譚迎，鐘建開

(南方醫(yī)科大學(xué)順德醫(yī)院，廣東佛山528300)

冠心病已成為全球頭號(hào)“健康殺手”，其發(fā)展?jié)撛诘牟±韺W(xué)機(jī)制主要是動(dòng)脈粥樣硬化(AS)。AS的主要特征為炎癥和脂質(zhì)在血管壁的累積，其中炎癥、免疫反應(yīng)在AS的形成及AS斑塊進(jìn)展為不穩(wěn)定斑塊的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]。α1-抗胰蛋白酶(A1AT)是一種主要由肝細(xì)胞合成的絲氨酸蛋白酶抑制蛋白，為一種急性期反應(yīng)蛋白，可抑制中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶等多種絲氨酸蛋白酶，具有抗炎及調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的作用。有研究利用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，A1AT在AS斑塊中存在差異表達(dá)，急性冠脈綜合征(ACS)和穩(wěn)定型心絞痛患者血漿中A1AT濃度亦較正常對照組明顯升高[2,3]，提示A1AT在AS及冠心病發(fā)生發(fā)展過程中扮演著重要角色。而目前國內(nèi)外關(guān)于A1AT與AS及冠心病關(guān)系的研究進(jìn)展尚少有報(bào)道，本文就當(dāng)前關(guān)于A1AT與AS及冠心病關(guān)系和其可能的作用機(jī)制作一綜述。

1 A1AT的理化性質(zhì)

A1AT又稱α1胰蛋白酶抑制劑，主要是由肝細(xì)胞合成的一種絲氨酸蛋白酶抑制蛋白，單核細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞和上皮細(xì)胞也能合成，相對分子質(zhì)量為52 kD，正常人體內(nèi)血清中A1AT濃度的參考值是(2.90±0.45) g/L，但是人體內(nèi) A1AT濃度隨蛋白酶抑制表型不同而出現(xiàn)差異。 A1AT在正常的血漿中能抑制90% 以上的蛋白酶活性，是人體內(nèi)最重要的蛋白酶抑制物，屬于絲氨酸蛋白酶抑制劑家族的成員，它能對抗多種以絲氨酸為活動(dòng)中心的蛋白酶，尤其對中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶具有很強(qiáng)的專一性，除此之外它能抑制多種蛋白酶，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、尿激酶、腎素、膠原酶、纖溶酶、凝血酶、激肽釋放酶等的活性，同時(shí)也能抑制激活的補(bǔ)體[4]。A1AT作為人類血漿中抑制絲氨酸蛋白酶的主要蛋白之一及中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶內(nèi)源性抑制劑，可抑制炎癥反應(yīng)時(shí)蛋白酶誘導(dǎo)的組織損傷。

2 A1AT與AS的關(guān)系

A1AT對AS的發(fā)生發(fā)展有抑制作用。 AS是一個(gè)復(fù)雜的慢性炎癥過程，各種危險(xiǎn)因素激活內(nèi)皮細(xì)胞使其分泌促炎分子是AS形成及進(jìn)展的最重要環(huán)節(jié)[5]，而研究已證實(shí)腫瘤壞死因子α(TNF-α)誘發(fā)的促炎信號(hào)通路在AS進(jìn)展中占據(jù)中心地位。A1AT已被報(bào)道可通過抑制TNF-α 等炎癥信號(hào)通路抑制炎癥反應(yīng)[6]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，A1AT在AS早期粥樣斑塊中幾乎無表達(dá)，而在進(jìn)展期斑塊中高表達(dá)，A1AT可作為預(yù)測AS進(jìn)展的生物標(biāo)志物。有研究通過對人離體AS斑塊進(jìn)行蛋白組組學(xué)分析及質(zhì)譜鑒定，發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定斑塊組，A1AT幾乎無表達(dá)，而在不穩(wěn)定斑塊組，A1AT則高度表達(dá)。研究表明[7]，A1AT可通過抑制AS斑塊處彈性蛋白酶及膠原酶誘導(dǎo)的細(xì)胞外基質(zhì)、膠原的降解，促進(jìn)纖維化的形成進(jìn)而穩(wěn)定斑塊；另一方面，還可通過其抑制彈性蛋白酶作用，阻止炎性細(xì)胞入侵斑塊，減輕炎癥反應(yīng)從而發(fā)揮抗AS作用，而缺乏抗彈性蛋白酶活性的A1AT則可促進(jìn)炎性細(xì)胞的聚集，加劇斑塊的不穩(wěn)定甚至導(dǎo)致斑塊破裂。

AS斑塊主要由巨噬細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞(VSMCs)、脂質(zhì)和膠原組成，VSMCs作為AS斑塊的一重要組成成分，其增殖及凋亡的動(dòng)態(tài)平衡在AS斑塊形成及進(jìn)展中扮演者重要作用，AS斑塊中VSMCs凋亡的減少可延緩斑塊向不穩(wěn)定斑塊進(jìn)展。PetracheI等發(fā)現(xiàn)A1AT與高密度脂蛋白(HDL)結(jié)合后，可抑制AS斑塊中彈性蛋白酶誘導(dǎo)的VSMCs 的凋亡，其具體機(jī)制可能與其抑制細(xì)胞凋亡蛋白酶3有關(guān)。

AS發(fā)生與血漿HDL膽固醇水平呈負(fù)相關(guān)，而與血漿低密度脂蛋白(LDL)膽固醇水平呈正相關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)，A1AT與HDL、LDL具有高度的結(jié)合能力，在脂質(zhì)代謝中扮演重要角色[7]。Dichtl等發(fā)現(xiàn)A1AT可促進(jìn)單核細(xì)胞轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞進(jìn)而促進(jìn)氧化型LDL的攝取。2014年本課題組通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)在ACS患者HDL中A1AT較正常對照組表達(dá)增加[8]，以上均提示A1AT可能亦在膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)等脂質(zhì)代謝中發(fā)揮重要作用。

3 A1AT與冠心病的關(guān)系

血漿A1AT水平升高與各種冠心病發(fā)生獨(dú)立相關(guān)。冠心病是炎癥介導(dǎo)的AS性疾病，其臨床分型包括穩(wěn)定型心絞痛、ACS等。ACS患者血漿中A1AT濃度升高已被大量研究證實(shí)。1983年，Gilutz等研究首次證實(shí)急性心肌梗死患者血漿中A1AT水平升高。隨后，Brunetti等發(fā)現(xiàn)在不穩(wěn)定型心絞痛患者血漿中A1AT水平亦升高。因此，A1AT已被作為ACS的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)志物。2015年， Zhao等[3]研究首次發(fā)現(xiàn)，穩(wěn)定型心絞痛患者血漿中A1AT濃度較健康對照人群明顯升高，且與冠狀動(dòng)脈狹窄的嚴(yán)重程度成正相關(guān)關(guān)系， 血漿A1AT水平是冠心病的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素，血漿A1AT濃度的檢測可用來預(yù)測穩(wěn)定型心絞痛患者冠狀動(dòng)脈狹窄的嚴(yán)重性。

A1AT作為一種急性期反應(yīng)蛋白，在炎癥反應(yīng)時(shí)多種細(xì)胞因子刺激下血漿A1AT水平迅速增加[9]。冠心病是一種炎癥介導(dǎo)的AS性疾病，炎癥和免疫反應(yīng)在AS各個(gè)階段起重要作用，穩(wěn)定型心絞痛及ACS患者血漿A1AT水平的升高可能是機(jī)體處于炎癥狀態(tài)下的結(jié)果。上述研究結(jié)果提示，A1AT在AS及冠心病的發(fā)生發(fā)展中扮演重要角色。

4 A1AT抑制AS及冠心病發(fā)生發(fā)展的機(jī)制

4.1 A1AT抑制炎癥反應(yīng) 氧化應(yīng)激是炎癥的特征之一，氧化應(yīng)激不僅可以導(dǎo)致組織損傷，還可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)。氧化應(yīng)激所致的炎癥反應(yīng)的加劇在AS及冠心病發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用，在急性心肌梗死缺血再灌注損傷中活性氧化產(chǎn)物所致的氧化應(yīng)激損傷亦扮演關(guān)鍵角色。研究發(fā)現(xiàn)，A1AT具有抑制氧化應(yīng)激介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的作用，蛋氨酸是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑，而A1AT有4個(gè)蛋氨酸殘基，因而A1AT抗炎機(jī)制之一可能與其所致氧化產(chǎn)物失去活性有關(guān)[6]。1992年Bucurenci等研究發(fā)現(xiàn)，A1AT可通過抑制活化的中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的超氧化物產(chǎn)物，進(jìn)而減少氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的放大。超氧化物歧化酶(SOD)對于超氧化物的清除有很高的特異性，F(xiàn)eng等[10]研究發(fā)現(xiàn)，缺血再灌注損傷時(shí)SOD活性下降，過表達(dá)A1AT或外源性A1AT治療可增加SOD的活性，從而減少缺血再灌注所致的氧化應(yīng)激損傷。

炎癥瀑布是炎癥的另一特征，各種炎癥細(xì)胞的激活和聚集稱之為炎癥瀑布。1995年，Lomas等進(jìn)行體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，A1AT可減少中性粒細(xì)胞趨化性，這可反應(yīng)它具有抑制細(xì)胞組織蛋白酶G的能力。因而，A1AT抗炎的另一機(jī)制可能為A1AT通過抑制細(xì)胞組織蛋白酶G進(jìn)而減少中性粒細(xì)胞趨化性，抑制各種炎癥細(xì)胞的聚集及下游炎癥反應(yīng)。

TNF-α是一種常見的促炎因子，它可激活中性粒細(xì)胞，上調(diào)黏附分子的表達(dá)，刺激其他炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生和釋放。A1AT可通過抑制TNF-α的產(chǎn)生和釋放發(fā)揮抗炎作用。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，A1AT可防止TNF-α注射后誘導(dǎo)的小鼠死亡及TNF-α誘導(dǎo)的凋亡。此外，研究發(fā)現(xiàn)，盡管在A1AT存在下，TNF-α可刺激內(nèi)皮細(xì)胞增加TNF-α基因的表達(dá)，但隨后，TNF-α的分泌卻減少，這可能與細(xì)胞膜TNF-α轉(zhuǎn)化酶失活有關(guān)[11]。更多相似的研究已證實(shí)，A1AT可阻止內(nèi)毒素誘導(dǎo)的單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及肺上皮細(xì)胞TNF-α和其他細(xì)胞因子的釋放。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在A1AT缺乏時(shí)，中性粒細(xì)胞對外源性TNF-α的反應(yīng)提高，脫顆粒增加，TNF-α產(chǎn)生增加[10]。因而，A1AT可通過抗TNF-α作用抑制炎癥反應(yīng)。此外，A1AT還可抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的產(chǎn)生，且通過增加環(huán)磷酸腺苷(cAMP) 水平激活cAMP依賴的蛋白激酶A進(jìn)而增加巨噬細(xì)胞抗炎因子白介素-10的分泌[4]。Dichtl等發(fā)現(xiàn)，A1AT還可通過其C末端肽段激活過氧化物酶體增殖物激活受體α和過氧化物酶體增殖物激活受體г抑制核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB) 炎癥通路發(fā)揮抗炎作用。A1AT不僅能抑制各種促炎因子的釋放，還能極大提高炎癥因子誘導(dǎo)的抗炎因子的分泌。

上述研究表明，A1AT可通過酶抑制和/或非抑制性的機(jī)制抑制炎癥反應(yīng)通路發(fā)揮抗炎作用。A1AT抑制炎癥反應(yīng)的作用可能是其抗AS及冠心病的重要作用機(jī)制。

4.2 A1AT抑制免疫反應(yīng) 研究證實(shí)，A1AT缺陷患者有著更高的血管炎發(fā)病率，該病的發(fā)病與抗中性粒細(xì)胞胞質(zhì)抗體有關(guān)。此外，有報(bào)道A1AT缺陷患者自身免疫性甲狀腺功能減退癥的發(fā)病增加[12]。上述研究提示A1AT在抑制免疫反應(yīng)中起重要作用。

免疫反應(yīng)包括固有免疫與適應(yīng)性免疫(特異性免疫)。固有免疫又稱非特異性免疫，是個(gè)體在長期進(jìn)化中所形成的、與生俱有的抵抗病原體侵襲、清除體內(nèi)抗原性異物的防御能力。AS發(fā)生早期固有免疫已被啟動(dòng)，常表現(xiàn)為固有免疫系統(tǒng)對動(dòng)脈內(nèi)膜下積累修飾的脂蛋白和一些微生物產(chǎn)物如脂多糖(LPS)產(chǎn)生免疫應(yīng)答，加劇炎癥反應(yīng)，促進(jìn)AS進(jìn)展。病原體介導(dǎo)的炎性反應(yīng)是固有免疫的關(guān)鍵步驟。大量研究已證實(shí)A1AT在各種促炎及抗炎因子產(chǎn)生中的作用。A1AT可抑制人單核細(xì)胞和外周血單核細(xì)胞釋放各種促炎因子，抑制免疫反應(yīng)主要信號(hào)通路中NF-κB 核易位，抑制LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞因子的釋放，通過與白細(xì)胞介素-8結(jié)合控制 Fc受體 FcγRIIIb的膜表達(dá)從而抑制中性粒細(xì)胞的激活和遷移，中斷其與可溶性免疫復(fù)合物的趨化反應(yīng)[13,14]，A1AT可通過其天然的抗炎作用抑制固有免疫反應(yīng)。

然而，A1AT作為一種抗炎分子，其抑制炎癥反應(yīng)的作用并不能用來充分解釋它在適應(yīng)性免疫及相關(guān)免疫通路中的作用。樹突細(xì)胞作為一種抗原呈遞細(xì)胞是固有免疫與適應(yīng)性免疫反應(yīng)之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，研究發(fā)現(xiàn)，A1AT雖不能抑制樹突細(xì)胞活性，但可通過改變樹突細(xì)胞的成熟及促進(jìn)樹突細(xì)胞及巨噬細(xì)胞的免疫耐受反應(yīng)，誘導(dǎo)抗炎因子白細(xì)胞介素-10的產(chǎn)生，提示A1AT的促免疫耐受作用可能是其治療免疫缺陷病的一重要機(jī)制[13, 15]。目前國內(nèi)外關(guān)于A1AT參與免疫系統(tǒng)的研究主要集中在破譯它所致的免疫耐受活動(dòng)機(jī)制。此外，Diffenderfer等[16]發(fā)現(xiàn)循環(huán)中A1AT主要與HDL和LDL顆粒結(jié)合。脂筏是HDL調(diào)節(jié)固有免疫和獲得性免疫的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，具有激活免疫系統(tǒng)的作用，HDL可通過崩解脂筏抑制免疫反應(yīng)，減輕AS[17]。而有研究發(fā)現(xiàn)，A1AT可聚集在單核細(xì)胞中富含膽固醇的脂筏上，抑制脂質(zhì)相關(guān)活性[15]。巨噬細(xì)胞和樹突細(xì)胞膜脂筏是Toll樣受體(TLR)-2 和TLR-4的位點(diǎn)，二者的表達(dá)均被A1AT下調(diào)，因而，A1AT可抑制LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞因子和一氧化氮的釋放，減少體內(nèi)LPS誘導(dǎo)的損傷[18]。

適應(yīng)性免疫包括特異性抗原，B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和抗體。Mizrahi等[19]發(fā)現(xiàn)，A1AT可選擇性地減少B淋巴細(xì)胞活化相關(guān)性能，例如在體外，A1AT可減少抗原和T淋巴細(xì)胞受刺激后依賴的B淋巴細(xì)胞的增殖和活化。然而，提高A1AT水平并不會(huì)使抗原特異性抗體的產(chǎn)生受損，但A1AT可通過抑制CD40調(diào)節(jié)通路影響抗體亞型之間的轉(zhuǎn)換。目前的研究證實(shí)A1AT對體外T淋巴細(xì)胞沒有直接作用，但對體內(nèi)T細(xì)胞亞群有影響，提示A1AT間接調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞參與適應(yīng)性免疫。在各種自身免疫疾病及異體移植術(shù)模型中，A1AT治療可減少淋巴細(xì)胞浸潤、改變T細(xì)胞受體性能、擴(kuò)增調(diào)節(jié)T細(xì)胞改變調(diào)節(jié)T細(xì)胞與T效應(yīng)細(xì)胞的比例，均通過間接作用于T淋巴細(xì)胞抑制適應(yīng)性免疫反應(yīng)[13]。

A1AT參與免疫反應(yīng)的機(jī)制主要為：抑制各種促炎因子的釋放，增加抗炎因子白細(xì)胞介素-10的分泌，抑制炎癥反應(yīng)；抑制B淋巴細(xì)胞活性，影響抗體亞型之間的轉(zhuǎn)換之間的轉(zhuǎn)換；誘導(dǎo)樹突細(xì)胞的免疫耐受；作用于T細(xì)胞亞群改變調(diào)節(jié)T細(xì)胞與T效應(yīng)細(xì)胞比例等，A1AT可通過其抗炎等多種作用機(jī)制抑制免疫反應(yīng)，可能是其發(fā)揮抗AS作用的另一重要機(jī)制，有待進(jìn)一步深入研究。

綜上所述，A1AT作為一種絲氨酸蛋白酶及中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑，具有抑制炎癥反應(yīng)及免疫反應(yīng)的作用，可能通過抑制AS過程中的炎癥、免疫反應(yīng)及VSMCs凋亡，延緩斑塊向不穩(wěn)定斑塊進(jìn)展，發(fā)揮抗AS作用。目前國內(nèi)外相關(guān)研究已證實(shí)，血漿A1AT水平是冠心病的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素，血漿A1AT濃度的檢測可用來預(yù)測穩(wěn)定型心絞痛患者冠狀動(dòng)脈狹窄的嚴(yán)重性?？梢姡钊胙芯緼1AT作用于AS及冠心病的具體機(jī)制，可為AS及冠心病的防治指明新的靶向。然而，目前關(guān)于A1AT在AS及冠心病中作用機(jī)制的研究仍然較少，具體的作用機(jī)制仍有許多未明之處，需要大量研究加以明確。在不久的將來，我們期望能夠從A1AT抑制炎癥及免疫反應(yīng)的機(jī)制中，發(fā)掘新的AS及冠心病治療靶點(diǎn)，從而為現(xiàn)有AS及冠心病治療方案的發(fā)展提供新的思路。

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