賈丹 倪琦超 尤青海

可溶性人基質(zhì)裂解素2(soluble suppression of tumorigenicity-2, sST2)及中性肽鏈內(nèi)切酶(neprilysin, NEP)作為新的生物標(biāo)記物，近年備受關(guān)注。研究認(rèn)為sST2、NEP在心力衰竭中的應(yīng)用價(jià)值與前體腦鈉肽 (N-terminal prohormone B-type natriuretic peptide, NT-ProBNP)相當(dāng)。2013年ACCF/AHA指南提出sST2是提示心力衰竭心肌纖維化和心室重構(gòu)的指標(biāo)之一；另外，兩種蛋白還參與神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的代謝活動(dòng)。近期研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)呼吸系統(tǒng)常見疾病的診斷、鑒別診斷也有重要指導(dǎo)價(jià)值，因此，現(xiàn)就sST2和NEP與呼吸系統(tǒng)相關(guān)疾病的研究進(jìn)展做一綜述。

一、sST2和NEP的生物學(xué)特性

sST2及NEP分別于1989年和1974年被發(fā)現(xiàn)并命名。ST2又稱為IL-1R4和T1，是白介素1 (interleukin-1, IL-1)受體家族成員，有四種亞型：ST2L、ST2V、ST2LV和sST2。sST2為相對(duì)分子量60×103的可溶性蛋白，分子結(jié)構(gòu)中無ST2L的免疫球蛋白結(jié)構(gòu)域及跨膜部分，但C末端有9個(gè)氨基酸組成的特殊序列[1]。sST2分布廣泛，在腎臟、心臟、淋巴組織及肺臟均有表達(dá)。IL-33的有效配體是ST2L，目前研究表明sST2是IL-33的誘騙受體，同樣與IL-33結(jié)合后發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，主要調(diào)節(jié)細(xì)胞因子表達(dá)，從而抑制炎癥反應(yīng)和調(diào)節(jié)免疫，與炎癥、風(fēng)濕、心衰、自身免疫性疾病及腫瘤等許多疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后聯(lián)系密切[2]。

NEP屬于 M13 鋅金屬蛋白酶家族Ⅱ型整合細(xì)胞膜糖蛋白，在小腸微絨毛，淋巴球，腎組織和肺等表達(dá)[3]。NEP主要位于內(nèi)皮細(xì)胞膜表面, 降解多種血管活性肽、速激肽、利鈉肽及趨化因子，調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、炎癥及免疫系統(tǒng)的生物代謝[4]。NEP相對(duì)分子量為79×103，由750個(gè)氨基酸組成，包含一個(gè)信號(hào)肽和兩個(gè)親水結(jié)構(gòu)域。NEP催化降解利鈉肽和其他血管活性多肽，其表達(dá)受抑可提高利鈉肽、緩激肽和P物質(zhì)(neuropeptide substance P, SP)的生物活性，起到利尿、舒張血管和抗纖維化作用[5]，為高血壓和心力衰竭的藥物治療帶來了新的希望。

二、sST2、NEP與哮喘

氣道神經(jīng)源性炎癥是呼吸道過敏及哮喘的重要發(fā)生機(jī)制，表現(xiàn)為IL-33結(jié)合受體ST2，觸發(fā)Th2細(xì)胞分化[6]。在哮喘鼠模型中，sST2通過抑制Th2細(xì)胞產(chǎn)生促炎性因子(IL-4、IL-5、IL-9、IL-13)改善過敏性哮喘的氣道炎癥反應(yīng)和氣道高反應(yīng)性[7]。此外，研究顯示sST2可作為化學(xué)引誘劑和免疫調(diào)制劑，激活先天的細(xì)胞免疫和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)[8]。哮喘是由不同的變應(yīng)原刺激誘發(fā)的一種主要由Th2細(xì)胞介導(dǎo)的氣道炎癥，IL-33/ST2通路一直被認(rèn)為是調(diào)解哮喘和過敏的重要發(fā)病機(jī)制：①呼吸道上皮細(xì)胞是IL-33的主要來源提示IL-33可能參與呼吸系統(tǒng)的免疫反應(yīng)，主要應(yīng)對(duì)感染(細(xì)菌、病毒)或環(huán)境中的其他危險(xiǎn)因素；②IL-33在呼吸道感染、過敏、哮喘的炎癥調(diào)節(jié)中非常相似，已成為治療疾病的焦點(diǎn)[6,8]。

NEP是呼吸道內(nèi)降解速激肽的主要酶，NEP活性降低引起的炎癥反應(yīng)過程可導(dǎo)致哮喘。感覺神經(jīng)通過各種刺激包括過敏原、氧自由基及全身介質(zhì)釋放神經(jīng)肽P物質(zhì)和神經(jīng)激肽A(neural excitation peptidase A, NKA)調(diào)節(jié)氣道的炎癥反應(yīng)[8]。炎癥狀態(tài)下，嗜酸性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞可產(chǎn)生SP和NKA，NEP抑制NKA受體和速激肽結(jié)合，降低速激肽的生物學(xué)效應(yīng)[9]。因此，速激肽在氣道中的調(diào)節(jié)作用可能是哮喘發(fā)作的重要機(jī)制，而哮喘治療集中在消除氣道的炎癥和降低氣道高反應(yīng)性，速激肽受體拮抗劑是哮喘治療中一類潛在的新平喘藥，調(diào)節(jié)NEP的活性對(duì)于治療過敏性哮喘有重大意義。

三、 sST2和NEP與慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary, COPD)特征性改變是氣道、肺實(shí)質(zhì)及肺血管的慢性炎癥，吸煙和吸入其他刺激物能誘發(fā)周圍氣道和肺實(shí)質(zhì)內(nèi)的炎性反應(yīng)，損害支氣管上皮細(xì)胞和誘發(fā)炎癥細(xì)胞如中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞在氣道趨化聚集，這些炎癥細(xì)胞通過釋放炎癥因子和趨化因子，如IL-6、IL-8等使病情惡化[10-11]。體外和體內(nèi)模型表明IL-33與ST2受體結(jié)合通過激活Th2細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、粒細(xì)胞，可能參與了COPD的發(fā)病機(jī)制。一項(xiàng)納入307例COPD患者的多中心研究發(fā)現(xiàn)血清IL-33水平在患者穩(wěn)定期呈低水平表達(dá)，隨著COPD患者風(fēng)險(xiǎn)程度的遞增，血清IL-33水平明顯升高，且其水平與血清sST2的臨床相關(guān)性對(duì)COPD的危險(xiǎn)分層有很好的診斷價(jià)值[12]。因此，IL-33能促進(jìn)氣道炎癥，通過ST2/IL-1RAcP信號(hào)通路啟動(dòng)慢性氣道炎癥，在COPD病程中扮演關(guān)鍵角色。

NEP在長期吸煙和慢性缺氧的COPD患者肺組織中表達(dá)水平明顯降低，是肺血管重構(gòu)的主要機(jī)制[13]。Wick等[14]研究也發(fā)現(xiàn)COPD患者肺泡壁和遠(yuǎn)端血管的NEP活性較健康對(duì)照組下降約76%，肺血管平滑肌細(xì)胞在缺氧情況下NEP蛋白降解似乎更為顯著。臨床研究表明NEP水平與肺動(dòng)脈高壓程度呈負(fù)相關(guān)，但其具體機(jī)制尚未明確，推測NEP表達(dá)下降可升高活性介質(zhì)——內(nèi)皮素-1和蛙皮素水平。NEP的抗炎作用主要通過促炎肽底物、P物質(zhì)、緩激肽等炎性介質(zhì)降解減少COPD患者中肺血管重建，其可能與NEP基因表達(dá)下降，神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞分泌其他神經(jīng)肽和肺血管收縮劑5-羥色胺增多有關(guān)[15]。吸煙損傷血管內(nèi)皮，導(dǎo)致肺血管重塑，啟動(dòng)肺動(dòng)脈高壓產(chǎn)生，可能與NEP表達(dá)下降或活性降低有著密切聯(lián)系[16]。因此，維持或增加NEP水平可防止肺血管重建，進(jìn)而預(yù)防COPD的發(fā)生。

四、sST2和NEP與急性肺損傷

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)的死亡率高達(dá)50%，臨床上常見于嚴(yán)重?cái)⊙Y、膿毒癥、重癥肺炎、嚴(yán)重酸堿失衡、大面積創(chuàng)傷或手術(shù)等，其特征性病理改變?yōu)榉闻萃该髂ば纬烧T發(fā)肺水腫、蛋白質(zhì)滲出、氣體交換障礙。體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明sST2-Fc蛋白質(zhì)能夠減少感染性休克中促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，主要通過NF-κB的激活與雜氮雙環(huán)磷酸酯激酶的增殖調(diào)節(jié)Th2細(xì)胞免疫，進(jìn)而發(fā)揮生物活性[17]。在基因重組急性肺損傷動(dòng)物模型中，高劑量sST2-Fc融合蛋白表達(dá)能夠顯著抑制肺血管滲漏、炎癥細(xì)胞(白細(xì)胞、中粒)浸潤及肺泡出血，從而發(fā)揮保護(hù)作用[18]。研究發(fā)現(xiàn)無論是臨床實(shí)驗(yàn)還是動(dòng)物模型急性肺損傷時(shí)血清、肺組織NEP水平均較對(duì)照組明顯下降，而肺泡灌洗液中NEP水平則較對(duì)照組明顯升高[19]。另有研究表明在膿毒性休克患者血清中NEP水平較正常對(duì)照組明顯降低，推測與Ⅱ型上皮細(xì)胞受損減少NEP產(chǎn)生，速激肽降解途徑失活以及急性肺損傷相關(guān)的“炎癥瀑布”抑制了NEP的表達(dá)及活性有關(guān)[20]。

五、sST2和NEP與肺癌

研究證實(shí)IL-33/ST2軸參與了腫瘤細(xì)胞的浸潤、分化、轉(zhuǎn)移，在非小細(xì)胞肺癌組織中，IL-33及ST2蛋白的表達(dá)較周邊組織明顯升高[21]；利用轉(zhuǎn)染技術(shù)上調(diào)ST2 mRNA有利于腫瘤細(xì)胞的生長與侵襲，同樣，下調(diào)ST2 mRNA可降低腫瘤細(xì)胞的生長與侵襲，這一結(jié)果在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中亦得到證實(shí)[22]。Akimoto等[23]觀察了262例非小細(xì)胞肺癌患者，發(fā)現(xiàn)血清IL-33水平在非小細(xì)胞肺癌組明顯高于健康對(duì)照組和肺部良性病變組，IL-33水平與非小細(xì)胞肺癌的預(yù)后明顯相關(guān)，非小細(xì)胞肺癌中位生存期在IL-33水平大于68 pg/ml時(shí)為7.6個(gè)月，明顯低于IL-33水平小于68 pg/ml時(shí)的35個(gè)月。因此，ST2水平可以反映肺癌的病理生理學(xué)特征。

研究發(fā)現(xiàn)NEP表達(dá)水平與肺癌病理學(xué)類型、組織分化程度、臨床肺癌分期、淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)期預(yù)后均有關(guān)，即鱗狀細(xì)胞肺癌、臨床期晚、分化程度越低及有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移者，NEP 表達(dá)陽性率越低，遠(yuǎn)期預(yù)后越差[24-25]。因此，NEP對(duì)肺癌的臨床診斷、危險(xiǎn)分層和預(yù)后評(píng)價(jià)具有一定的臨床價(jià)值。

綜上所述，sST2與NEP作為生物標(biāo)記物，隨著研究的深入，其臨床應(yīng)用將更加廣泛。近年來，關(guān)于IL-33/ST2L信號(hào)通路可以激活各種復(fù)雜的免疫細(xì)胞及炎癥因子，或IL-33與sST2競爭性結(jié)合，已成為心血管疾病、肺部疾病診斷、治療和預(yù)防的新興靶點(diǎn)，但仍需要更大樣本量、前瞻性的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)探討sST2對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的臨床價(jià)值。NEP在中樞神經(jīng)系統(tǒng)以及外周各種組織中具有廣泛的特異性，通過降解多種神經(jīng)肽, 參與生命調(diào)節(jié)的各種代謝反應(yīng), 維持生命系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。NEP活性的異常直接影響生物活性肽的降解，從而造成各系統(tǒng)代謝功能紊亂。因此，調(diào)控NEP表達(dá)在病理生理的不同水平對(duì)人體的作用正在逐漸被認(rèn)可，同時(shí)也不失為一種具有預(yù)防和治療疾病的策略。