低分子肝素抗炎机制研究进展

低分子肝素抗炎机制研究进展罗俊永崔慧斐(山东大学药学院生化与生物技术药物研究所,山东济南250012)摘要：目的综述低分子肝素(lowmolecularweightheparin,LMWH)的抗炎作用及机制。方法查阅相关文献，进行整理和归纳。结果LMWH具有一定的抗炎作用，其抗炎机制主要与参与炎症反应的炎症细胞及相关炎症因子和黏附分子有关。结论目前对LMWH的抗炎机制研究还处在初级阶段，对其抗炎机制的具体阐明需要进一步的研究，但是LMWH独特的性质使其有望成为有效且安全的新型抗炎药物。关键词：低分子肝素(LMWH)；抗炎；研究进展中图分类号：Q53Advancesinanti-inflammatoryeffectandmechanismoflowmolecularweightheparinLuoJun-yong，CuiHui-fei(InstituteofBiochemicalandBiotechnologicalDrugs，ShandongUniversity,Jinan250012，China)Abstract:0bjectiveToreviewtheanti-inflammatoryeffectandmechanismoflowmolecularweightheparin.MethodsRefertorecentrelateddocuments,analyzeandmakeaconclusion.ResultsLMWHhassomeanti-inflammatoryeffect,Itsanti-inflammatorymechanismismainlyrelatedtotheinflammatorycellsinvolvedintheinflammatoryandthecorrelatedinflammatoryfactorsandadhesionmolecules.ConclusionThestudyofanti-inflammatorymechanismofLMWHisstillintheearlystageatPresent,itsspecificmechanismneedsfurtherstudy,butLMWHisexpectedtobeanovelanti-inflammatorydrugwithbetterefficacyandlesssideeffectsforitsuniqueproperties.Keywords：LMWH；anti-inflammatory；AdvancesJELclassification:Q53作者简介：罗俊永（1984-），男，硕士研究生，微生物与生化药学专业，Tel：[phone]，E-mail：[e-mail]；通讯作者：崔慧斐（1968-），女，博士，副教授，硕士生导师，E-mail：[e-mail]低分子肝素(LMWH)是由普通肝素(unfractionatedheparin,UFH)经酶解或化学降解的方法而得的相对分子质量为3000-8000Da，平均为5000Da左右的混合物。LMWH除作为抗凝抗血栓药等在临床上广为应用外，近年来其抗炎活性也颇受重视。本文就LMWH抗炎作用及机制的研究进展作一综述。1LMWH对炎症细胞的作用白细胞黏附至炎症部位的血管壁上，进而穿透血管壁到达炎症组织是炎症发生的一个最重要的过程。虽然多种因素影响着内皮细胞与白细胞的黏附，诸如内皮细胞和白细胞表面负电荷被中和而引起相互排斥力下降，二价阳离子桥接内皮细胞与白细胞而促进黏附等，但现已阐明这种黏附主要是由白细胞和内皮细胞表面黏附分子，如选择素家族(L-，P-和E-选择素)的短暂且可逆的相互作用介导的。TNF-α可促进内皮细胞和白细胞黏附分子的表达。Wan等[1]研究发现给Balb/c小鼠注射5000u/kgLMWH能抑制TNF-α诱发的白细胞在内皮细胞上的滚动、黏附和组织浸润。而且，这种抑制作用并不是直接通过降低肠内TNF-α的含量实现的，提示抑制肠粘膜细胞因子并不是LMWH抗炎的主要机制，而且，实验发现LMWH显著降低结肠粘膜中髓过氧化物酶(MPO)的活性，表明LMWH对中性粒细胞积聚的抑制可以很好地解释LMWH抗炎机制，进而提示LMWH很可能通过干扰炎症细胞的组织浸润而起到有效的抗炎作用。LMWH的抗炎作用还表现在体外抑制中性粒细胞的趋化及吞噬作用。次级淋巴组织趋化性细胞因子(CCL21)是T细胞的一个重要趋化因子，LMWH通过抑制内皮细胞表达CCL21，进而阻断T细胞向炎症部位的趋化运动，进而减少了T细胞向炎症组织迁移的数量，最终降低了T细胞引起的炎症反应，减少了自身免疫性疾病中T细胞对组织的破坏[2]。2LMWH对炎症因子及黏附分子的作用TNF-α是一种主要由单核-巨噬细胞及淋巴细胞产生的细胞因子，分子量为17KDa，由157个氨基酸组成的单一蛋白系列，它是机体炎症与免疫应答的重要调节因子。炎性肠病以肠内相关细胞因子的上调和白细胞的浸润为主要特征，尤其TNF-α已经在炎性肠病中被确定为重要的病理学炎症介质，TNF-α能够诱导黏附分子和趋化因子的表达，从而引起炎症细胞的积聚。鉴于TNF-α在炎性肠病中发病机制中的重要作用，已有临床实验报道在节段性肠炎病中利用TNF-α的人单克隆抗体进行治疗，病人症状有显著改善[3]。这些研究都支持抑制TNF-α的作用在炎性肠病治疗中具有重要意义。韩红等[4]报道，用三硝基苯磺酸(TNBS)乙醇灌肠复制大鼠结肠炎模型，然后分别注射LMWH150U/kg和300U/kg，共注射14d，结果发现高剂量组血清白细胞介素-8(IL-8)及肠黏膜TNF-α较低剂量组呈显著下降，结肠黏膜损伤减轻，表明经LMWH治疗后有显著抑制炎症作用。其抗炎作用可能一方面通过抗凝途径的介导而发挥作用；另一方面，通过下调炎症介质IL-8，TNF-α的表达而实现，由此达到减轻肠黏膜的损伤，促进TNBS所诱发的大鼠结肠炎的愈合。IFN-γ是一种二聚体糖蛋白，由Th1淋巴细胞和NK细胞产生，它的免疫调节活性强，是强有力的吞噬细胞和中性粒细胞激活物。LMWH亦能通过抑制IFN-γ起到抗炎作用。Celasco等[5]报道，用二硝基苯(DNB)灌肠复制大鼠结肠炎模型，用CB-01-05(一种平均分子量大约为5,700的LMWH，0.005–0.9mg/d）,其他种类的LMWHs(0.3–0.6mg)/d,和UFH(0.6mg)/d，连续三天直肠给药，从所取鼠脾细胞观察结果发现，CB-01-05主要通过抑制IFN-γ的表达而起到抗炎活性，但实验无法排除CB-01-05也可能通过增强相关生长因子的表达[6]，抑制NO的合成[7,8]，作用于肠内微循环[9]或通过白细胞与内皮细胞的相互作用[10]而起到抗炎作用。该研究还同时发现，CB-01-05的抗炎活性要明显强于其他种类的低分子肝素和UFH，证明了他们的生物学活性的不等价性，说明了不同种类肝素很可能通过不同的机制发挥抗炎活性。白细胞与内皮细胞的紧密结合依赖内皮细胞表面上的黏附分子，TNF-α、白细胞介素及一些化学因子能刺激内皮细胞表达黏附分子，并与之结合，形成前黏附分子。因此，降低细胞因子与细胞表面上的特异性受体的结合能力，抑制内皮细胞表面黏附分子与细胞因子及化学因子的结合能抑制细胞因子对内皮细胞的刺激作用。Manduteanu等[11]在体外培养了用TNF-α和脂多糖处理的瓣膜内皮细胞，结果发现了单核细胞的浸润。而用依诺肝素预处理的内皮细胞(达到一定的血清浓度，16mg/mL)组，用ELISΑ，流式细胞检测分析方法发现，脂多糖诱导的E-选择素和TNF-α诱导的ICΑM-1的表达减少，同时单核细胞在瓣膜内皮细胞的黏附和积聚也明显得到抑制。炎症反应的物质基础是白细胞黏附及其黏附级联反应，而这种黏附级联反应依赖内皮细胞和白细胞表面黏附分子，细胞间黏附分子-1(ICΑM-1)是其中主要的黏附分子。韩秀珍等[12]研究发现，LMWH能抑制ICΑM-1在脐静脉内皮细胞(HUVEC)的表达，减少致敏豚鼠肠系膜微静脉白细胞的滚动和黏附数目，抑制中性粒细胞与HUVEC的体外黏附，由此推断，LMWH通过抑制ICΑM-1的表达及抑制白细胞在血管内皮的滚动和黏附而起到抑制炎症的作用。3LMWH在炎症动物模型中的作用LMWH的抗炎作用在炎症动物模型上也有体现。王庆利等[13]发现，LMWH能抑制卵白蛋白引起的致敏豚鼠离体回肠平滑肌收缩，该作用可能依赖于其抑制肥大细胞脱颗粒从而降低炎症介质释放有关，表明LMWH有抑制致敏原引起超敏反应的作用。研究中还发现LMWH能明显抑制4-氨基吡啶引起的小鼠背部皮肤肥大细胞脱颗粒，减少小鼠的舔体次数，表明LMWH能抑制非抗原引起的MC脱颗粒。另外，LMWH能降低醋酸所致的毛细血管通透性升高，提示LMWH可通过抑制炎症反应发挥抗过敏作用。Benchertit等[14]在鼠阿霉素肾病模型上早期应用LMWH治疗，结果发现，尿蛋白含量及肾小球所分泌的TNF-α降低，同样支持LMWH的抗炎作用。Deepa等[15]也在相同的模型上发现，LMWH使用后，血清C反应蛋白和纤维蛋白原及溶酶体酶以及对组织有毒性的己糖、氨基己糖、抗坏血酸、唾液酸也都明显减少。4LMWH抗炎作用的初步临床实践LMWH已在在非临床试验中展现了其有效的抗炎作用，为了考察其在临床试验阶段是否具有同样有效的抗炎作用，Torkvist等[16]对12位患有轻度或中等程度活性溃疡性结肠炎的病人进行了考察，病人在进行糖皮质激素治疗的同时，每天两次、连续12w注射5000U的达肝素钠，结果发现，注射LMWH具有良好的耐受性和顺应性，未发现有严重副反应，同时病人的临床症状有显著改善，对白细胞积聚的抑制是其主要抗炎机制。Bievre等[17]报道，29位患有轻度或中等程度溃疡性结肠炎的病人随机分为两组，一组注射LMWH，一组注射安慰剂，两组病人同时接受水杨酸类药物的治疗，研究结果显示两组并未有显著差异。虽然外在的实验条件对上述两组实验结果会有一定影响，但其明显的差异显然需要进一步临床试验。5结语炎症反应是多种因子、细胞参与的复杂的病理生理过程，对LMWH的抗炎机制研究主要集中在LMWH对炎症细胞、炎症因子及黏附分子的作用。目前还没有一种机制能够较好地解释不同实验的抗炎作用，如对TNF-α的研究，韩红等[4]的实验表明LMWH可能通过下调炎症介质IL-8，TNF-α的表达而实现抗炎作用，Wan等[1]研究发现LMWH很可能通过干扰炎症细胞的组织浸润而抑制TNF-α诱发的白细胞在内皮细胞上的滚动、黏附和组织浸润，起到有效的抗炎作用，不同的实验结果也表明LMWH很可能通过多种作用机制起到抗炎作用，而不同作用机制之间可能存在着密切联系。目前对LMWH的抗炎机制研究还处在初级阶段，有待进一步深入。不过，已有研究结果为LMWH抗炎作用机制研究进一步提供了重要依据，LMWH独特的性质使其有望成为有效且安全的新型抗炎药物。参考文献：[1]WanMX,ZhangXW,TÊrkvistL,etal.Lowmolecularweightheparininhibitstumornecrosisfactoralpha-inducedleukocyterolling[J].InflammRes,2001,50(12):581-584.[2]ChristophersonKW,CampbellJJ,TraversJB,etal.Low-molecular-weightheparinsinhibitCCL21-inducedTcelladhesionandmigration[J].ExpTher,2002,302(1):290-295.[3]DeventerSJH.TumornecrosisfactorandCrohn´sdisease[J].Gut,1997,40:443-448.[4]韩红，夏冰，刘君炎．低分子量肝素对三硝基苯磺酸诱发大鼠结肠炎肿瘤