晚期氧化蛋白產(chǎn)物的研究進展
摘 要：晚期氧化蛋白產(chǎn)物(AOPPs) 是新近發(fā)現(xiàn)的一類尿毒癥毒素。它能激發(fā)單核細胞呼吸爆發(fā)，刺激以腫瘤壞死因子(TNF-α)為主的大量促炎性細胞因子合成、釋放，促發(fā)單核細胞的炎癥反應(yīng)，引起全身微炎癥狀態(tài)。是慢性腎衰竭(CRF)患者免疫功能紊亂、動脈粥樣硬化、透析相關(guān)性淀粉樣變等長期并發(fā)癥的重要致病環(huán)節(jié)。本文就近年來關(guān)于AOPPs的觀點作一綜述。
關(guān)鍵詞：晚期氧化蛋白產(chǎn)物;研究;進展
1、AOPPs的來源及特點
AOPPs是Witko-Sarsat等于1996年在慢性腎衰竭(CRF)患者血漿中發(fā)現(xiàn)的，其主要成分是血清白蛋白被自由基和反應(yīng)性氧系氧化后的產(chǎn)物，是CRF和血液透析(HD)患者免疫功能失調(diào)、動脈粥樣硬化性心血管病變、透析相關(guān)性淀粉樣變等長期并發(fā)癥的重要致病環(huán)節(jié)，是經(jīng)過氯化氧化反應(yīng)，在氧化應(yīng)激的反應(yīng)中自吞噬細胞激活生成的次氧酸或氯胺對血清白蛋白氧化作用而生成的含雙酪氨酸的蛋白交連物。通過兩個酪氨酸殘基之間的共價結(jié)合形成雙酪氨酸，是蛋白質(zhì)受到氧化的特異性標志之一。分為高分子量AOPPs和低分子量AOPPs。高分子量AOPPs，分子量為670 kDa，是白蛋白的聚合體，大多存在于白蛋白中，其在酸性的條件下，在340 nm處有特異性吸收峰，其分子的結(jié)構(gòu)中包含有大量的雙酪氨酸及羰基，跟體內(nèi)氧自由基的損傷、氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。研究表明，AOPPs在結(jié)構(gòu)及生物活性上跟晚期的糖基化終產(chǎn)物(AGE)類似。AGE是蛋白質(zhì)氨基端發(fā)生非酶糖化的終產(chǎn)物。AOPPs和AGE的主要成分：雙酪氨酸及羧甲基賴氨酸都可通過髓過氧化物酶(MPO)參與的生氧反應(yīng)介導(dǎo)而生成，AGE亦有蛋白交聯(lián)結(jié)構(gòu)及促發(fā)單核細胞炎性反應(yīng)的功能。AOPPs和AGE，在正常人和CRF患者體內(nèi)都成正比，都可引發(fā)炎細胞因子及黏附分子的形成，參與微炎性反應(yīng)及動脈粥樣硬化性心血管病變，刺激細胞生成活性氧，引起免疫功能的失調(diào)。
2、AOPPs是氧化應(yīng)激的新型標志物
氧化應(yīng)激是指機體或細胞內(nèi)氧自由基的消長失衡，引起活性氧(ROS)在體內(nèi)或細胞內(nèi)蓄積而引起的分子、細胞及機體的氧化損傷, 包括致蛋白質(zhì)、脂類、DNA/RNA生物大分子氧化，引發(fā)生物膜的脂質(zhì)過氧化、細胞內(nèi)蛋白和酶變性、DNA損害。ROS 性質(zhì)活潑，是極易消散的物質(zhì)，因而要在體內(nèi)直接檢測非常困難。通常通過檢測ROS 催化脂質(zhì)、蛋白質(zhì)/氨基酸和DNA 形成的化學性質(zhì)較穩(wěn)定的物質(zhì)。Roberts等在2002年發(fā)現(xiàn)，ROS 可催化細胞膜上花生四烯酸生成異前列腺素，后者經(jīng)磷脂酶裂解進入血循環(huán)，最終經(jīng)尿排除，但這僅是半定量法，特異性低。ROS可氧化修飾LDL產(chǎn)生ox-LDL;血漿anti -oxLDL 滴度可較準反映人體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化程度。目前的研究認為，蛋白質(zhì)對氧化應(yīng)激的攻擊也很敏感，主要表現(xiàn)為氨基酸殘基的氧化、肽鏈的斷裂或交聯(lián)聚合、蛋白的疏水性和對水解酶的抵抗性增強，從而喪失生物活性并易于累積。亦研究表明，AOPPs是較好的炎癥介質(zhì)，能更好地顯示急性氧化應(yīng)激過程。
3、AOPPs與氧化應(yīng)激相關(guān)疾病
AOPPs與CRF研究顯示，尿毒癥患者的血漿中AOPPs顯著增多。在正常人外周血中，很難檢測及AOPPs，沒透析患者的血漿AOPPs潴留會隨腎功能的惡化而加重，終末期腎病患者的循環(huán)中AOPPs含量是正常人的3倍，而在血液透析之后，AOPPs含量增加就更顯著。此表明尿毒癥的代謝紊亂及其并發(fā)癥可引起患者在透析前初始氧化應(yīng)激狀態(tài)的出現(xiàn)，且透析本身的影響還可致氧化應(yīng)激反應(yīng)及氧自由基清除系統(tǒng)受損。HD患者體內(nèi)存在抗氧化與致氧化之間的失衡，原因為HD患者血液接觸生物不相容性的透析膜或滲入透析液中的內(nèi)毒素，導(dǎo)致吞噬細胞反復(fù)被活化，進而激活補體系統(tǒng), 促使吞噬細胞釋放ROS，包括超氧負離子、過氧化氫、羥基、HOCL，使體內(nèi)的氧化系統(tǒng)活性增強。同時又因透析丟失或營養(yǎng)不良導(dǎo)致VitC、VitE、白蛋白等抗氧化物質(zhì)減少、抗氧化酶及其輔助因子活性降低，更加重了氧化應(yīng)激的`程度。事實上，氧化應(yīng)激在CRF早期即已出現(xiàn)，隨著CRF的進展而持續(xù)增強，在HD階段達到高峰。AOPPs可能是一種促炎癥活性的尿毒癥毒素，它既是氧化應(yīng)激的產(chǎn)物，可正反饋誘導(dǎo)或加重氧化應(yīng)激反應(yīng)，故呈現(xiàn)持續(xù)氧化應(yīng)激狀態(tài)。
AOPPs與動脈粥樣硬化近年來的研究認為動脈粥樣硬化(AS)是一個炎性反應(yīng)的過程，其特點是血管壁慢性炎癥的纖維增生。損傷進展關(guān)鍵環(huán)節(jié)是單核細胞和T淋巴細胞通過附壁損傷內(nèi)皮，且向內(nèi)膜遷移。AOPPs在體內(nèi)外都能激發(fā)單核細胞的呼吸爆發(fā)，使促炎性細胞因子;且可亦激發(fā)中性粒細胞的呼吸爆發(fā)，引起全身微炎癥狀態(tài)，表現(xiàn)在循環(huán)中CPR、TNF-α和IL-1b等炎癥介質(zhì)的增多[1]。循環(huán)中AOPPs潴留，血管壁AS病變部位可見AOPPs沉積, 血漿AOPPs與HD患者的頸總動脈內(nèi)膜中層厚度和頸總動脈壁/腔比、切面內(nèi)膜中層面積有顯著的相關(guān)性，提示AOPPs可能是評估AS心血管疾病的一個獨立危險因素。靜脈反復(fù)地注射AOPPs能促使飼喂高膽固醇飼料兔AS斑塊的產(chǎn)生，給AOPPs可能參與AS提供了直接的證據(jù)。袁方等經(jīng)過體外的實驗發(fā)現(xiàn)，AOPPs既可誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞生成活性氧;其活性氧的多少跟AOPPs的氧化程度和濃度呈正比。還有實驗表明，AOPPs可激活單核細胞NADPH氧化酶，釋放ROS，促使38磷酸化，引起TNF-α分泌增加[2]，TNF-α還能平滑肌細胞轉(zhuǎn)變成纖維細胞表型。因此我們認為， AOPPs潴留，經(jīng)過氧化應(yīng)激導(dǎo)致內(nèi)皮細胞損傷或許是它參與動脈粥樣硬化硬化機理之一。
AOPPs與冠心病冠心病病因及發(fā)病機制目前尚未完全闡明，氧化應(yīng)激學說占有非常重要的地位[3]。AOPPs在結(jié)構(gòu)與生物學活性方面與AGE非常相似，均可誘導(dǎo)致炎癥介質(zhì)和粘附分子的產(chǎn)生，參與微炎癥狀態(tài)和AS性心血管病變，刺激細胞生成活性氧，致免疫功能失調(diào)。Kaneda等檢測了經(jīng)冠脈造影確診的冠心病患者、HD患者及健康志愿者血漿中的AOPPs，發(fā)現(xiàn)冠心病和HD患者血漿AOPPs都增高，但是健康志愿者卻維持在較低水平。血漿AOPPs含量跟冠心病的嚴重程度密切相關(guān)，表明AOPPs是引起冠心病的獨立危險因子。AOPPs經(jīng)過激活單核細胞NADPH的氧化酶，釋放ROS，使P38磷酸化，引起TNF-α的分泌增加。急性心肌梗死(AMI)，由于心肌細胞的缺血缺氧時間長，常引起不可逆性壞死，激活氧化應(yīng)激損害的連鎖反應(yīng)，使血清中白蛋白被氧化故產(chǎn)生大量AOPPs，進而致中性粒細胞及單核細胞的呼吸爆發(fā)，促進炎癥活性的增高;單核細胞和內(nèi)皮細胞被細胞間的相互作用激活后，細胞表達一些生物活性分子比可促使AS及血栓形成。
AOPPs與其他疾病的相關(guān)性最近研究證實IgA腎病患者循環(huán)中的AOPPs亦升高，且與疾病的嚴重程度相關(guān)。AOPPs可反應(yīng)重癥患者病情的嚴重程度、治療效果、判斷預(yù)后。目前認為，AOPPs參與了肥胖、衰老、老年性白內(nèi)障、腎臟纖維化。
綜上所述，AOPP主要成分是血清白蛋白被自由基和反應(yīng)性氧系氧化后的產(chǎn)物。尿毒癥和透析病人體內(nèi)氧化劑主要來源于循環(huán)中性粒細胞和單核細胞。在適當?shù)拇碳ぶ�，中性粒細胞和單核細胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生大量的ROS。腎小球系膜細胞ICAM 的上調(diào)，促進了白細胞在腎組織的聚集、浸潤，釋放多種炎癥因子，此又促進ICAM-1 的上調(diào)。血清AOPP﹑ICAM-1、IL-1β可成為糖尿病腎微血管病變的早期預(yù)測因子。AOPPs不僅是氧化應(yīng)激的產(chǎn)物，AOPPs還可引起單核細胞和中性粒細胞的呼吸爆發(fā)，誘導(dǎo)單核細胞產(chǎn)生更多活性氧，其本身也可能誘導(dǎo)或加重氧化應(yīng)激和慢性炎癥反應(yīng)。它是反應(yīng)氧化應(yīng)激很重要的指標。其參與了多種病理生理過程，能夠預(yù)測疾病的進展。AOPPs的研究對更加深入地了解CRF的發(fā)病機理，更好地防治并發(fā)癥，提高患者生活質(zhì)量具有非常重要的意義。
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