类胰蛋白酶与过敏性疾病

类胰蛋白酶与过敏性疾病 医学综述2006年1月第l2卷第2期 MedicalRecapitulate,January2006,Vo1.12.No.2?87? bloodpressurelevemiupatientswithacutestrokelJJ.Stroke,1991,22ll7JKnollT,HaherlRL. Whenloweringbloodpressureisrisky.Ce~bral (4):527.530.infarct.?leparadoxofpreventionandacutetherapy[J].MMWFortsehr ll3jLipGY,ZarifisJ,FarooqiIS,eta1.Ambulatorybloodpressuremonitor-Med,2000,142(1-2):25-27. inginacutestroke.TheWestBirminghmStrokeProject[J].Stroke,[18]ChamontinB,AmarJ,CholletF,眦a1.Acutebloodpressureelevations 1997,28(1):3l-35.1JJ.ArchMalCoeurVaiSS,2000,93lIISupplJ:144l-1447. [14]牵作汉.急性脑卒中的血压管理[J].中西医结合心脑血管病 [19]Hal~mannA,MoskauS.Bloodpressureandbrain[J].Internist(Bed), 杂志,2003,l(1):51.2005,46(5):5加.537. 【l5JLipGY,GibbsCR,BeeremDG.AmbulatoryBPmonitoringandstroke【20JTietjenCS,HumPD,UlatowskiJA,eta1.Treatmentmodalitiesfl0Thy. [J].Stroke,1998,29(8):1495-1497.pertensivepatientswithintracranialpathology;options andrisks[J]. 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Keywords:Trypta~;Allergicdisease;Mastcell 类胰蛋白酶是肥大细胞内预先合成的中性蛋白酶,经肥 大细胞脱颗粒释出胞外.与其他介质一起,参与炎症特别是过 敏性炎症过程.这些介质一方面引起过敏反应的临床症状, 另一方面又可作为肥大细胞被激活的证据,有助于过敏性疾 病的鉴别诊断.类胰蛋白酶由于其自身的特点.比其他介质 更适合作为过敏性炎症的标志物,本文拟就类胰蛋白酶在过 敏性疾病领域的相关应用进行综述. 1类胰蛋白酶简介 类胰蛋白酶是特异性存在于肥大细胞的中性蛋白酶,占 肥大细胞中蛋白酶含量的25%,与其他的肥大细胞蛋白酶一 样,类胰蛋白酶预先合成后以活性形式贮积于肥大细胞中,在 其脱颗粒时释出胞外.类胰蛋白酶由4个非共价结合的亚单 位组成的四聚体结构,四个亚单位有共同的抗原性,各有一个 活性中心,类胰蛋白酶相对分子质量为134×l….由于其 分子质量较大,并可以与肝素及其他糖蛋白结合,故在生理缓 冲液或人类血浆中,甚至经高速离心或一4~E保存时仍能保持 活性.游离的类胰蛋白酶在生理条件下很不稳定,迅速转化 为无活性物质.已知人类肥大细胞分为两种,T肥大细胞和 Tc肥大细胞,后者除类胰蛋白酶外,还古有类糜蛋白酶(chy. mase).T肥大细胞多存在于肺(尤其是肺叶)及肠黏膜,每个T 肥大细胞含类胰蛋白酶lOpg,TC肥大细胞多存在于皮肤及肠 黏膜下层,每个1,c肥大细胞含类胰蛋白酶35pg,类糜蛋白酶 4.5pg[. 类胰蛋白酶与胰蛋白酶相似,属丝氨酸蛋白酶家族,其基 因位点在染色体16p13.3_3J,常于 4个或更多临近部位的类胰蛋白 酶相似的拟基因临近.从eDNA 及蛋白质水平,可将类胰蛋白酶 分为3种,即a一,,7,或称跨膜类 胰蛋白酶(TMTs).同一种类同 源性>98%,提示可能为等位基 因的变异体.类胰蛋白酶与 类胰蛋白酶的氨基酸序列90% 相同,7/TM类胰蛋白酶与前二者 的同源性仅为50%.类胰蛋白酶以无活性的酶原形式存在 于肥大细胞中,并由静止的肥大细胞自发分泌到胞外,因而其 在外周血中的含量与肥大细胞的数量相关.健康人及系统性 肥大细胞增多症患者血清中的类胰蛋白酶主要为a.类胰蛋白 酶.0,类胰蛋白酶以活性状态贮存于肥大细胞中,当系统性 过敏反应发生时,随肥大细胞脱颗粒释放入血.UniCAP免疫 荧光检测仪可检测的血清类胰蛋白酶为a一类胰蛋白酶和0一类 胰蛋白酶.健康个体之间血清类胰蛋白酶水平无性别及年龄 差异,同一个体血清类胰蛋白酶水平基本稳定. 2类胰蛋白酶与其他肥大细胞介质的比较 肥大细胞在炎症反应特别是过敏性炎性反应中占重要地 位.过敏性炎症发生时可见肥大细胞数量增加,并于活化后 释放多种炎性介质,引起过敏反应的症状和体征.肥大细胞 释放的介质包括组胺,前列腺索D:,白三烯c4,类胰蛋白酶, 类糜蛋白酶等.Schwartz等最初发现类胰蛋白酶存在于分 泌颗粒中,与组胺一起在肥大细胞脱颗粒时释放入血.研究 表明,急性过敏反应发生后外周血类胰蛋白酶的含量增高与 组胺释放呈线性相关(斜率为6.6)Is],但类胰蛋白酶的几个 特点决定了其比组胺更适合作为肥大细胞的标志物:首先,结 缔组织肥大细胞中类胰蛋白酶和组胺的含量分别为35pg和 2pg,黏膜肥大细胞中二者分别为10pg和1.6pg,二者比例相 近但含量相差悬殊;其次,组胺及其代谢物半衰期短,其峰值 出现在过敏反应发生后5一lOmin,20,00min后恢复基线水 平,标本采集需在反应发生15min内.类胰蛋白酶在生理条 ? 88?医学综述2006年1月第l2卷第2期 MedicalRecapitulate.January2006,Vo1.12.No.2 件下半衰期为2h,其在血浆中含量增高出现于过敏反应15— 30min,1—2h达峰值,12—14h内恢复至正常水平,反应发生1 — 6h采集标本,均有意义;而且组胺的测定还受其他因素影 响,如某些含组胺及其代谢物食品的摄人等.另外组胺在嗜 碱细胞,T肥大细胞及TC肥大细胞中的含量相近,分别为1.3 Pg,1.5pg,1.9pg.而类胰蛋白酶在嗜碱细胞中的含量比肥大 细胞中低近500百分点,每个嗜碱细胞中仅含0.04pg,凝血过 程中嗜碱细胞释放组胺,也会对测定产生影响,故组胺测定只 能用血浆样本. 也有研究表明,系统性肥大细胞增多症患者尿液中前列 腺素D,及其代谢物含量增加,过敏原激发可引起支气管肺泡 灌洗液前列腺素D2水平增高,但体液中前列腺素及其代 谢物的测定需用集合碎片谱法,技术上有一定难度.而且,前 列腺素也可由血小板及肺泡巨噬细胞产生,不能作为反映 肥大细胞活性的特异性指标.其他的肥大细胞介质如白三烯 c4和血小板激活因子等,可由体内的多种细胞生成,因而缺 乏特异性. 3类胰蛋白酶的生物效应 早期的研究表明,类胰蛋白酶可裂锵一些细胞外底物如 血管活性肠肽,降钙素基因相关肽,纤维黏连蛋白和激肽.类 胰蛋白酶还可作为上皮细胞,气道平滑肌细胞和成纤维细胞 生长因子.炎症状态下,类胰蛋白酶可刺激粒细胞趋化因子 白细胞介素一8(IL-8),上调上皮细胞表面细胞内黏附分子一1 (ICAM1)的表达,对于上皮细胞的修复及炎性细胞向肥大 细胞激活部位迁徙有重要意义. 由被激活的肥大细胞释放的类胰蛋白酶还可以刺激临近 肥大细胞释放介质,从而起到放大炎性效应的作用J.He 等的研究表明,类胰蛋白酶在不同个体引起组胺释放的总 量与因异质性产生的不同的个体肥大细胞数量有关,这一作 用在受热后消失,并可以被类胰蛋白酶抑制剂如亮肽索削弱. 总之,通过刺激肥大细胞的激活及介质释放,类胰蛋白酶可 放大抗原或其他刺激引起的肥大细胞反应,在过敏性炎症中 起着重要的作用. 4类胰蛋白酶在过敏反应临床的应用 4.1严重过敏反应的标志物Ordoqui等研究了64例可疑 由药物引起皮肤或系统性过敏反应的患者症状出现2h与症 状消失7d的血清类胰蛋白酶增长水平.研究结果表明,药物 过敏及非甾体抗炎药(NSAID)特异体质患者血清类胰蛋白酶 增高,其中症状最重的7例出现过敏性休克的患者,增长值最 高(2242%),其次为严重全身过敏反应但未出现低血压者 (710.5%),仅表现为荨麻疹者及NSAID特异体质患者血清类 胰蛋白酶仅有轻度增高(分别为49.5%和38.2%),余受检者 血清类胰蛋白酶水平无明显变化.该研究还表明,虽然症状 的严重程度与血清类胰蛋白酶增长水平相关,但个体之间存 在较大差异,可能介质的释放还受到了抗原及致敏肥大细胞 分布,靶组织反应性等多方面的影响.另外,血清类胰蛋白酶 峰值出现的时间个体之间也存在较大差异(30min一5h).且峰 值出现的时间与症状的严重程度,给药方式,潜伏期及过敏反 应释放的酶的总量没有明确的相关.所有患者血清类胰蛋白 酶浓度在反应发生后24h均回到基线水平. Fisher等对350例可疑麻醉药物过敏患者进行了血清 类胰蛋白酶的检测,并对其中217例进行了相关药物的皮肤 结 试验,198例进行了相应的特异性免疫球蛋白E(slgE)检查,果发现,158例患者类胰蛋白酶增高,10例不确定,182例无增 高;类胰蛋白酶增高通常与皮试阳性及sIgE含量增高一致, 但也并非完全如此,143例类胰蛋白酶增高患者中7例未发现 slgE,158例无类胰蛋白酶增高患者中33例sIgE阳性.研究 表明,类胰蛋白酶是反映严重过敏反应的很有价值的指标,但 如出现阻性结果,仍需通过皮肤试验或slgE检查进一步评 估. 突发死亡的病因诊断常是法医学的难题,严重过敏反应 可能是原因之一,很多研究支持尸检血浆类胰蛋白酶的测定 可以做为过敏反应存在的佐证".Yunginger等Ll对l9例 严重过敏反应导致死亡的病例进行24h内血浆类胰蛋白酶检 测,结果表明9例昆虫叮蛰,8例食物过敏中的6例,2例诊断 药物过敏患者,测定值均高于正常((12mg/L),而4例正常对 照为阴性结果.另外,造影剂过敏也是严重过敏反应的常见 原因.Butrus等报道1例荧光索血管造影剂过敏引起休克 患者,血浆类胰蛋白酶20t~g/L(基础值<lbtg/L). 但也有研究得出不同的结论.Vila等研究了食物激发 试验前及激发试验后不同时间血清及唾液类胰蛋白酶含量的 变化.发现食物激发试验阳性的患者,仅2例血清类胰蛋白酶 超过lObtg/L,1例唾液中的类胰蛋白酶含量由<ltLg/L增加到 5.6tLg/L.该研究结果显示,食物激发试验阳性与阴性组,试 验过程中同一患者不同时问段的血清及唾液类胰蛋白酶含量 均无明显差别,不支持以类胰蛋白酶作为过敏反应的诊断标 志物.Horak等观察了尘螨过敏患者行激发试验时症状与 肥大细胞介质释放之间的关系,未发现鼻液类胰蛋白酶水平 有明显变化.Lin等对97例临床表现为急性严重过敏症 状急诊患者进行研究,发现42例血清组胺浓度升高((>10 nmol/L),20例血清类胰蛋白酶浓度升高(>15btg/L),组胺浓 度升高与过敏反应临床表现之间的相关性大于类胰蛋白酶, 可能的原因为嗜碱细胞(不含类胰蛋白酶)参与了过敏反应过 程.另外,样本采集的时间可能对类胰蛋白酶增长与否的评 价有较大影响.进一步的研究应着眼于更严谨,更统一的实 验设计,样本采集及样本检测. 4.2其他的过敏状态Shalit等应用皮肤窗技术研究了局 部过敏原刺激后皮肤反应,发现皮肤窗液体中组胺和类胰蛋 白酶含量增高,峰值出现及恢复基线的规律及两者之间的线 性相关与上述Ordoqui等的研究结论相似.Jaeobi等"的研 究表明,利用过敏原行鼻腔激发试验前后,鼻液组胺及类胰蛋 白酶水平增高.Bruno等的研究显示,常年性过敏性鼻炎 患者血清类胰蛋白酶含量高于对照组,并且在经抗组胺药物 治疗后明显下降,停药抗组胺药2周,又恢复到用药前水平. 研究表明,常年性过敏性鼻炎存在着持续性肥大细胞的激活, 抗组胺药可以较少类胰蛋白酶从肥大细胞的释放,但机制尚 不清.哮喘是一种慢性炎症,有多种效应细胞参与,包括肥大 细胞,巨噬细胞,中性粒细胞,淋巴细胞及嗜酸细胞.肥大细 胞释放肿瘤坏死因子.a,II,IL-5,IL-6及II广8,参与哮喘迟发 炎性反应及慢性炎症状态. 4.3类胰蛋白酶增高的其他原因另外,研究发现创伤 引起的死亡患者,血清类胰蛋白酶含量也有一定程度的增高, 医学综述2OO6年1月第l2卷第2期 MedicalRecapitulate,January2OO6,Vo1.12,No.2 可能由于创伤引起组织肥大细胞的直接损伤或细胞分解,这 一 介质及同时释放的组胺可能会对存活患者的预后产生一定 影响.许多与血管增生有关的病理过程均可见肥大细胞的增 生.继而在血清中发现较高的类胰蛋白酶含量,如肿瘤增长, 化脓性肉芽肿,海绵状血管瘤等疾病.Rojas等.加报道,光化 性唇炎患者唇部组织可出现肥大细胞聚积及释放介质增多. 多种肥大细胞介质与血管生成及内皮细胞增生及其功能有 关,如干细胞因子,血管内皮生长因子等,类胰蛋白酶可能通 过降解组织胶原,有利于其他介质功能的发挥.正常人血嗜 碱细胞仅产生微量的类胰蛋白酶,但研究发现,骨髓肿瘤急性 期的患者体内,嗜碱细胞可较高水平表达类胰蛋白酶,疾病 缓解期恢复正常.故在骨髓肿瘤患者类胰蛋白酶含量可 作为疾病缓解的标志,但不能用来反映肥大细胞活性.近期 有研究表明,类胰蛋白酶阳性细胞可预测早期慢性B淋巴细 胞白血病的预后.Nishio等报道3例高热至死病例,类胰 蛋白酶显着升高分别达到179ttg/L,68.9ttg/L和69.4ttg/L(正常 值<13.5ttg/L),原因不明.肝移植出现的缺血再灌注与过敏 性休克有着相似的生理反应基础,但研究表明,肝移植前后血 清类胰蛋白酶水平未见升高. 5检测及正常值 Em-ique等应用UniCAP-类胰蛋白酶免疫荧光检测仪, 观察了30例可疑药物过敏患者急性期血清类胰蛋白酶水平 (6h内),并与基础值(1个月后)进行了比较,结果表明,经皮 试及slgE测定确诊的药物过敏患者,血清类胰蛋白酶水平急 性期值高于基础值,药物过敏组高于非药物过敏组,而非药物 过敏组急性期值与基础值及药物过敏组基础值无差别.作者 在该研究中发现,采用由制剂公司提供的正常值上限13.5O ttg/L时.检测的特异度为92.31%,而敏感度仅为35.29%.如 采用8.23ttg/L作为正常值上限,特异度和敏感度分别为92. 31%和94.12%.故认为8.23~tg/L是更适宜的正常值上限标 准,并指出由于类胰蛋白酶个体之问差异性的存在,以急性期 与基础值相比较的方式更具临床意义. Brown等对64例患者行昆虫蛰刺激发试验,对于其中 11例发生明确的严重过敏反应者于激发试验前及激发试验 后15min,60min测定血清类胰蛋白酶及组胺水平,结果发现, 当类胰蛋白酶正常值采用<12.0mg/L时,其诊断严重过 敏反应的敏感度为36%,特异度为93%;以9.0mg/L为正常上 限时,敏感度为55%,特异度为93%;当以较基础值增长2% 作为阳性标准时,敏感度为73%,特异度为98%;当结合组胺 浓度增高,诊断敏感性可提高至90%.研究表明,类胰蛋白 酶的测定有助于诊断严重过敏反应,但在结果评价时仍需慎 重,必要时结合组胺测定. 总之,研究结果表明,类胰蛋白酶的检测可以作为反映肥 大细胞活性的指标,其在血清中的含量增高与临床症状的严 重程度有一定相关.发生全身性过敏反应的患者血清类胰蛋 白酶增高的程度及可能性均比局部过敏反应如过敏性鼻炎明 显.个体血清类胰蛋白酶含量比较稳定,但个体之间差异较 .目前,大实验室该项目检测的正常值,除参考试剂公司提供 的数值外,仍需各实验室自行建立适宜的正常值标准.由于 对类胰蛋白酶检测的临床意义个别观察还存在不同的结论, 故仍需要更多设计合理的试验,进一步作深入的研究. ? 89? 参考文献: [1]SehwaruLB,BradfordTR.Regulationoftryptascfromhumanlungmsst cellsbyheparin.Stabilizationoftheactivetetramer[J].JBiolChem, 1986,261(16);7372.7379. [2JSehwa~zLB.IraniAM,RollerK,et0f.Quantitationofhistamine, tryptsse,andchymasoindispersedhumallTandTCnmstcells[J].J Immunol,1987,138(8):261l-2615. [3]PallaoroM,Fei20MS,ShayestehL,sta1.Characterizationofgenesen. codingknownandnovelhumanmastcelltryptaacsonchromosome 16p13.3[JJ.JBinlChem.l999.274(6):3355.3362. 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