纤维蛋白原与血栓性疾病

纤维蛋白原与血栓性疾病 杨莉综述 李家增审校 关键词:纤维蛋白原 血栓形成 起源于19世纪初的现代凝血概念将从血细胞和血清中分出的"纤维凝块"命名为纤维蛋白,并从血浆中分离出了其前体--纤维蛋白原(Fibrinogen,Fg)。近年来,随着研究的进一步深入,对Fg的认识又得到不断的发展和完善。尤其分子生物学技术在临床上的应用,使Fg致血栓形成的机制在分子水平上得到阐述,从而为血栓性疾病的诊断和治疗提供了理论依据。 1 Fg与血栓形成 1.1 Fg与动脉粥样硬化:现代医学认为,动脉粥样硬化以局部出血和血栓形成、平滑肌细胞增生为特征,而Fg在这过程中起重要作用。文献报道,血管平滑肌细胞从中间层向内层的迁移及增生及其与Fg和(或)纤维蛋白结合物的粘附作用是动脉粥样硬化和血栓形成的关键所在。特别在动脉粥样硬化磷脂表面等富含胆固醇处,Fg结合固定能力会更强。同时,研究发现,在Fg生物合成和血管平滑肌增生间存在平行的胞质分裂效应。相反,IL-4，IL-10和IL-13可避 -6免血管损伤、防止动脉硬化且可呈剂量依赖性降低对Fg生物合成的调控。IL通过肝细胞参与Fg合成，IL-6的降低则介质中Fg分泌和β链mRNA表达减少。研究同时发现,血管壁上单核细胞胞质分裂的活化位点对Fg的诱导也起作用,1,。 Fg降解产物在动脉粥样硬化形成中的作用是通过其片段D和E增强活化血小板的粘附作用而实现。EDTA对此过程可不完全抑制,同时该抑制作用又受凝血酶影响。 1.2 Fg量的改变与血栓形成:回顾性流行病学研究已证实,血浆Fg量升高是血栓形成的危险因素,而年龄、性别、吸烟史以及Fg基因结构的改变又都影响其含量变化。血浆Fg水平升高致血栓形成的机制,通常认为有以下几点:?通过高凝状态促血栓形成;?加速动脉硬化的发生;?通过血压和血粘度减慢血流速度。研究发现,Fg β链的合成是构建完整Fg分子的重要步骤,该区域某些序列改变会使人血浆Fg水平轻度升高,而对于吸烟者,基因型则有更大影响。体外试验表明,这些序列的改变可影响肝脏核蛋白的结合以及Fg基因转录,从而影响Fg生成。意大利人群中的血栓病患者Fg水平测试结果亦表明,男性吸烟者Fg明显升高且随年龄的增长而增加,但在非吸烟者中,女性Fg均值高于男性,2,。 有资料表明,Fg大于5g/L时血栓形成的危险性会增加4倍。在研究寒冷天气致老年人因动脉栓塞死亡率增加的可能性这一课题时发现，-18? 2小时的寒冷可使血浆Fg水平升高,老年人(66,71岁)为2.97,3.38g/L,年轻人(20,23岁)为1.84,2.07g/L,但Fg浓度的升高主要是由于血浆量下降所致,与其合成机制改变无关,3,。文献报道,类胰岛素原分子浓度的升高为血栓形成的危险因素之一, Mohamed等,4,的研究表明类胰岛素原浓度与Fg含量明显相关(r=0.18)。 1.3 Fg结构的改变与血栓形成: 各种原因引起的Fg分子结构异常,均可影响 Fg在血液凝固中的作用。一般认为,Fg结构改变导致血栓形成的机制可解释为:?对纤溶的抵抗增强;?凝血酶连接缺陷;?血小板聚集增加;?血粘度增加;?凝块结构的改变。 在凝血最后阶段的纤维蛋白单体聚合过程中,Fg结构的改变会直接影响其聚合性和致血栓性。研究表明,在此过程中,完整Fg(片段I-2)与不完整Fg(缺乏α链C端区域100个残基的I-9片段;缺乏390个残基的I-9D片段和缺乏413个残基的D1片段)有着不尽相同的γ链交联率(交联率I-2>I-9>I-9D=D1),即α链残基越多交联越好,5,。而完整的Fg α C区与分离的α C区,在结构与作为因子 a底物促Fg交联功能上却存在一致性,6,。同时发现,Fg D区位点的自身交联也促进Fg γ链C端的交联。 Fg Dusart和Fg Chaple Hill?为A α链554精氨酸?半胱氨酸替代的Fg,其A α链C端D区可见有清蛋白连接。该基因结构的改变,导致Fg γ链 倍,但由于其与纤溶酶原的结合降低,故而它们对无α交联率增高为正常人的2 链异常的Fg蛋白水解诱导剂的反应是正常的,7,。Fg Milano ?由Fg γ358丝氨酸?半胱氨酸替代形成,用2-巯基乙醇将与Fg Milano ?结合的清蛋白分离出来，观察到纤维蛋白聚合性仍有异常。这表明,延迟的凝块结构不是由于结合清蛋白的立体障碍造成,而是其本身氨基酸替代的结果。而靠近纤维蛋白 γ链基因突变所致364天门冬氨酸?颉氨酸,则并不影响单体363位点处的Fg Fg聚合性,8,。Fg γ 380赖氨酸?天门冬氨酸替代可使Fg γ链C端产生一个新的天门冬氨酸-赖氨酸-苏氨酸糖基化位点,从而与一低聚糖侧链相连。此 由于末端唾液酸残基的移动而使聚合性曲时,纤维蛋白单体聚合性明显异常, 线总是正常的。这表明,聚合作用缺陷主要由于存在于新的低聚糖上的带负电 ,增大的糖链或带负电荷的荷的唾液酸残基所致。纯Fg D区的进一步表明 唾液酸残基不影响钙结合至高亲和位点,9,。Fg B β 14精氨酸?半胱氨酸的突变使得变异Fg在凝血酶诱导产生的纯纤维蛋白团块直接分析中有50%β链仍未裂解,这一未裂解链的单唾液酸同型团块相对分子质量为54150,10,。以电镜研究这些突变的Fg时发现其超微结构紊乱,α C区可见自由波动的附属物,它们没有彼此间或与中间区的分子间或分子内的相互作用。在加入凝血酶后,Fg聚合性减弱,产生由许多带有小点的细纤维组成的,孔隙小、硬度和抗纤溶能力增强的凝块。 1.4 Fg基因多态性与血栓形成: 研究表明，在人群中个体之间血浆Fg水平的差异及其对血栓形成的影响多半是与遗传因素紧密相关的。Fg基因多态性与血浆Fg水平及血栓性疾病易患性的关系已为众多学者所关注。在Fg B β链基因启动子区的Fg Hae?基因多态性中,血栓患者表现出失衡的Hae?基因型出现频率,他们缺乏H1H2基因型,而该基因型与40%血栓危险性减低有关。在位于B β基因第3内含子的Bcl?多态性基因中,B2等位基因在血栓性患者与正常人中出现的频率分别为0.28和0.17(P=0.002)。多因子数分析表明B1B2+B2B2基因型与血栓形成高危相关(变异率为2.4)。Bcl?基因型也与Fg水平有关,与性别和吸烟史无关。无论患者还是对照,B1B2+B2B2个体都显示出高Fg水平,11,。Fg β-Mysum链上基因G17382T分布和等位基因序列在血栓形成者与正常对照间差异不显著。Fg B β G/G基因型可存在于71%患者和54%正常人中,12,。而FgB β 448基因多态性在女性血栓病患者与对照比较，差异有显著性(P=0.06),13,。FgB β 455G/A基因多态性中,455AA基因型患者(3.9g/L)比455GA(3.2g/L)和455GG基因型(3.1g/L)患者有高的血浆Fg水平 (P<0.05),且455AA基因型血栓病患者有较差的预后,14,。但比较227例脑血管病患者和225例对照的该基因多态性时,结果除发现A等位基因的纯合子在患者中更常见外,未见该基因多态性与脑血管病之间的联系,15,。 对多态性基因群与Fg关系的研究表明,正常人Fg B β 455G/A,β Bcl?和α Taq? 3种多态性基因的等位基因频率分别为0.19,0.15和0.27。身体指数和年龄对不吸烟者血浆Fg水平的变异影响分别为5.4%和2.3%,对吸烟者则为6.6%和3.4%。不吸烟者G-455等位基因纯合子Fg量为2.54g/L,A-455等位基因纯合子Fg量为2.85g/L。该组3.6%的Fg变异可用多态性解释,而G/A-455与Taq?多态性组合能解释8.9%Fg变异,但在吸烟组仅有G/A-455基因型影响Fg。研究表明,不吸烟者用由Fg G/A-455,β Bcl?和α Taq?基因多态性组成的广泛的Fg基因群比用单一多态性(G/A-455)能更好地解释血浆Fg水平的变化及血栓病的发生,而在吸烟者,包括多态性,身体指数,年龄在内的任何指标都不敏感,16,。 血栓性疾病中Fg的改变 2 2.1 心脑血管血栓性疾病: 早在80年代初期,人们就通过临床观察指出Fg是心脑血管血栓性疾病的一种高危因素。近年来,又有许多学者认为血浆Fg可作为该病的独立危险因子。有资料报道,冠心病患者Fg水平明显升高。 名健康男性Fg与血脂水平，6年后,82例发生冠心病,发病组与非 测定2116 发病组Fg水平相差0.25g/L。Fg水平高者发病率为低者的2.4倍,血脂高且Fg也高者冠心病发病率将增加6.1倍,Fg低而低密度脂蛋白高时,发病率较低,17,。 15例接受150万U链激酶的急性心肌梗塞患者,在治疗后35小时内发现新 可达总数的95%,释放高峰为20小时。患合成的Fg和纤维蛋白肽释放逐渐增加, 者Fg磷酸化程度可从治疗前的30%升至治疗后5小时的65%。纤维蛋白肽释放率增加表明新合成的Fg形成凝块速度加快,从而增强了患者再栓塞倾向,18,。 2.2 周围血管血栓性疾病: 大量病例证明,术后血栓形成致狭窄是外科中常见症状。有报道指出,腹股沟以下的移植术后产生狭窄患者Fg水平(41.25mg/L)明显高于无狭窄者(33.90mg/L)(P=0.003),19,。接受冠脉血管成形术患者,术后6个月Fg>3.5g/L者较Fg?3.5g/L者有更高的再狭窄率,20,,而髋部置换术者于手术后前10天的Fg水平无明显改变，10天后血栓形成者Fg水平高于无血栓形成者,21,。Flordal等,22,观察到腹部外科术后Fg摄取试验阳性者为8.4%,有重大血栓形成者为1.4%,仅14.0%的Fg摄取试验阳性者有重大血栓形成,19.0%血栓形成者Fg摄取试验为阴性。研究表明,Fg摄取试验阴性，且有重大血栓形成则是术后死亡的危险因素。 3 展望 血浆Fg水平与血栓性疾病的密切相关性提示，测定Fg方法的化有利于疾病危险性判断。同时,作为急性相反应蛋白的Fg,其水平的升高受环境与药物的影响, 基因因素对Fg水平的改变,有待于进一步探讨。此外,Fg水平降低,其致血栓危险性是否降低仍未被证实,但研究致低Fg水平的基因仍应为一个研究方向。 作者单位:300192 天津市血栓与止血研究所 参考文献 [1] Vasse M,Paysant J,Soria J,et al.Regulation of fibrinogen biosynthesis by cytokines,consequences on the vascular risk.Dis Colon Rectum,1996,39:1102-1106( [2] Humphrise SE.Genetic regulation of fibrinogen.Ann N Y Acad Sci,1995,748:461-471( [3] Neild PJ,Syndercombe-Court D,Keatinge WR,et al.Cold-induced increases in erythrocyte count,plasma cholesterol and plasma fibrinogen of elderly people without a comparable rise in protein C or factor X.Arterioscler Thromb,1994,14:54-59( [4] Mohamed-Ali V,Gould MM,Gillies S,et al.Association of proinsulin-like molecules with lipids and fibrinogen in non-diabetic subjects-evidence against a modulating role for insulin.Thromb Haemost,1995,74:923-927( [5] Mosesson MW,Siebenlist KR,Hainfeld JF,et al.The relationship between the fibrinogen D domain self-association/cross-linking site(gamma XL) and the fibrinogen Dusart abnormality(A alpha R554C-albumin):clues to thrombophilia in the "Dusart syndrome".Eur J 486( Vasc Endovasc Surg,1996,11:479- [6] Rudchenko S,Trakht I,Sobel JH,et al.Comparative structural and functional features of the human fibrinogen alpha C domain and the isolated alpha C fragment.Characterization using monoclonal antibodies to defined COOH-terminal A alpha chain regions.J Biol Chem,1996,271:2523-2530( Collet JP,Woodhead JL,Soria J,et al.Fibrinogen Dusart:electron [7] microscopy of molecules,fibers and clots,and viscoelastic properties of clots.Prog Drug Res,1996,46:169-181( [8] Bentolila S,Samama MM,Conard J,et al.Association of dysfibrinogenemia and thrombosis.Thromb Haemost,1995,73:151-161( [9] Ridgway HJ,Brennan SO,Loreth RM,et al.Fibrinogen Kaiserslautern(gamma 380 Lys to Asn):a new glycosylated fibrinogen variant with delayed polymerization.J Med Chem,1997,40:3393-3401( [10] Brennan SO,Hammonds B,Spearing R,et al.Electrospray ionization mass spectrometry facilitates detection of fibrinogen(B beta 14 Arg-Cys) mutation in a family with thrombosis.Arthritis Rheum,1997,40:2178-2186( [11] Zito F,di Castelnuovo A,Amore C,et al.Bcl?polymorphism in the fibrinogen beta-chain gene is associated with the risk of familial myocardial infarction by increasing plasma fibrinogen levels.Thromb Haemost,1997,78:1484-1487( [12] Yu Q,Safavi F,Roberts R,et al.A variant of beta fibrinogen is a genetic risk factor for coronary artery disease and myocardial infarction.Leuk Lymphoma,1996,21:85-92( [13] Carter AM,Ossei-Gerning N,Wilson IJ,et al.Association of the platelet P1(A) polymorphism of glycoprotein?b/?a and the fibrinogen B beta 448 polymorphism with myocardial infarction and extent of coronary artery disease.Thromb Haemost,1997,78:1125-1131( [14] de Maat MP,Kastelein JJ,Jukema TW,et al.-455G/A polymorphism of the beta-fibrinogen gene is associated with the progression of coronary atherosclerosis in symptomatic men:proposed role for an acute-phase reaction pattern of fibrinogen.Kidney Int,1998,53:181-188( [15] Kessler C,Spitaer C,Stauske D,et al.The apolipoprotein E and beta-fibrinogen G/A-455 gene polymorphisms are associated with ischemic stroke involving large-vessel disease.Br J Haematol,1997,99:562-569( [16] Thomas AE,Green FR,Lamlum H,et al.The association of combined alpha and beta fibrinogen genotype on plasma fibrinogen levels in smokers and non-smokers.Thromb Haemost,1995,74:460-463( [17] Heinrich J,Balleisen L,Schulte H,et al.Fibrinogen and factor -7( ? 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