蛋白C系統(tǒng)與缺血性腦血管病

1、蛋白C 系統(tǒng)與缺血性腦血管病浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬二院神經(jīng)內(nèi)科胡 海 濤蛋白C ( PC) 、蛋白S ( PS) 、蛋白C 抑制物(PCI) 、血栓調(diào)節(jié)蛋白( thrombomodulin , TM) 組成一組蛋白質(zhì),統(tǒng)稱為蛋白C 系統(tǒng)(protein C system ,PCS) 。此系統(tǒng)對機(jī)體血液凝固起著重要的調(diào)節(jié)作用。血漿中凝血因子異常易形成血栓,同時(shí)抗凝物質(zhì)活性變化也直接影響凝血- 抗凝機(jī)制的動(dòng)態(tài)平衡,PCS 是血漿中重要的抗凝血系統(tǒng),與缺血性腦血管病的發(fā)病密切相關(guān)。1 PCS 的結(jié)構(gòu)與功能1 PCS 的結(jié)構(gòu)與功能PC 是由肝臟合成的一種維生素K 依賴性糖蛋白,為抗凝系統(tǒng)中的關(guān)鍵成分。PC

2、 本身是酶原,它的激活劑就是凝血酶,PC 的激活實(shí)質(zhì)上是一個(gè)酶解過程。血管內(nèi)皮細(xì)胞表面存在著調(diào)節(jié)PC 激活的蛋白質(zhì),稱為TM ,它本質(zhì)上是一種凝血酶的受體。在體內(nèi)凝血酶首先與TM 結(jié)合形成11 等分子復(fù)合物,在Ca2 + 存在時(shí), 此復(fù)合物使PC 激活成活化PC(APC) ,活性增加1 000 倍凝血因子( F ) 的輕鏈對凝血酶激活PC 也有一定的輔助作用。APC 的主要作用包括滅活活化的凝血因子和因子( F a 和F a) APC 滅活F a 、F a 的速度很快,3mg/ L 水平的APC 在3 分鐘內(nèi)就可使80 %F a 、F a活性喪失。阻礙活化的凝血因子( F a)與血小板結(jié)合 血

3、小板表面的F a是F a的受體,APC 可滅活結(jié)合在血小板表面上的F a ,使F a 與血小板結(jié)合發(fā)生障礙,因而使F a對凝血酶激活作用大大減弱。凝血酶激活PC 成為APC ,而APC 不僅具有滅活F a 、限制F a形成的作用;并有滅活F a 與限制F a 的作用,反饋地抑制凝血酶的進(jìn)一步形成促進(jìn)纖維蛋白溶解 APC 促纖溶活性主要與它能刺激纖溶酶原釋放有關(guān)APC 也能與纖溶酶原激活物抑制劑-1 ( PAI-1) 結(jié)合,導(dǎo)致PAI-1 活性喪失,從而保護(hù)組織型纖溶酶原激活物( t PA) 的活性,啟動(dòng)纖溶系統(tǒng)導(dǎo)致纖維蛋白溶解。1.2 APC 抵抗現(xiàn)象(activated protein C

4、resistance ,APCR)Dahlback 等報(bào)道1 例反復(fù)發(fā)作的靜脈血栓形成患者，純化的APC 不能延長活化的 aPTT，血漿表現(xiàn)出完全的APC 抵抗性，即APCR。Bertina 等證實(shí)，90 %以上的APCR 患者是由于F基因第1691位堿基發(fā)生了G A 錯(cuò)義點(diǎn)突變( FV Leiden ,FVL) 從而使氨基酸506位置突變導(dǎo)致谷氨酰胺( Gln) 代替Arg (Arg 506 Gln) ,而Arg 506 正是APC 催化a 失活的第1 酶切位點(diǎn),導(dǎo)致a 不易被裂解失活。突變后的Fa 一方面能繼續(xù)表達(dá)促凝血活性，另一方面對APC 的裂解作用大大降低，從而產(chǎn)生APCR。APCR

5、 患者表現(xiàn)為高凝狀態(tài)，在某些誘因下容易血栓形成。FVL 并不是APCR 的唯一原因,高同型半胱氨酸血癥及抗磷脂抗體(APA) 亦可使患者血漿抵抗APC。1. 3 PS 的結(jié)構(gòu)及功能 PS 也是肝臟合成的依賴維生素K 因子,但與其他維生素K依賴因子不同,它不是絲氨酸蛋白酶的酶原。它本身對Fa 、Fa 并無滅活作用,而是APC 的輔因子。成熟的PS 含有一個(gè)谷氨酸區(qū)(10 個(gè)羧基谷氨酸) 、一個(gè)凝血酶敏感區(qū)(亮氨酸452丙氨酸75) 、4 個(gè)EGF 區(qū)(半胱氨酸802纈氨酸244) 及C 端一個(gè)大的片段(脯氨酸2452蘇氨酸634) 。PS 的羧基谷氨酸區(qū)為鈣和磷脂的結(jié)合所必需,EGF 區(qū)則含有高

6、親和性不依賴谷氨酸的結(jié)合部位。有人提出, PS 與APC 的相互作用是通過第一個(gè)EGF 區(qū)和凝血酶敏感區(qū)來實(shí)現(xiàn)的, 在人血漿中60 %的PS 是通過非共價(jià)鍵與C4 結(jié)合蛋白(C4BP)形成結(jié)合的PS 復(fù)合物,40 %以游離形式存在,游離PS 具有APC 輔因子活性?，F(xiàn)已證明, PS 通過與APC 在磷脂囊泡表面形成11等分子復(fù)合物后,可使APC 與磷脂顆粒表面結(jié)合的親和力增大10 倍,從而使APC 對F a 、F a的滅活速率增大,起到抗凝作用。PS 還具有抗補(bǔ)體作用,約有60 %的PS 與補(bǔ)體C4BP 形成非共價(jià)復(fù)合物,使C4BP 構(gòu)型發(fā)生改變,從而阻斷C4 對C3 的激活作用。1. 4 A

7、PC 抑制物(APC inhibitor , APCI)Marlar 及Griffin 在1980 年發(fā)現(xiàn)正常血漿中存在APCI ,1983 年將其提純。產(chǎn)生于肝臟,其血漿水平為(5. 32. 7) g/ ml 。用免疫方法使APCI 耗竭,則血漿中APC 不可能被滅活, 表明APCI 是APC 的基本滅活物。實(shí)驗(yàn)證明,APCI 滅活的過程,首先是APC 使APCI 裂解為一個(gè)小肽,其后通過共價(jià)鍵與APC 以11結(jié)合為等分子復(fù)合物,從而滅活A(yù)PC ,肝素能使其抑制速率提高約30 倍。此外,APCI 尚能抑制凝血酶、Fa 、胰蛋白酶和糜蛋白酶?，F(xiàn)已明確纖溶酶原激活物抑制劑-3 ( PAI-3)

8、就是APCI ,它對雙鏈尿激酶型纖溶酶原激活物(uPA) 和雙鏈t PA 均有抑制作用,但對單鏈uPA 無滅活作用。有人報(bào)道,APCI缺乏可導(dǎo)致F 與F 聯(lián)合缺乏,可引起嚴(yán)重出血。1. 5 TM 分子結(jié)構(gòu)及功能TM 是內(nèi)皮細(xì)胞表面的凝血酶受體,每個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞上含5 萬10 萬個(gè)分子TM。TM 是一個(gè)膜整聯(lián)蛋白,其結(jié)構(gòu)與LDL 受體相似。成熟的TM 從第19 位氨基酸開始,有5 個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū),先有一個(gè)外源凝集素樣區(qū)域, 繼而有6 個(gè)EGF 樣重復(fù)區(qū)( 238 481) ,接著是一個(gè)富含Ser 、蘇氨酸( Thr) 的區(qū)域,其后為跨膜區(qū)(含23 個(gè)疏水氨基酸) ,最后為胞漿區(qū)(38 個(gè)氨基酸) 。第46

9、 EGF 是激活PC 及與凝血酶結(jié)合的部位,第56 EGF 是凝血酶結(jié)合部位。 TM 作為PCS 的重要成分參與抗凝作用,在體內(nèi)當(dāng)凝血酶與TM 在內(nèi)皮細(xì)胞表面結(jié)合成11的高親和力可逆性復(fù)合物后,就能迅速與PC 結(jié)合,使PC 活化速度增加大約1 000 倍。TM 與凝血酶形成復(fù)合物后,引起凝血酶變構(gòu),使之喪失活化纖維蛋白原和血小板以及反饋性激活F、F和F的促凝作用;同時(shí)獲得識(shí)別激活PC 的特性,使PC 的活化效率大大提高。APC與輔因子PS 結(jié)合加快滅活F a 、F a 。TM 作為PCS 的重要成分參與抗凝作用,在體內(nèi)當(dāng)凝血酶與TM 在內(nèi)皮細(xì)胞表面結(jié)合成11的高親和力可逆性復(fù)合物后,就能迅速與

10、PC 結(jié)合,使PC 活化速度增加大約1 000 倍。TM 與凝血酶形成復(fù)合物后,引起凝血酶變構(gòu),使之喪失活化纖維蛋白原和血小板以及反饋性激活F、F和F的促凝作用;同時(shí)獲得識(shí)別激活PC 的特性,使PC 的活化效率大大提高。APC與輔因子PS 結(jié)合加快滅活F a 、F a 。TM 除了促進(jìn)蛋白酶對PC 的活化外,還有其他抗凝作用,通過與凝血酶的競爭結(jié)合,抑制凝血酶對纖維蛋白凝塊的水解;抑制F 和F 的活化及PS 的失活和凝血酶引起的血小板聚集;此外,可與F a 結(jié)合,抑制后者對凝血酶原的活化作用。TM 廣泛分布于動(dòng)脈、靜脈、毛細(xì)血管及淋巴管的內(nèi)皮中,尤其在肺、腎及胎盤中分布甚廣,生理狀態(tài)下TM 可

11、少量從內(nèi)皮細(xì)胞表面水解脫落,游離于血液中,當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞損傷時(shí)則大量釋放入血,是血管內(nèi)皮受損的特異性分子標(biāo)記物之一。2 PCS 與缺血性腦血管病2. 1 PC、PS 缺乏與缺血性腦血管病 先天性血凝紊亂已成為兒童卒中的原因。一項(xiàng)回顧性研究37 例兒童缺血性卒中時(shí), 明確與PC、PS 缺乏有關(guān)的患兒各有5. 4 %(2 例) 和13. 5 %(5 例) , 而Kenet 等檢測65 例兒童缺血性卒中的易栓標(biāo)記物表明,PC、PS 缺乏在卒中組多見,但與對照組相比無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( P 0. 05) 。其中5 例有2 種以上易栓標(biāo)志物,而對照組則無1 例。但APC 陰性者患卒中的危險(xiǎn)性增加6倍以上,存在雜合

12、子FVL 突變者卒中的危險(xiǎn)性增加近5 倍。De Lucia 等檢測50 例頸內(nèi)動(dòng)脈或椎基底動(dòng)脈系統(tǒng)TIA 患兒抗凝系統(tǒng)的結(jié)果表明,16 %(8/ 50) 有低PS 血癥,10 %有低PC 血癥,4 %(2/ 50)有低AT-血癥,2 %存在纖溶酶原缺陷。表明PC抗凝途徑在兒童卒中具有重要的作用。 因此,不論患兒是否存在卒中的危險(xiǎn)因素及血栓家族史,對兒童卒中進(jìn)行全面的血液評估是必不可少的。 青年卒中常見的病因有:高血壓、糖尿病、吸煙、酗酒、口服避孕藥、妊娠或產(chǎn)褥期及血液異常等,但約1/ 3 的青年缺血性卒中病因不清,血液異常占青年缺血性卒中的1 %25 %，測定抗凝標(biāo)記物對青年缺血性卒中的診治具

13、有重要意義。 Koller等報(bào)道了2 例具有PS、PC 缺陷家族史的青年女性均存在PC、PS 缺乏。Martinez 等觀察60 例45歲以下腦血栓患者,發(fā)現(xiàn)10 例(17 %) 存在抗凝系統(tǒng)缺陷,其中PC、PS、AT-缺乏各為3 、2 、5 例,2 例可能有獲得性原因,其余患者均被認(rèn)為是雜合子缺陷。引起PC、PS 缺乏的獲得性原因有多種,如手術(shù)、血液病、惡性腫瘤、口服避孕藥、急性感染等。Douay等連續(xù)觀察127 例青年缺血性卒中PC、PS、AT- 變化,結(jié)果9 例抗凝因子異常,其中7 例為獲得性缺陷,2 例沒有明顯的原因,但進(jìn)一步的監(jiān)測結(jié)果正常,認(rèn)為遺傳性抗凝因子缺陷在青年缺血性卒中罕見。

14、 因此,在青年腦梗死病因不明時(shí),均應(yīng)進(jìn)行PC、PS 檢查。PC、PS 缺乏引起的腦梗死以先天性PC、PS 缺乏為常見,在50 例缺血性卒中中發(fā)現(xiàn)3 例PC 缺乏其他凝血實(shí)驗(yàn)均正常的患者,未見有引起獲得性PC缺乏的原因,其家族成員中至少還有1 人PC 缺乏。有學(xué)者觀察了343 例急性缺血性腦血管病患者的PC、PS 水平變化, 約有14 %存在PC 水平下降,18. 4 %PS 水平減低。PC 減低患者Barthl 指數(shù)及加拿大神經(jīng)病學(xué)評分均減低,故PC 的水平與患者的預(yù)后有關(guān),而PS 下降的意義仍未明確。獲得性PC、PS 缺乏有多種原因,如急慢性肝病、惡性腫瘤、感染、DIC、手術(shù)、肥胖及藥物等,

15、亦可導(dǎo)致腦梗死。2. 2 APCR 與缺血性腦血管病 APCR 與動(dòng)脈血栓形成的關(guān)系尚未確定。De Lucia等對來自3 個(gè)家族14 例青年缺血性腦血管病患者研究發(fā)現(xiàn),有9 例存在APCR ,為FVL突變純合子或雜合子。Ridker 等隨訪有FVL 突變的家族,發(fā)現(xiàn)有90 %以上表現(xiàn)程度不同的APCR傾向,且這些患者發(fā)生深靜脈血栓形成的可能性明顯高于無FVL 突變?nèi)巳?但心肌梗死和缺血性卒中與正常人群無明顯差異。 Chaturredi 等報(bào)道28 例腦缺血,發(fā)現(xiàn)APCR 者9 例(32. 2 %) ,其中5 例伴有PC 缺乏、抗心磷脂抗體(ACA) 增高、狼瘡抗凝物(LAC) 陽性等血液異常,但由于FVL 突變引起的APCR 不是卒中的主要原因,大多數(shù)為獲得性APCR。也有人認(rèn)為, 與體內(nèi)存在抗APC 抗體有關(guān)。有APCR 患者,當(dāng)PC、PS 及AT-等多種抗凝因子同時(shí)缺乏時(shí),比單獨(dú)缺乏某因子血栓栓塞的頻率高,因此,APCR 是一種潛在的動(dòng)脈血栓形成的重要因素,在某些特定條件下,如老年、孕婦、感染、口服避孕藥等,易形成動(dòng)脈血栓。2.3 PC、PS 缺乏的治療原則 無臨床表現(xiàn)的PC、PS 缺乏癥不需治療,但應(yīng)避免由手術(shù)、外傷、口服避孕藥、感染等危險(xiǎn)因素而誘