彭咲遠(yuǎn) 王啟陽 高彥淳 馮勇 張長青

血清淀粉樣蛋白A（SAA）屬于由哺乳動物高度同源性多基因編碼的急性相蛋白家族。這類蛋白由細(xì)胞因子誘導(dǎo)，主要在肝臟中合成并發(fā)揮作用。臨床上SAA通常被認(rèn)為是炎癥指標(biāo)。通常情況下，正常人體內(nèi)SAA水平維持在20～50 mcg／m L，然而在因感染、炎癥、創(chuàng)傷等一系列病理生理活動引起的急性炎癥反應(yīng)（APR）后24 h內(nèi)，其可升高近1 000倍并在疾病恢復(fù)期迅速下降［1-2］。在感染、動脈粥樣硬化、慢性阻塞性肺病、腫瘤等多種疾病中，SAA均被發(fā)現(xiàn)高表達(dá)。因其在炎性／非炎性疾病中的高表達(dá)和多途徑參與影響病理生理的能力，SAA逐漸在骨科相關(guān)領(lǐng)域被研究發(fā)掘，甚至被認(rèn)為有潛力成為特殊疾病的生物標(biāo)志物。本文就SAA在骨科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用作一綜述。

1 SAA基因與蛋白合成

SAA基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的調(diào)控在不同機(jī)體、組織、細(xì)胞中均有所不同。早期SAA誘導(dǎo)升高是通過對小鼠腹腔注射脂多糖（LPS）引起APR。在此基礎(chǔ)上，SAA相關(guān)基因中SAA1、SAA2具有高度的哺乳動物同源性，而SAA3雖然與其有相似的基本結(jié)構(gòu)，但序列不同。雖然SAA基因序列中多節(jié)段具有保守性，但SAA不同基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)仍有所不同。SAA1、SAA2是急性炎癥基因，肝臟最初被認(rèn)為是SAA1、SAA2蛋白合成的唯一場所。SAA的表達(dá)在其他組織中也有發(fā)現(xiàn)。Wang等［3］研究發(fā)現(xiàn)，人胎膜細(xì)胞中SAA有合成表達(dá)。Sack等［4］研究發(fā)現(xiàn)，SAA在關(guān)節(jié)炎滑膜組織中有轉(zhuǎn)錄表達(dá)。Kovacevic等［5］研究發(fā)現(xiàn)，SAA1、SAA2在成骨細(xì)胞中均有表達(dá)。Morizane等［6］研究發(fā)現(xiàn)，正常人表皮角質(zhì)形成細(xì)胞（NHEK）和正常人皮膚成纖維細(xì)胞（NHDF）中均存在經(jīng)核因子（NF）-κB介導(dǎo)SAA 表達(dá)上調(diào)的現(xiàn)象。而SAA基因轉(zhuǎn)錄和蛋白合成也受到多因素影響和調(diào)控。Matsui等［7］研究發(fā)現(xiàn)，降鈣素原相關(guān)肽通過白細(xì)胞介素（IL）-6促進(jìn)SAA在人肝細(xì)胞中的表達(dá)和合成。IL-6在APR早期有較高表達(dá)，可結(jié)合gp130，從而激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（STAT）信號通路。Kumon等［8］研究發(fā)現(xiàn)，在地塞米松（非炎癥）的刺激下，主動脈平滑肌細(xì)胞中SAA1蛋白表達(dá)上調(diào)。Sato等［9］研究發(fā)現(xiàn)，脂肪細(xì)胞因子信號通路激活引起的脂肪酸β-氧化會抑制SAA表達(dá)。

2 SAA結(jié)合受體

SAA通過結(jié)合許多特定細(xì)胞表面受體發(fā)揮作用，如噬菌素作用、介導(dǎo)炎癥以及影響脂質(zhì)代謝等。既往研究認(rèn)為SAA作為原始宿主防御系統(tǒng)的一部分能與傳統(tǒng)G蛋白偶聯(lián)受體相互作用，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)SAA能誘導(dǎo)趨化活性和內(nèi)鈣釋放，而趨化活性則表現(xiàn)為單核細(xì)胞與中性粒細(xì)胞遷移、黏附和滲透。關(guān)節(jié)炎患者中存在金屬基質(zhì)蛋白酶（MMP）表達(dá)。而Ghasemi等［10］研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)SAA表達(dá)下調(diào)時，MMP-1的基因轉(zhuǎn)錄水平也相應(yīng)下調(diào)。Migita等［11］和 Nurmi等［12］研究發(fā)現(xiàn)，SAA 可通過刺激IL-1前體（pro-IL-1）表達(dá)并激活類結(jié)節(jié)受體蛋白（NLRP）3炎性小體來加工pro-IL-1并分泌成熟的IL-1。O’Reilly 等［13］和 Zhang 等［14］研究發(fā)現(xiàn)，SAA可以激活Toll樣受體（TLR）2，從而促進(jìn)IL-6在成纖維細(xì)胞中過表達(dá)及IL-22在上皮細(xì)胞中表達(dá)。El Kebir等［15］研究發(fā)現(xiàn)，SAA可通過抑制細(xì)胞凋亡來延長中性粒細(xì)胞壽命，通過激活細(xì)胞外蛋白激酶（ERK）和蛋白激酶B（Akt）來抑制線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡蛋白酶（caspase）-3活化，從而促進(jìn)促凋亡蛋白（Bad）磷酸化，而這一發(fā)現(xiàn)也證明了SAA可以延長中性粒細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)的時間。Zhang等［16］研究發(fā)現(xiàn)，SAA可激活 ERK1／2和p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，從而在促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞（VSMC）表型轉(zhuǎn)換中發(fā)揮重要作用。SAA通過與不同受體結(jié)合激活不同信號通路，在各種炎癥細(xì)胞中均有不同作用，而急慢性炎癥的核心都是SAA引起的病理生理學(xué)改變，這也為骨科多領(lǐng)域疾病的發(fā)生機(jī)制提供了可能性。

3 SAA與脂代謝

最初，SAA的研究主要聚焦于其與脂代謝的關(guān)系。SAA表面的95%均有親脂性受體，特別是對于高密度脂蛋白（HDL）有很好的親和性。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血清游離脂肪酸中SAA水平可達(dá)到10～40 mcg／m L。Blank等［17］研究發(fā)現(xiàn)，肥胖是SAA表達(dá)升高進(jìn)而引起全身多器官淀粉樣變的重要因素。Wu等［18］研究發(fā)現(xiàn)，高脂飲食可促進(jìn)SAA水平升高，從而增加脂肪組織、肝臟和肌肉中腫瘤壞死因子（TNF）-α表達(dá)。Shen等［19］研究發(fā)現(xiàn)，清道夫受體（SR）-B1作為一種高密度脂蛋白受體，在甾體生成組織中大量表達(dá)，通過SAA在多種代謝過程中發(fā)揮作用，參與動脈粥樣硬化、炎癥、丙肝病毒感染等的發(fā)病機(jī)制。Shridas等［20］研究發(fā)現(xiàn)，HDL可抑制SAA介導(dǎo)的炎性小體NLRP3激活，從而抑制活性氧生成。van der Westhuyzen等［21］研究發(fā)現(xiàn)，HDL3更傾向于與SAA結(jié)合，且HDL3中載脂蛋白的含量會發(fā)生改變，從而使SAA與載脂蛋白A1的比例趨近于10∶1。Amaral等［22］研究發(fā)現(xiàn)，血清SAA濃度與體內(nèi)脂肪沉積厚度呈正相關(guān)，而體內(nèi)脂肪沉積更易引起關(guān)節(jié)損傷，即更易發(fā)生慢性退行性關(guān)節(jié)損傷和骨關(guān)節(jié)炎。既往研究認(rèn)為，在急性感染或炎癥反應(yīng)期SAA從巨噬細(xì)胞中動員膽固醇，同時巨噬細(xì)胞釋放類似IL-1、IL-6和TNF的細(xì)胞因子，從而引起APR，隨后SAA改變HDL的組成。這些SAA與脂代謝的相關(guān)發(fā)現(xiàn)也在一定程度上解釋了SAA在疾病中的多樣性。

4 SAA與骨腫瘤

SAA作為淀粉樣變的前體蛋白，可影響膽固醇代謝、促進(jìn)鈣離子動員和信號級聯(lián)反應(yīng)。此外，在諸多非肝源性惡性腫瘤中均可發(fā)現(xiàn)SAA水平上升。Nishie等［23］研究發(fā)現(xiàn)，腎癌淋巴區(qū)和癌變區(qū)均存在SAA水平升高。Mc Lean等［24］通過建立動物模型發(fā)現(xiàn)，血清SAA水平與腫瘤負(fù)荷也密切相關(guān)。Howard等［25］研究認(rèn)為，SAA水平標(biāo)志著腫瘤進(jìn)程，并提出SAA可作為特別腫瘤類型的生物標(biāo)志物。Li等［26］研究發(fā)現(xiàn)，骨肉瘤（OS）患者血清中SAA水平明顯高于骨軟骨瘤患者，并認(rèn)為SAA可作為OS高危患者早期診斷的生物標(biāo)志物。Wan-Ibrahim等［27］對多形性肉瘤（PS）、軟骨肉瘤（CS）、OS和健康受試者血清蛋白組學(xué)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PS、CS和OS組患者血清SAA水平明顯高于健康受試者，此外高侵襲性的PS和OS患者SAA水平較高，而侵襲性較弱的CS患者SAA水平則無明顯升高。Flores等［28］研究認(rèn)為，SAA可作為OS預(yù)后評估的生物標(biāo)志物，高水平SAA和低水平趨化因子CXCL4提示OS預(yù)后較差。Ren等［29］研究發(fā)現(xiàn)，SAA通過類甲酰肽受體（FPRL）-1／ERK／αvβ-3信號通路調(diào)控OS細(xì)胞的遷移和侵襲。Lee等［30］研究發(fā)現(xiàn)，SAA經(jīng)由炎性滑膜組織產(chǎn)生，可促進(jìn)滑膜組織增生和血管新生，從而引起骨和軟骨破壞和丟失。Le等［31］研究發(fā)現(xiàn)，在膀胱癌骨轉(zhuǎn)移患者血清中特異蛋白簇為SAA亞型，同時識別骨轉(zhuǎn)移的靈敏度為89.5%。Vallon等［32］研究發(fā)現(xiàn)，軟骨細(xì)胞也可在細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下使SAA1轉(zhuǎn)錄，引起MMP水平上調(diào)，最終導(dǎo)致腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移和血管生成。

5 SAA與骨關(guān)節(jié)炎癥

SAA作為在炎癥急性期高表達(dá)的蛋白，在關(guān)節(jié)炎滑膜組織中也有轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，從而在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎等中發(fā)揮獨特作用。Ludwig等［33］研究發(fā)現(xiàn)，血清和滑膜中SAA水平升高對關(guān)節(jié)滑膜炎和關(guān)節(jié)炎的診斷有輔助作用。Garner等［34］研究發(fā)現(xiàn)，繼發(fā)于交叉韌帶損傷后的骨關(guān)節(jié)炎患者血清中SAA水平明顯升高。Rogier等［35］研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物群的消除會降低腸道和滑膜組織中SAA表達(dá)，從而特異性地減少Th17細(xì)胞并緩解關(guān)節(jié)炎嚴(yán)重程度。Yoshizraki［36］研究發(fā)現(xiàn)，阻斷IL-6可減少SAA在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎發(fā)病過程中的淀粉樣變化。Cunnane等［37］研究發(fā)現(xiàn)，骨關(guān)節(jié)炎早期患者SAA水平升高預(yù)示骨質(zhì)破壞。Hong等［38］研究發(fā)現(xiàn)，SAA在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者血清中有明顯升高，且阻斷p38 MAPK信號通路可抑制SAA誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖、遷移和血管生成。Kim等［39］研究發(fā)現(xiàn)，SAA可激活活化T細(xì)胞核因子（NFAT）5介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞遷移，從而加重類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。Vermeij等［40］研究發(fā)現(xiàn)，抑制SAA3作為啟動子的IL-10基因，可明顯減少滑膜炎癥和軟骨蛋白多糖消耗。Wang等［41］研究發(fā)現(xiàn)，SAA 與 C-反應(yīng)蛋白（CRP）、紅細(xì)胞沉降率（ESR）和Bath強(qiáng)直性脊柱炎疾病活動性指數(shù)（BASDAI）均有較好的相關(guān)性并能作為強(qiáng)直性脊柱炎的活動標(biāo)記物，同時循環(huán)中高水平的SAA是疾病活動的誘發(fā)指標(biāo)。Zwolak等［42］研究發(fā)現(xiàn)，在血清SAA水平改善的同時，非特異性炎癥及全身疾病的活動性也會出現(xiàn)改善，從而使膝關(guān)節(jié)積液復(fù)發(fā)患者癥狀有所改善。Hirai等［43］研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌感染引起的炎癥中，SAA水平與炎癥引起的骨缺損程度狀態(tài)呈正相關(guān)，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)SAA1、SAA2和SAA3基因敲除的小鼠炎癥病變程度存在明顯衰減。Benech等［44］研究發(fā)現(xiàn)，SAA水平升高及其引起的淀粉樣變可能與慢性骨髓炎和假體周圍感染具有一定相關(guān)性。Mani［45］研究發(fā)現(xiàn)，SAA纖維沉積引起的繼發(fā)淀粉樣變可能與關(guān)節(jié)內(nèi)感染、慢性骨髓炎具有一定相關(guān)性。Jiang等［46］研究發(fā)現(xiàn)，SAA聯(lián)合血清IL-6、ESR和TNF-α水平檢測，可在一定程度上預(yù)估慢性骨髓炎的發(fā)生。

6 SAA在骨科其他領(lǐng)域的研究

SAA除了在骨腫瘤和骨關(guān)節(jié)炎癥中有其獨特作用外，因其在免疫、脂代謝中的作用，在骨科其他領(lǐng)域也有許多研究潛力。Kim等［47］研究發(fā)現(xiàn)，炎性條件下SAA通過刺激TLR2來抑制骨髓巨噬細(xì)胞向破骨細(xì)胞分化，維持了巨噬細(xì)胞在宿主防御上的功能。Oh等［48］研究發(fā)現(xiàn)，SAA 可抑制核因子-κβ受體活化因子配體（RANKL）信號通路，促進(jìn)MafB表達(dá)并阻斷細(xì)胞內(nèi)三磷酸腺苷（ATP）釋放，從而抑制破骨細(xì)胞前體融合。這些發(fā)現(xiàn)為SAA在骨形成過程中的抑制作用提供了新角度，并提示SAA是一種重要的內(nèi)源性調(diào)制器，可調(diào)節(jié)骨穩(wěn)態(tài)。Abdu-Allah等［49］和 Feng等［50］研究認(rèn)為，SAA1 基因多態(tài)性（rs12218）的TT型與骨質(zhì)疏松癥、血脂水平改變均密切相關(guān)。Choudhary等［51］研究發(fā)現(xiàn)，SAA抑制甲狀旁腺素（PTH）刺激骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨分化，并認(rèn)為SAA可作為增強(qiáng)PTH治療骨質(zhì)疏松的藥物新靶點。Tharwat等［52］研究發(fā)現(xiàn)，電刺激除了會引起急性相反應(yīng)表現(xiàn)（即SAA升高）外，還會引起骨鈣素血清濃度升高。Jacobsen等［53］研究發(fā)現(xiàn)，IL-1、IL-6和TNF-α均可刺激關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞和成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞（FLS）中SAA的mRNA表達(dá)上調(diào)。當(dāng)暴露在SAA中時，軟骨細(xì)胞中MMP-1、MMP-3表達(dá)上調(diào)，而軟骨源性視黃酸敏感蛋白表達(dá)下調(diào)，F(xiàn)LS中 MMP-3表達(dá)上調(diào)。Turlo等［54］研究發(fā)現(xiàn)，運動損傷尤其是骨與肌腱損傷會引起SAA水平上升，并認(rèn)為SAA可作為運動損傷的生物標(biāo)志物。Thaler等［55］研究發(fā)現(xiàn)，同型半胱氨酸（Hcy）能促進(jìn)SAA3在成骨細(xì)胞中表達(dá)，從而導(dǎo)致膠原交聯(lián)減少，進(jìn)而引起骨細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）質(zhì)量降低，為高同型半胱氨酸血癥與骨質(zhì)疏松性骨折的相關(guān)性提供了有力的證據(jù)。

7 展望

盡管SAA尚未完全闡明，但因其進(jìn)化上的保守性和生物合成的動態(tài)控制性，一直以來在生物學(xué)上都占重要地位。SAA的基因和蛋白以及相關(guān)細(xì)胞因子和趨化因子的穩(wěn)定性、進(jìn)化保守性也促使SAA參與APR的原始病理生理反應(yīng)過程。SAA也為復(fù)雜的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)與蛋白介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)建立了聯(lián)系。目前基礎(chǔ)研究領(lǐng)域中SAA的主要研究在于其對于炎癥和脂肪代謝的相關(guān)影響，而在骨科學(xué)領(lǐng)域中SAA作為骨腫瘤的生物標(biāo)志物的研究相對主流。SAA在多研究中被提及可以作為骨關(guān)節(jié)炎癥和骨腫瘤的生物標(biāo)志物。盡管目前已有研究涉及SAA抑制破骨細(xì)胞分化和成骨分化刺激以及破壞骨與關(guān)節(jié)軟骨，但炎癥-骨代謝-脂代謝之間聯(lián)系的建立以及其中病理生理機(jī)制尚不清楚。通過揭示SAA基因表達(dá)、蛋白合成、相關(guān)受體及其在脂代謝和骨科相關(guān)疾病中的作用，可為骨科疾病病理生理機(jī)制研究、特殊疾病早期診斷和預(yù)后判斷、針對SAA基因靶點的治療藥物開發(fā)提供新的思路和手段。