任夏，施佳怡，李運(yùn)紅

(南京醫(yī)科大學(xué)鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院，南京210008)

血管生成素與急性胰腺炎相關(guān)性的研究進(jìn)展

任夏，施佳怡，李運(yùn)紅

(南京醫(yī)科大學(xué)鼓樓臨床醫(yī)學(xué)院，南京210008)

血管生成素(Ang)是一族選擇性作用于血管內(nèi)皮的分泌型血管生長因子。Ang-1、Ang-2是Ang家族的成員，是特征性的血管生長因子，與機(jī)體的炎癥反應(yīng)及免疫功能密切相關(guān)。Ang-2與Ang-1的結(jié)構(gòu)差別在于氨基端的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域與羧基端的纖維蛋白樣結(jié)構(gòu)域交界處，前者比后者少了一個半胱氨酸，從而導(dǎo)致二者的生物學(xué)作用截然不同。當(dāng)機(jī)體發(fā)生急性重癥胰腺炎時，外周血Ang-2水平明顯升高，在判斷急性胰腺炎的嚴(yán)重程度、器官功能衰竭的發(fā)生及預(yù)后評估等方面具有重要價值。而Ang-1具有抗炎及改善血管滲漏作用，或許可作為炎癥反應(yīng)治療的潛在靶點(diǎn)。隨著對Ang研究的深入，未來其在臨床中的應(yīng)用價值將會更大。

急性胰腺炎；血管生成素1；血管生成素2；血管生成素特異性受體

急性胰腺炎發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，至今尚未完全闡明。約20%的患者可發(fā)展為重癥急性胰腺炎，病死率為20%～30%[1～3]。目前，臨床常用評估急性胰腺炎嚴(yán)重程度的指標(biāo)包括急性生理功能和慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ(APACHEⅡ)、Imire評分、Ranson評分以及某些炎癥因子，如CRP等，但均存在操作繁瑣、敏感性或特異性較低、時效性差等不足[4～6]。血管生成素(Ang)是一族選擇性作用于血管內(nèi)皮的分泌型血管生長因子，包括Ang-1、Ang-2、Ang-3、Ang-4四種亞型[7]。研究證實，Ang-1及Ang-2與機(jī)體的炎癥反應(yīng)及免疫功能密切相關(guān)。本文結(jié)合文獻(xiàn)就Ang與急性胰腺炎相關(guān)性的研究進(jìn)展綜述如下。

1 Ang的分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)作用

1.1 Ang及其受體的分子結(jié)構(gòu) Ang的分子量約為70 kDa，其四種亞型擁有共同的結(jié)構(gòu)，主要包括氨基端的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域、羧基端的纖維蛋白樣結(jié)構(gòu)域及氨基端前的疏水信號肽，通過羧基端的纖維蛋白樣結(jié)構(gòu)域中 74個殘基組成的 P 模體與酪氨酸激酶受體2(Tie-2)結(jié)合[8]。Ang-2與Ang-1的結(jié)構(gòu)差別在于氨基端的卷曲螺旋結(jié)構(gòu)域與羧基端的纖維蛋白樣結(jié)構(gòu)域交界處，前者比后者少一個半胱氨酸，從而導(dǎo)致二者的生物學(xué)作用截然不同。Tie-2是Ang家族中最主要的受體，其基因定位于9p21，分子量約為150 kDa，由胞外區(qū)、跨膜螺旋結(jié)構(gòu)區(qū)和胞內(nèi)區(qū)組成，胞外區(qū)N端包含2個免疫球蛋白樣模塊，兩側(cè)被3個內(nèi)皮生長因子所包繞，其后是3個Ⅲ型纖維蛋白結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)分析顯示，Ang-1和Ang-2的P模體均與Tie-2胞外區(qū)N端第2個免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域結(jié)合，并發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)作用[9]。

1.2 Ang的生物學(xué)作用 Ang的四種亞型均能與Tie-2結(jié)合，發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)，如促進(jìn)血管滲漏、抑制炎癥反應(yīng)等[10]。Ang-1、Ang-2是特征性的血管生長因子，與機(jī)體的炎癥反應(yīng)及免疫功能密切相關(guān)[11]。近年來隨著對Ang研究的深入，Ang-1、Ang-2在急性胰腺炎嚴(yán)重程度評估、并發(fā)感染的診斷及作為治療靶點(diǎn)等方面的作用越來越受到重視。而Ang-3和Ang-4存在于小鼠和人體的同源基因內(nèi)，其作用機(jī)制尚不明確。

1.2.1 Ang-1的生物學(xué)作用 Ang-1基因位于染色體8q22，主要表達(dá)于血管周圍細(xì)胞，包括周細(xì)胞及平滑肌細(xì)胞。Ang-1通過旁分泌作用，與Tie-2結(jié)合，并誘導(dǎo)其磷酸化，活化的Tie-2可刺激細(xì)胞內(nèi)一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，包括PI3K/AKT通路、MAPK通路以及Dok-R通路等，這些信號通路事件主要包括募集ABIN-2蛋白、抑制NF-κB活性、刺激內(nèi)皮型一氧化氮合酶等[12，13]。研究證實，Ang-1還具有抗炎作用，其抗炎機(jī)制主要包括：①降低血管通透性：Jiang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在多發(fā)性硬化模型中，給予Ang-1治療的小鼠血管通透性明顯降低，并能抑制炎癥細(xì)胞浸潤至大腦或脊髓，還能促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移和拮抗細(xì)胞骨架重組，抑制細(xì)胞凋亡，從而起到穩(wěn)定血管及減少血管滲漏的作用。②拮抗TNF-α：TNF-α是單核或巨噬細(xì)胞受到外界刺激后分泌的一種細(xì)胞因子，是全身炎癥反應(yīng)導(dǎo)致多器官或組織損傷的主要因素之一。研究發(fā)現(xiàn)，Ang-1可拮抗炎癥反應(yīng)過程中TNF-α所致的炎癥細(xì)胞游出、血栓素誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞黏附以及IL-8合成，從而起到抑制炎癥反應(yīng)作用[15]。③加強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞連接：有研究發(fā)現(xiàn)，Ang-1可通過隔絕小分子酶來阻止VEGF介導(dǎo)的黏附素磷酸化，或通過聚集血漿中血小板黏附因子1，從而達(dá)到加強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接的作用[14，16，17]。④改善微循環(huán)功能：Alfieri等[18]研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥模型小鼠經(jīng)靜脈注射Ang-1后，微循環(huán)得到顯著改善，炎癥反應(yīng)明顯減輕。以上均提示，Ang-1具有抗炎及改善血管滲漏作用，有可能作為炎癥反應(yīng)治療的潛在靶點(diǎn)。

1.2.2 Ang-2的生物學(xué)作用 Ang-2基因位于染色體8q23，由496個氨基酸組成，其表達(dá)主要局限于血管內(nèi)皮細(xì)胞。在正常血管中，Ang-2幾乎不表達(dá)。Ang-2與Ang-1競爭性拮抗Tie-2，只有在體內(nèi)缺乏Ang-1時，Ang-2才具有部分刺激Tie-2磷酸化的作用。Ang-2對血管生成的影響和局部微環(huán)境有關(guān)，如缺氧、高糖水平、過氧化物等，同時與血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)密切相關(guān)。Ang-2與VEGF共同作用時會促進(jìn)血管再生，而VEGF缺乏時則可導(dǎo)致血管退化[19]。當(dāng)受到缺氧、血管炎癥等特定刺激時，Ang-2從weibel-palade小體中迅速釋放出[20]，與Tie-2結(jié)合，從而打破內(nèi)皮細(xì)胞的完整性、破壞周細(xì)胞，增加內(nèi)膜的通透性，促進(jìn)炎癥細(xì)胞的遷移及血漿滲出，并增加內(nèi)皮細(xì)胞對TNF-α的敏感性，加重炎癥反應(yīng)[7，21]。Scholz等[22]研究發(fā)現(xiàn)，單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞浸潤的組織旁血管Ang-2高表達(dá)；同時他們構(gòu)建了Ang-2雙轉(zhuǎn)基因小鼠，在沒有其他炎癥作用的刺激下，這些小鼠即可出現(xiàn)全身性炎癥，多個器官可見髓系細(xì)胞浸潤。提示Ang-2可能在炎癥反應(yīng)中具有起始作用，而不僅僅作為促炎癥介質(zhì)。Fiedler等[23]研究發(fā)現(xiàn)，Ang-2基因敲除小鼠腹腔中中性粒細(xì)胞較野生型小鼠顯著減少，體外注射Ang-2后可逆轉(zhuǎn)這一現(xiàn)象，證實Ang-2與免疫功能及炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。

2 Ang與急性胰腺炎的關(guān)系

2.1 Ang-2對急性胰腺炎的早期評估 幾乎所有重癥急性胰腺炎患者在入院后4天內(nèi)會出現(xiàn)器官功能衰竭，病死率高達(dá)30%，急性腎損傷和急性呼吸窘迫綜合征是最常見的致死原因[24～26]。Sporek等[27]觀察了17例急性胰腺炎出現(xiàn)急性腎損傷或腎衰竭患者外周血Ang-2水平，發(fā)現(xiàn)外周血Ang-2水平與腎功能指標(biāo)及急性胰腺炎嚴(yán)重程度密切相關(guān)。推測，Ang-2可用于預(yù)測急性胰腺炎中腎損傷或腎衰竭的發(fā)生。Whitcomb等[28]研究發(fā)現(xiàn)，重癥急性胰腺炎患者血清Ang-2水平較健康者和輕癥胰腺炎患者明顯升高，且在重癥急性胰腺炎早期血清Ang-2水平即明顯升高；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，血清Ang-2水平與病死率、急性胰腺炎肺損傷等密切相關(guān)，而Ang-1與急性胰腺炎的嚴(yán)重程度及有無器官衰竭并無明顯相關(guān)性。因此認(rèn)為，Ang-2在對重癥急性胰腺炎早期診斷及預(yù)后判斷等方面具有一定價值，或可成為重癥急性胰腺炎早期診斷及預(yù)后判斷一個良好的分子生物學(xué)標(biāo)志物。

2.2 Ang-2與APACHEⅡ、Imrie評分及其他炎癥指標(biāo)的關(guān)系 APACHEⅡ是1985年Knaus等[29]在APACHE的基礎(chǔ)上修訂而得，包括急性生理評分、年齡評分及慢性健康狀況評分三部分。24 h APACHEⅡ評分對早期評估急性胰腺炎的嚴(yán)重程度和預(yù)測預(yù)后具有較高的價值，但該評分存在局部并發(fā)癥預(yù)測能力弱、項目繁多、特異性不高等缺點(diǎn)[6]。Imrie評分是Imrie提出的胰腺炎預(yù)后判斷指標(biāo)，包括9項入院48 h內(nèi)的臨床及實驗室指標(biāo)，但對機(jī)體其他系統(tǒng)的損害評價并未涉及。近年研究發(fā)現(xiàn)，CRP對急性胰腺炎具有重要的預(yù)測價值，其最佳預(yù)測時間為發(fā)病48 h后[4，5]。Buddingh等[24]研究發(fā)現(xiàn)，Ang-2預(yù)測急性胰腺炎的嚴(yán)重程度、是否合并器官衰竭及是否并發(fā)感染的ROC曲線下面積均高于APACHEⅡ、Imire評分及CRP、降鈣素原等炎癥指標(biāo)。因此認(rèn)為，Ang-2對急性胰腺炎的預(yù)后具有重要的預(yù)測價值，且優(yōu)于APACHEⅡ、Imrie評分及相關(guān)炎癥指標(biāo)。但由于該研究是一項回顧性研究，且抽取樣本的時間并不統(tǒng)一，其結(jié)果可能存在一定誤差，準(zhǔn)確評估Ang-2對急性胰腺炎的預(yù)測價值尚需更多大樣本及前瞻性研究來證實。

2.3 Ang-2對胰腺循環(huán)障礙的影響 早期預(yù)測重癥急性胰腺炎中胰腺壞死程度及器官衰竭對疾病的發(fā)展及預(yù)后至關(guān)重要。CT是目前評估重癥急性胰腺炎嚴(yán)重程度的重要手段。Watanabe等[30]研究重癥急性胰腺炎CT表現(xiàn)與Ang-2的關(guān)系時，引入了血流量(Fv)和平均通過時間(τ)這兩個參數(shù)，F(xiàn)v代表胰腺組織的灌注情況，其降低意味胰腺組織壞死加重，而τ指對比劑從腹主動脈至胰腺組織所需要的平均時間，其值大小與血液系統(tǒng)的高動力狀態(tài)呈反比；結(jié)果發(fā)現(xiàn)，血清Ang-2水平與τ呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與Fv無明顯相關(guān)性。據(jù)此推斷，隨著血清Ang-2水平升高，體循環(huán)呈高動力狀態(tài)，故血清Ang-2水平可作為體循環(huán)動力狀態(tài)的一個觀察指標(biāo)，可用于全身治療時的監(jiān)測，如液體復(fù)蘇或抗凝等。

2.4 Ang-1對急性胰腺炎的保護(hù)作用 Ang-1具有抗炎作用，但由于Ang-1的N端具有高度保守及不溶性結(jié)構(gòu)的疏水分泌信號，因其在體內(nèi)極度不穩(wěn)定，故其抗炎效果甚微。Chen等[31]構(gòu)建了比Ang-1有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和促進(jìn)血管再生能力的寡聚硫酸軟骨素轉(zhuǎn)導(dǎo)的Ang-1(COMP-Ang-1)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在急性壞死性胰腺炎小鼠中，注射COMP-Ang-1小鼠較單純Ang-1基因沉默小鼠炎癥指標(biāo)及胰腺病理評分下降更明顯，且胰腺組織的通透性亦低于單純Ang-1基因沉默小鼠，表明COMP-Ang-1可上調(diào)Ang-1的表達(dá)、促進(jìn)血管生成，并對急性壞死性胰腺炎早期起到抑制炎癥反應(yīng)的作用。Hua等[32]將Ang-1基因修飾的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)及未修飾的MSCs分別輸入急性胰腺炎模型小鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)輸入Ang-1基因修飾的MSCs小鼠不僅胰腺損傷減輕，血清炎性細(xì)胞因子水平降低，同時胰腺血管生成增加。尹立陽等[33]將人重組Ang-1注入急性胰腺炎小鼠腹腔，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小鼠胰腺損傷明顯減輕，炎癥因子水平明顯下降。這些研究結(jié)果均提示，Ang-1具有顯著的抗炎作用，Ang-1或可作為分子靶點(diǎn)治療重癥急性胰腺炎。

綜上所述，Ang-2在早期預(yù)測急性胰腺炎的嚴(yán)重程度、器官功能衰竭的發(fā)生及預(yù)后評估等方面具有重要價值，其預(yù)測能力優(yōu)于APACHEⅡ、Imrie評分等系統(tǒng)及CRP等炎癥介質(zhì)；現(xiàn)有的動物實驗證實，轉(zhuǎn)載Ang-1可用于急性胰腺炎的治療，這為藥物開發(fā)提供了新線索。但目前對Ang在急性胰腺炎中的作用機(jī)制尚未完全闡明，如Ang-2與急性胰腺炎的發(fā)生、發(fā)展是否直接相關(guān)，Ang-2是否在炎癥級聯(lián)反應(yīng)中發(fā)揮起始作用，Ang-1在急性胰腺炎病程中發(fā)揮抗炎作用的時機(jī)及劑量等。

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李運(yùn)紅(E-mail： 13605156761@163.com)

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