黏附连接组分的磷酸化。相反，炎症介质抑制cAMP/Rac 1信号，引起RhoA的强烈激活，并诱导黏附连接磷酸化，最终导致血管内皮钙黏蛋白(VE-cadherin)的内吞和裂解，这导致紧密连接(TJs)溶解，从而使内皮屏障破裂[18]。②基膜。基膜由多种生物大分子相互交联成复杂的网状结构，这些大分子性质改变或缺失会影响内皮屏障功能。③内皮细胞与基膜黏附连接。黏附连接紊乱是血管渗漏和炎症发生的病理特征之一。整合素通过桥接细胞外基质和细胞骨架蛋白，介导内皮细胞与基膜间发生黏附，已知的整合素已超过21种，其中β1和β2组成的整合素发挥主要作用[19]。

S1P是血管和免疫功能的重要调节因子，血浆中S1P主要来源于红细胞和血管内皮细胞，由G蛋白偶联受体介导发挥生物学作用。S1P通过内皮细胞S1PR1维持血管内皮屏障功能，是防止致敏小鼠在抗原攻击或注射PAF和组胺后避免发生血管渗漏的必要条件。与S1PR1相比，S1PR2激活药物能明显减少组胺引起的血管渗漏，研究表明，S1PR2与丝氨酸苏氨酸激酶(AKT)/内皮型一氧化氮合酶(eNOs)有负调控相关性，S1PR2通过抑制内皮屏障蛋白亚硝基化进而保护内皮屏障完整性。S1PR2保护作用相关机制包括①抑制血管内皮细胞磷脂酰肌醇激酶(PI3K)-Akt-eNOs磷酸化程度，减少血管内皮细胞中一氧化氮(NO)生成；②抑制黏附连接蛋白(β-Catenin)亚硝基化，抑制内皮黏附连接分解，从而为过敏性休克严重反应的临床治疗提供一种全新的可能性-S1P2选择性激动剂。

黏膜相关淋巴瘤易位基因1(MALT1)是先天性和适应性免疫中的重要信号通路成分，它的活性由其支架和蛋白酶功能介导。在血管内皮细胞中，凝血酶是蛋白酶激活受体1(PAR1)的激动剂，刺激内皮细胞上PAR1可触发由含半胱天冬酶募集结构域的膜相关乌苷酸激酶蛋白3(CARMA3)支架蛋白、Bcl 10和MALT1 组成的信号复合物CBM的形成和核因子(NF)-κB的转录活性增加，促进NF-κB依赖性细胞因子的表达和释放，导致MALT1依赖的微管结合蛋白(CYLD)裂解，从而致使微管断裂、内皮通透性急剧增加[20]。Alfano等[21]研究发现，MALT1蛋白酶通过作用于肥大细胞和内皮细胞，在过敏反应中起双重作用，其活性是IgE类的肥大细胞产生细胞因子所必须的，也是组胺诱导内皮通透性所必须的。它促进了组胺对内皮屏障完整性的破坏，导致急性期内皮功能障碍和血管通透性增加。MALT1可作为药物治疗的靶点，药物靶向抑制剂可通过抑制肥大细胞细胞因子的分泌和急性内皮细胞的通透性，广泛用于治疗过敏性疾病。

作为机体防御反应的一部分，毛细血管渗漏是炎症反应的重要环节，通过血管内皮通透性增加，使炎症细胞、补体等游走于血管外发挥调节机体内环境稳态的作用。然而，在过敏性休克发生、发展过程中，由于存在广泛的、难以控制的毛细血管渗漏，使血浆大量渗出，致使血液浓缩、凝血功能障碍、多器官功能衰竭等一系列恶性循环的病理生理过程推动过敏性休克患者病情不断进展。

尽管近年来关于过敏性休克中毛细血管渗漏各方面机制研究较多，但由于其机制复杂、涉及环节众多，迄今为止，其发生、发展机制仍未完全阐明，且无针对性的特异性治疗手段，未来还将进行更多有针对性的研究。