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编号:10282003
C反应蛋白的药理学作用研究进展
http://www.100md.com 《中国药理学通报》 1999年第4期
     作者:陈晓红 程天民

    单位:(中国人民解放军复合伤研究所,重庆 400038)

    关键词:C-反应蛋白;药理作用

    中国药理学通报990403

    摘要 CRP是一种急性期蛋白,临床上检测CRP主要用于诊断疾病,评价疗效。它有激活补体、调节免疫等多种作用。近年来,人们用纯化的CRP及其衍生肽给动物注射,或直接用转基因动物表达CRP的证实,CRP可以保护FMLP、C5a等趋化物导致的急性肺损伤,可以治疗内毒素休克、自身免疫性疾病,可以抗肿瘤、降低肿瘤转移、抗寄生虫等。

    中国图书分类号 R 392.11; R 97; R 977.6

    文献标识码 A 文章编号 1001-1978(1999)04-0296 -04
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    Research progress of pharmacological effects of C-reactive protein

    CHEN Xiao-Hong, CHEN Tian-Min

    (Institute of Combined Injury of PLA, Chongqing 400038)

    ABSTRACT C-reactive protein(CRP) is an acute phase pro tein. As an indicator of acute phase response,measurement of CRP are widely used for rapid and early diagnosis of verious inflammatory diseases or other conditions with tissue injury, as well as to evaluate thesuccess of treatment. It is capable of activating complement,modulating immune reaction. Recent evidence suggests that animals treated with purified CRP, or peptides derived from CRP, or transgenic animals expressing CRP are resistant to acute pneumonary injury induced by fMLP, C5a, to endotoxemia,to autoimmunitory diseases, to tumor, as well as to parasites infection. This article will review recent research about phar macological effects of CRP.
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    KEY WORDS C-reactive protein; pharmacological effects

    C反应蛋白(C-reactive protein,CRP)是由于能与肺炎球菌荚膜的C-多糖物质(CPS)发生沉淀反应而得名。正常血清中含量极微,在炎症急性期,风湿热、类风湿关节炎、恶性肿瘤、外伤等患者血清中,CRP含量可千倍增加。由于CRP反应快、敏感、客观,临床上常将CRP作为一项指标应用于疾病状况的判估,了解病程经过和指导用药。CRP在系统发生上是一种很古老的蛋白质,长期的进化中,CRP被保留下来,表明它有重要的生物学意义。近年来,人们在动物模型中用CRP治疗一些疾病获得满意的效果,并对其作用机制进行了探讨,本文就这方面的研究近况作一综述。

    1 CRP的生物学特点和生理效应[1]

    CRP在动物肝脏中合成,属于γ-球蛋白,分子质量约120~140ku,它由5个相同亚基,通过非共价键聚合在一起。CRP能与磷脂酰胆碱(phosphorylcholine,PC)、脂蛋白、脂多糖、染色质、半乳糖、胆固醇等多种配体结合。这些配体是细菌、真菌或人类细的成分,当这些物质由入侵微生物或受到损伤的自身细胞释放出来时,CRP就可通过Ca2+或其本身的阳离子结合部位与之结合,经过经典途径激活补体,清除外来致病因子及损伤细胞,为组织修复创造条件。另外,CRP还能与T细胞结合,通过后者调节免疫;也能抑制血小板聚集等。一般认为,CRP是机体防御系统中的一员。
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    2 CRP的药理作用

    2.1 治疗急性肺损伤 CRP能保护肺炎链球菌感染的动物,是通过CRP与细菌胞壁C-多糖结合后,激活补体、溶解细菌,或CRP被覆的细胞更易被中性粒细胞(neutrophil, Neu)或巨噬细胞(MΦ)吞噬[2]。MΦ和Neu上有CRP的高亲和力Fc受体FcγRI[3],这些受体分子在吞噬过程中的确切作用尚不清楚,但在链球菌感染病人,MΦ及Neu的FcγRI表达是增加的。

    体外实验证实,CRP>25mg.L-1时能抑制C5a介导的Neu的趋化性[4]。也可以抑制Neu的超氧化物产生及分泌,抑制脱颗粒[1]。在成人呼吸窘迫综合征(ARDS)及内毒素(LPS)等原因引起的急性肺损伤的发生、发展中起着重要的作用[5,6],Neu大量滞留肺毛细血管床,一方面机械堵塞使脏器微循环发生障碍;另一方面释放大量氧自由基、弹性蛋白酶等损伤性介质,加重肺组织尤其是血管内皮细胞的损伤。临床上,ARDS病人的CRP水平都显著增高。很多时候,高CRP水平带来病人高生存率[7]。据此,Webster等人做了一系列动物实验,结果,无论是用纯化的兔CRP或是合成的人CRP的衍生片段77~82、201~206等注射给动物,或是表达兔CRP的转基因小鼠,均能抑制FMLP、IL-8、LTB4、C5a等趋化物导致的急性肺损伤,CRP使肺泡灌洗液中Neu及蛋白漏出量明显降低[7~10]。在给实验兔注射纯化CRP后4h,仍未发现血清CRP浓度有明显升高,表明CRP在体内主要与受体结合,或被消化成不含抗原部分的肽段。中性粒细胞通过胞膜上的丝氨酸蛋白酶参与了CRP降解成活性多肽的过程,CRP的衍生片段77~82、201~206可能就类似于有抗炎活性的降解片段。Shields [11]认为,CRP的降解片段部分是前炎症样的(proinflammatory),而部分是抗炎症的。各种CRP片段在炎症部位发挥不同的作用,由于局部环境条件变化,如pH降低,氧自由基产生,酶作用等,结合在局部的CRP被分解成相应的片段,这些片段开始促进炎症,随后产生的片段上调或下调了不同的白细胞功能以辅助炎症的进程。Heuertz等[7]推测提高血清CRP浓度和炎症局部蛋白酶活性,可能有利于提高ARDS病人生存率。
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    从目前报道来看,CRP治疗肺损伤的机制有以下几个方面:① CRP及CRP衍生肽抑制了Neu表面CD11/CD18β2整合素[7]或(和)L-选择素[12]的表达,从而Neu趋化活性明显减弱。体外实验中,CRP能抑制LPS激活的人冠状动脉和肺微血管内皮细胞与Neu的粘附,其IC50值分别为20和22 mg.L-1。相近的浓度下,CRP及 CRP衍生肽174~185,201~206明显抑制了Neu表面L-选择素的表达,而对Neu表面的 CD11b、CD45表达无影响。作者推测,由于实验所用CRP浓度低于急性期反应阶段血清CRP峰值,所以有理由认为,他们的实验结果在体内也可能发生。Abernathy[13 ]支持CRP能抑制Neu与内皮的粘附,而不影响Neu游出到肺脏后的过程。在他的实验中,C RP保护fMLP刺激Neu导致的肺损伤,CRP不改变肺灌洗液中TXB2、PGF1α、LTs等花生四烯酸代谢产物的水平,及Neu产生超氧离子。②CRP预处理Neu可以防止fMLP引起的微血管通透性升高。③CRP作用的第3个机制,是抑制沸波酯(PMA)和FMLP刺激的Neu的蛋白磷酸化,其中54ku、 66ku蛋白可能是fMLP的受体组份,从而Neu激活受到抑制[7]
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    2.2 治疗内毒素休克[14] 由于小鼠在急性反应期CRP极低,<2mg.L-1,所以往往用转基因小鼠表达CRP。Xia报道,给能表达兔CRP的PC-12小鼠高蛋白饮食,使其在炎症急性期血清CRP浓度达75~200mg.L-1,代表高CRP浓度组。而给小鼠高碳水化合物饮食,其血清CRP<20mg.L-1,代表低CRP浓度组。小鼠腹腔注射细菌脂多糖(LPS)16~27mg.kg-1,或静脉注射血小板活化因子(PAF)30~45μg.kg-1,或肿瘤坏死因子α(TNF-α,250~350μg.kg-1)+白介素-1β(IL-1β, 45 μg.kg-1)造成内毒素休克后,高CRP组小鼠5 d的存活率明显高于低CRP组。而给同样品系的非转基因小鼠注射LPS或PAF后,小鼠7 d的存活率在高蛋白饮食组与高碳水化合物饮食组之间无统计学差异,证明CRP 确有保护内毒素休克的作用,CRP是机体防御系统中的一员。作者的实验进一步证实,CRP的保护作用不是通过与PAF结合,使PAF失活而致。所以CRP可能还是通过与Neu、MΦ、淋巴细胞、血小板等炎细胞作用,抑制这些细胞的活性,抑制它们产生过多的介质而显效。有趣的是,给不表达CRP小鼠注射100μg CRP并不能保护小鼠抗击PAF。
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    2.3 治疗自身免疫性疾病 早在1985年就有作者报道[1],CRP可与坏死组织释放的染色质结合,导致补体依赖性染色质溶解。以后又有作者证明,CRP确可与细胞核反应,并与染色质及核小体核心颗粒具有高亲和性能力。这种结合依靠PC结合位点,并为Ca2+依赖性。在自身免疫性疾病中,由于染色质及其它核酸-蛋白复合物常成为自身抗体的靶分子,因此,Du Clos等认为,CRP可能参与对核抗原—自身抗体反应的调节。他们用CRP治疗患系统性红斑狼疮的(NZB×NZW)F1雌性杂交小鼠,有效地延长了动物的存活时间,同时也降低了小鼠抗DNA、DNP、组蛋白抗体水平[15]

    CRP与另一种急性期蛋白—血清淀粉样蛋白P成分(Serum amyloid P component, SAP)在这方面的作用相似[16]。它们都能在进入细胞后,被特异性地转运入胞核内。当用荧光指示剂FITC标记的CRP被显微注射入培养细胞后15 min,即见到核内产生斑点样荧光。CRP、SAP的胞核识别序列已搞清楚。CRP的识别序列有一脯氨酸的氨基末端,紧接一包含5个碱性氨基酸的8肽,类似存在于SV-40大T抗原的“经典”的胞核识别序列。
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    病程急性期的小鼠表现为染色质沉积于肾脏的百分比降低,而在肝脏的清除升高。研究表明,CRP清除染色质和核心颗粒的方式和速度是不一样的。对核心颗粒的清除较慢,能被ssDNA抑制,而对染色质的清除较为迅速,且随小鼠种属表达SAP的水平高低而变化[17]

    到目前为止,关于CRP阻止自身免疫进程的机制如下:①CRP能结合核蛋白,从而导致补体激活,促进吞噬。②CRP能被特异性地转运入活细胞胞核,与染色质、小核心核糖核蛋白(small nuclear ribonucleoproteins, SnRNPs)结合,使这些能被自身抗体识别的核抗原从血循环中被清除,从而减少在靶器官的沉积。患SLE的病人缺乏足够的CRP反应[1,16],自身抗原暴露于免疫系统,病情不断发展。

    2.4 抗肿瘤 早在80年代,就有作者报道,纯化的人CRP可以提高患肿瘤动物的生存率,并抑制肿瘤转移[18,19]。以后,人们用合成的CRP肽-RS-83277也证实可以提高结肠癌肺转移的C57B1/6小鼠存活率,并抑制Balb/c小鼠原发肾癌的生长[20]。RS-83277或纯化的人CRP与IL-2在提高T241纤维肉瘤肺转移小鼠生存率、及减少肺转移方面有协同作用[21],而两者同用并不能抑制体外培养的T241细胞的生长。免疫组化分析表明,IL-2+RS-83277明显提高了肺周围血管T细胞数量。但联合用药并不像单用IL- 2那样可以明显提高动物血中TNF水平,IFN水平也没有变化。说明CRP或RS-83277+rIL-2并不是直接对癌细胞有作用,也不是必须通过升高血TNF起作用,而可能与T细胞有关。两者的协同作用对于降低rIL-2用量,减少IL-2的毒副作用有益。相反,Barna等分离出用RS-832 77治疗的小鼠肺泡灌洗液中巨噬细胞,发现它们产生TNFα及趋化活性明显高于对照, 抗单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)抗体可以中和这一趋化活性,小鼠肺组织中TNF-α,MCP-1的mRNA水平明显提高,肺组织单核白细胞粘附分子C D11b表达明显升高,说明RS-83277的抗癌作用与上调巨噬细胞TNF-α,MCP-1水平有关[22]
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    虽然现在对CRP及其衍生物抗癌机制并没有完全清楚,但一般认为与它们增加巨噬细胞和单核细胞的杀肿瘤活性有关。

    2.5 抗寄生虫 体外实验中,人、兔、鼠CRP都可以结合于疟原虫子孢子,抑制它们侵入培养肝细胞。这种作用可能与CRP结合于原虫PC有关。然而表达兔CRP的转基因小鼠并不能阻止约氏疟原虫(Plasmodium yoelii)子孢子入侵肝细胞[23]。体内、外实验的矛盾尚需要进一步的研究。

    体外实验也证明,鼠CRP可以破坏微小膜壳绦虫(Hymenolepis diminuta, H diminuta)。有的认为CRP通过激活补体,改变虫膜流动性,发生补体介导的破膜作用而致[24]。有的认为CRP的作用非补体依赖性。因为经加热灭活补体含CRP血清仍可引起H.diminuta活动力降低,以及一系列如微毛(microtrich)的脱落、体被的溶解等变化。免疫荧光证实,被破坏区域主要位于PC的分布区,说明CRP也可能与PC结合起作用[25]
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    对于CRP的治疗作用、作用机制总的来说人们了解不多,不系统。CRP作为机体防御系统中的一员,它越来越多的作用正为人们所认识。对CRP生理作用、药理作用的研究,将有益于人类深入理解生命本身,并为疾病的治疗找到新的途径。

    作者简介:陈晓红,女,33岁,博士生,讲师;

    程天民,男,70岁,教授,博士生导师,中国工程院院士

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    1998-12-20收稿,1999-06-30修回, 百拇医药