巴曲酶對血管內(nèi)皮細(xì)胞影響的研究進(jìn)展

李贇蓉

天津市第三中心醫(yī)院分院藥劑科 300250

巴曲酶學(xué)名又做東菱迪芙，是一種從中南美洲的響尾蛇毒液中提取的高純度類凝血酶物質(zhì)，它的主要作用是可以增加內(nèi)皮細(xì)胞對纖溶酶原激活劑的釋放而降低血液中纖維蛋白水平；此外還可以改善血液循環(huán)，保護(hù)和修復(fù)受損的血管，減少細(xì)胞壞死，抑制凋亡。巴曲酶目前已經(jīng)是神經(jīng)科治療的常用藥物之一，它主要的研究方向?yàn)樽饔糜谀X血管內(nèi)皮細(xì)胞。本文就國內(nèi)外有關(guān)巴曲酶對血管內(nèi)皮細(xì)胞影響的相關(guān)文獻(xiàn)綜述如下。

1 巴曲酶的結(jié)構(gòu)以及基本作用介紹

已經(jīng)從響尾蛇毒液中提取了幾種具有切割循環(huán)纖維蛋白原潛力的去纖維素，其中ancrod(Arvin)已經(jīng)在治療幾種臨床病癥中進(jìn)行了廣泛研究[1]。在加拿大和歐洲，ancrod用于治療血管疾病，如深靜脈血栓形成(DVT)、外周血管疾病、視網(wǎng)膜缺血和肝素誘導(dǎo)的血小板減少癥。與ancrod類似，巴曲酶也是凝血酶，像矛頭蝮蛇毒的酶，它含有231個氨基酸和12個半胱氨酸殘基，它們參與6個二硫鍵的形成，催化活性部位主要是Ser178在內(nèi)的氨基酸殘基[2]。它可以選擇性作用于血漿蛋白原Aa鏈末端的氨基酸肽鏈，使其降解成單體又聚合后分解成纖維蛋白降解產(chǎn)物(FDP)[3]，降解產(chǎn)物又可被網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞吞噬清除。

已知巴曲酶具有降纖維蛋白原的特性，例如降低血漿中纖維蛋白原水平和增強(qiáng)抗凝和纖維蛋白溶解活性的能力。該酶目前在美國以外的臨床上用于治療各種血栓性疾病，包括DVT、心肌梗死、肺栓塞和急性缺血性卒中[4]。

2 巴曲酶對腦內(nèi)皮細(xì)胞的作用

2.1 巴曲酶對腦缺血后內(nèi)皮細(xì)胞作用的影響 腦血管內(nèi)皮細(xì)胞是介于循環(huán)血液和腦血管之間的細(xì)胞，它在內(nèi)皮下層表面。有研究認(rèn)為腦血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用不僅僅是屏障作用，且具有內(nèi)分泌功能[5]。無論是當(dāng)人體處于何種腦受損狀態(tài)，例如腦缺血、局部性腦缺血，腦血管內(nèi)皮細(xì)胞都會受到損害，腦缺血疾病的預(yù)后和血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷具有重要關(guān)系[6]。在腦血栓形成中，血管損傷是最先開始的過程。在不同的研究中都證實(shí)了當(dāng)腦缺血后，毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞會呈現(xiàn)高度變化，細(xì)胞會腫脹，細(xì)胞器溶解，細(xì)胞空泡化，內(nèi)皮細(xì)胞膜缺損最后至細(xì)胞間連接松弛[7]。如果在此時使用巴曲酶會保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)的相對完整，保證了內(nèi)皮細(xì)胞的作用。在腦損傷的過程中，腦血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷較難恢復(fù)，會導(dǎo)致血栓的形成。缺血越嚴(yán)重，內(nèi)皮細(xì)胞鈣化就越嚴(yán)重導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)皮間隙增加，加重微循環(huán)，血管內(nèi)皮合成并釋放血管內(nèi)活性因子可以影響腦微循環(huán)導(dǎo)致腦梗死[8]。也有研究表明巴曲酶可以減少腦缺血后側(cè)腦含水量從而縮小腦梗死范圍，增加腦循環(huán)血量，說明巴曲酶確實(shí)對腦上皮內(nèi)細(xì)胞具有保護(hù)的作用。 啜紅斐等人[9]研究了巴曲酶對急性腦梗死患者血管內(nèi)皮生長因子的影響，分析巴曲酶治療急性腦梗死的作用，采用雙抗體ELISA法測定腦梗死常規(guī)治療組和巴曲酶治療組第1、7、14天血清VEGF水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)巴曲酶從第7天開始出現(xiàn)比常規(guī)治療更顯著的療效;巴曲酶能使急性腦梗死中血清VEGF水平進(jìn)一步升高,高峰出現(xiàn)在第7天,第14天時仍維持較高水平。說明了巴曲酶促進(jìn)急性腦梗死的神經(jīng)功能恢復(fù)可能與升高血清VEGF有關(guān)。巴曲酶通過作用于VEGF，促進(jìn)其高表達(dá)，在急性腦梗死的早期療效中所起的作用可能與VEGF的抗血栓形成有關(guān)，新生血管的側(cè)支循環(huán)也可以相應(yīng)的得到保護(hù)作用。也有動物實(shí)驗(yàn)證明巴曲酶對受損的大鼠腦血管內(nèi)皮細(xì)胞具有保護(hù)作用[10]，對海馬、皮質(zhì)、基底節(jié)以及血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡具有抑制作用，說明巴曲酶可以抑制血內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡，防止腦血管痙攣的發(fā)生從而減少腦缺血和遲發(fā)性神經(jīng)損傷。

2.2 巴曲酶對腦缺血后內(nèi)皮細(xì)胞代謝的影響 腦血管內(nèi)皮細(xì)胞具有豐富的線粒體，當(dāng)出血腦缺血時可以在ATP降解過程中產(chǎn)生黃嘌呤及尿酸，其間還可以產(chǎn)生自由基。這一過程可以造成細(xì)胞凝血因子的代謝紊亂從而導(dǎo)致血管痙攣和血小板聚集增加[11]。有研究表明巴曲酶可以抑制腦缺血過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物[12]，抑制ATP的降解但是否是直接抑制并不清楚?？赡馨颓甘峭ㄟ^直接作用內(nèi)皮細(xì)胞線粒體酶抑制了腺苷的產(chǎn)生或其他代謝產(chǎn)物的增加因此可以有效抑制自由基的產(chǎn)生，縮小損傷范圍[13]。

2.3 巴曲酶對腦缺血后內(nèi)皮細(xì)胞分子研究 有文獻(xiàn)闡述過內(nèi)皮細(xì)胞常見物質(zhì)內(nèi)皮素(ET)具有縮血管的作用，內(nèi)皮細(xì)胞主要表達(dá)ET-1[14]，強(qiáng)烈收縮血管狀態(tài)下，內(nèi)皮細(xì)胞會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)紊亂的情況從而導(dǎo)致微血栓的形成。巴曲酶可以使腦缺血后的ET-1基因表達(dá)下調(diào)，可以保護(hù)大腦，這可能與曲巴酶可以抑制縮血管物質(zhì)有關(guān)系。

已經(jīng)有研究證實(shí)一氧化氮(NO)是血管內(nèi)皮最主要合成的細(xì)胞因子[15]。多種受體依賴性激動劑都可以激活NO，加速其合成與釋放，可以舒張血管及平滑肌。正常情況下，內(nèi)皮細(xì)胞可以不斷合成釋放NO，維持NO在相對較低的水平。但當(dāng)腦缺血時可以導(dǎo)致谷氨酸升高從而激活NO大量產(chǎn)生[16]。同時缺血時生成的自由基也會促進(jìn)NO的產(chǎn)生。通常認(rèn)為NO對于腦組織的保護(hù)有雙重性，少量利于保護(hù)腦細(xì)胞，而過量會使腦組織呈現(xiàn)緊張的狀態(tài)增加血栓的形成。而巴曲酶可以在這雙重作用中起主導(dǎo)作用，去除內(nèi)皮細(xì)胞后觀察巴曲酶對血管的擴(kuò)張作用可以見巴曲酶對血管擴(kuò)張減弱，說明巴曲酶的保護(hù)血管作用同內(nèi)皮細(xì)胞有顯著關(guān)系，主要是依賴內(nèi)皮細(xì)胞可以產(chǎn)生作用[17]。

另外白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用是白細(xì)胞遷移到腦缺血部位的重要環(huán)節(jié)[18]。幾乎所有種類白細(xì)胞都可以參與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附作用，介導(dǎo)的黏附因子主要是3種：L-選擇素、P-選擇素和E-選擇素[19]。雖然三種選擇素的表達(dá)不同但結(jié)構(gòu)與功能非常相似。其次是免疫球蛋白家族如血管細(xì)胞黏附因子等，再有整合素家族參與白細(xì)胞黏附。上述因子的黏附作用對內(nèi)皮細(xì)胞都有顯著影響，并能活化白細(xì)胞產(chǎn)生過氧化氫減少紅細(xì)胞變形。典型的腦缺血缺氧后多形核白細(xì)胞(PMNLs)可以與內(nèi)皮細(xì)胞粘連，導(dǎo)致血腦屏障結(jié)構(gòu)受損，從而引發(fā)腦組織再灌注損傷，這是常見缺血再灌注腦損傷的病理生理基礎(chǔ)過程[20]。黏附分子介導(dǎo)PMNLs與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用可以導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂加重腦組織的損傷。以往很多研究都證明腦梗死患者的血漿中黏附因子的聚集導(dǎo)致白細(xì)胞浸潤和白細(xì)胞數(shù)目失調(diào)，說明血小板和白細(xì)胞功能亢進(jìn)，內(nèi)皮細(xì)胞可加速血栓形成。相關(guān)研究已經(jīng)證實(shí)了巴曲酶處理后的腦組織未見白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，說明它的治療作用與黏附分子的變化有關(guān)。姚治平等人[21]動態(tài)觀察巴曲酶對大鼠腦缺血/再灌注局灶血管表面P選擇素表達(dá)變化的影響。采用不同方法顯示使用巴曲酶后局灶血管表面P選擇素的陽性表達(dá)情況。結(jié)果顯示使用巴曲酶可以使缺血/再灌注腦組織血管表面第24小時和第4天時P選擇素的表達(dá)明顯降低。說明了巴曲酶可以降低血管表面P選擇素的表達(dá)，減輕細(xì)胞的黏附作用，對缺血腦細(xì)胞有保護(hù)作用。巴曲酶可以幫助內(nèi)皮細(xì)胞合成釋放組織性纖溶酶激活劑(tPA)增強(qiáng)其相關(guān)作用，活化c蛋白，增強(qiáng)纖溶活性助于血栓的溶解和再通，還可以降解凝血酶蛋白。另外巴曲酶在分子水平上還可以抑制缺血后c-fos基因表達(dá)，抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞的過度表達(dá)促進(jìn)bFGFmRNA的表達(dá)。

3 巴曲酶對深靜脈循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞的影響作用

下肢深靜脈血栓形成是一種嚴(yán)重的、可能致命的疾病。臨床上常見的與靜脈血栓形成相關(guān)的病癥是肺栓塞引起的死亡、復(fù)發(fā)性靜脈血栓栓塞和血栓后綜合病癥。有相關(guān)研究[22]顯示下肢深靜脈血栓患者在給巴曲酶治療后纖維蛋白原水平在血漿中顯著降低，并且在重復(fù)給藥時保持低水平。此外，CD34/CD31細(xì)胞的數(shù)量在治療后顯著增加，表明其除了增強(qiáng)抗凝和纖維蛋白溶解的作用外，巴曲酶治療可能同時激活骨髓來源的循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞(EPCs)，有利于受損血管壁的再通。

靜脈血栓形成的病理生理學(xué)涉及3個相互關(guān)聯(lián)的因素[23]：血管壁損傷、血流停滯和血液凝固能力增加。深靜脈血栓的治療選擇包括抗凝、腔靜脈濾器、纖維蛋白溶解療法和外科血栓切除術(shù)。然而，大約1/3的首發(fā)深靜脈血栓患者在接下來的1年中都會復(fù)發(fā)。

過去幾年的研究表明，骨髓來源的EPCs參與成人的局部新血管形成，EPCs血管的形成可能是各種病理改變關(guān)鍵階段的重要觸發(fā)因素[24]。移植骨髓來源的EPCs最近被證實(shí)是治療血管疾病的有效方法。內(nèi)皮祖細(xì)胞參與心血管疾病的許多愈合過程，并且可以在自發(fā)消退的靜脈血栓中發(fā)現(xiàn)。有研究表明[25]CD34、CD31、CD34/CD31和VE-cadherin細(xì)胞在第7天和第14天的患者外周血中均有不同程度的增加。輸注巴曲酶治療后CD34/CD31細(xì)胞數(shù)量顯著增加，表明巴曲酶除了增強(qiáng)抗凝和纖維蛋白溶解的作用外，可同時激活骨髓來源的循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞，這將有助于受損的再通。且巴曲酶可以促進(jìn)纖維蛋白溶解[26]，從而降低血液凝固性并加速局部血流。因此，通過巴曲酶的處理，可以動員循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞促進(jìn)血管壁重建;深靜脈血栓的3個相互關(guān)聯(lián)的因素將同時得到改善。巴曲酶治療深靜脈血栓的效果可以通過上述機(jī)制解釋。 循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞動員效應(yīng)可能是巴曲酶去纖維蛋白活動的結(jié)果。血漿纖維蛋白原顯著影響血管平滑肌細(xì)胞遷移，巴曲酶對血管平滑肌細(xì)胞遷移的抑制作用與巴曲肽在體內(nèi)的去纖維蛋白原作用有關(guān)。 然而，目前還不清楚巴曲酶是否直接誘導(dǎo)循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞動員效應(yīng)，還是由于其抗纖維化活性。

4 展望

本篇綜述回顧了巴曲酶目前常見的作用于內(nèi)皮細(xì)胞的相關(guān)研究內(nèi)容，國內(nèi)外有關(guān)于巴曲酶的作用也進(jìn)行了大量的探索，不論是在腦血管還是深靜脈內(nèi)皮細(xì)胞都取得了一定的進(jìn)展?？梢钥隙ǖ氖前颓笇τ谘軆?nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)功能是通過改善其微循環(huán)，促進(jìn)血管再生來實(shí)現(xiàn)的，但其對內(nèi)皮細(xì)胞相關(guān)的改善效應(yīng)還需要進(jìn)一步研究證實(shí)。