组织纤溶酶原激活剂及其抑制物的研究进展
作者：刘 佳1 姚维业1
单位：1 中国人民解放军第271医院检验科, 邮政编码 天津300191
关键词：
微循环学杂志/990220 综述 魏茂元2审校
纤溶酶原转变成有纤溶活性的纤溶酶是纤溶过程中决定性的一步。 组织型纤溶酶原激活剂(tissue type plasminogen activator, t-PA)是体内主要的纤溶酶原激活物, 而纤溶酶原激活剂抑制物(plasminogen activator inhibitor, PAI)是组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的快速抑制剂。 近年来国内大量的研究发现, t-PA、 PAI活性或含量的变化与许多疾病, 特别是心、 脑血管疾病密切相关, 已引起专家学者日益广泛的重视[1,2]。 本文就组织纤溶酶原激活剂及其抑制剂的分子生物学特性、 检测方法及其与疾病的关系等进行简要论述。
, 百拇医药
1 生物学特性
1.1 纤溶酶原激活剂(PA)
PA主要有组织型(t-PA)和尿激酶型(u-PA)二大类[3]。 另外, 有人认为还存在一种血管内皮细胞纤溶酶原激活物(v-PA), v-PA与t-PA进入血液循环后统称为B-PA。 但多数人认为v-PA就是t-PA。 除肝脏外几乎所有的组织中都含有数量不等的t-PA。 t-PA是血管内皮细胞分泌的天然的纤溶酶原激活剂, 在体外具有良好的选择性纤维蛋白降解特性[4]。 因而临床上将其作为一种溶栓治疗药物[5,6]。 t-PA是一种单链糖蛋白, 分子量68 000～72 000, 含527个氨基酸, 其分子结构分为: 指状结构区, EGF区, 环状结构, β链。 主要功能是将纤溶酶原精561—缬562处的肽键裂解, 形成具有活性的纤溶酶。 正常人血浆中的t-PA水平约为2～5 μg/L, 半寿期4～5 min, 灭活于肝脏[7,8]。
, 百拇医药
1.2 纤溶酶原激活剂抑制物(PAI)
PAI包括PAI-1、 PAI-2、 PAI-3、 C1-抑制物(C1-I)、 蛋白酶连接素(PN)等。 PAI-1是血浆中的主要抑制物, 是一种单链糖蛋白, 分子量52 000, 等电点4.5～5.0, 由379个氨基酸组成, 因不含半胱氨酸, 故在还原条件下稳定, 电泳属β球蛋白区。 血浆中的PAI 3/4来源于血管内皮细胞和肝细胞, 其余1/4贮存于血小板α颗粒内。 血浆中PAI-1以二种方式存在: 潜在型与活化型, 活化型能与PA结合起灭活作用。 其主要功能是灭活t-PA和v-PA, 按1∶1比例形成PAI-t-PA或PAI-v-PA复合物, 从而使t-PA或v-PA失去活性。 正常人血浆中PAI-1含量约为20 μg/L, 其正常破坏场所在肝脏[9～12]。
2 生理因素的影响
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正常人血浆中的t-PA、 PAI-I水平存在着节律性波动, 在冬季及每日早晨, t-PA最低,而PAI最高。 男性的基础纤溶活性及纤溶系统潜能都高于女性。 女性50岁前血浆中t-PA抗原、 游离PAI-1及t-PA—PAI-1复合物浓度低于男性, 但50岁以后逐渐升高, 至60岁后与男性水平相近[13]。 肥胖、 嗜烟酒者t-PA释放减少。 剧烈运动后PAI-1活性降低, t-PA活性升高, 因此有人认为长时间的体力锻炼在激活凝血酶的同时, t-PA释放也增加, 从而保障了机体的血稳态[14]。 Hashimoto报道外观健康人t-PA抗原浓度及PAI活性均随年龄增长而上升。 然而血浆素原活性(PA activaty代表游离t-PA抗原活性)随增龄而下降, 认为老年人t-PA活性增加可能是由于释放增加, 而非合成增加之故。 随着年龄增长, 机体纤溶活性降低, 而血液凝固性增高, 使老年人血管内形成微血栓的机会增加, 因此老年人高血栓发病率与其相关[15]。
, 百拇医药 3 临床应用
3.1 脑血管疾病
王健等报道[16], 脑梗塞患者首先是血浆中PAI活性升高, t-PA活性降低使其比例失调, 造成t-PA无能力激活纤溶酶原转变成纤溶酶来抑制血栓形成, 最终导致血栓阻塞血管, 造成脑梗塞疾病的发生。 Stegnar报道[17], t-PA活性及t-PA/PAI比值降低提示有发生缺血性中风的危险。 在缺血性脑卒中急性期t-PA活性明显增高, 而PAI活性降低, 但在恢复期发生逆转而升高, 在后遗症期尤为明显。 当循环中出现血栓时, 血管内皮细胞受刺激, t-PA分泌增多, 结合纤维蛋白, 激活纤溶酶原, 使血栓溶解。 同时血浆PAI对t-PA的中和抑制作用增强。 t-PA活性异常增高, 可能是机体对体内形成的血栓产生的一种反馈性调节。 t-PA/PAI比值在不同病期发生异常变化, 特别是在后遗症期PAI及t-PA/PAI比值异常可能是血栓形成的危险因素之一, 表明血浆中t-PA和PAI的测定, 对脑血管疾病的早期诊断、 治疗结果、 预后及临床药物筛选具有重要意义[18]。
, 百拇医药
3.2 心血管疾病
Sakata报道[19], 皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)后发生再狭窄的患者较无狭窄患者血浆游离PAI-1抗原水平显著增加, 提示在PTCA术后, 早期纤维蛋白溶解作用受损可能影响血管损伤后的修复过程, 从而导致再狭窄。 游离PAI-1水平的系列测定能帮助预测再狭窄。 有文献报道急性心肌梗塞(AMI)和不稳定型心绞痛(UA)患者血浆t-PA活性明显降低, 而PAI活性明显升高。 内源性纤溶系统功能障碍势必增加血管内血栓形成的危险性, 其内部平衡的调节主要依赖于t-PA和PAI。 t-PA越低, PAI越高, 患者的病情越严重, 表明t-PA、 PAI异常是心肌梗塞和不稳定型心绞痛患者的危险标志。 另外, t-PA、 PAI节律性波动, 即: 冬季及晨间t-PA最低, 而PAI最高, 与该时段内心肌梗塞发病率较高是一致的。 进一步证实t-PA与PAI检测对心肌梗塞及血栓前状态的诊断、 治疗、 预后和应用溶栓剂后估计出血及其预防具有重要的临床价值。
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3.3 其它疾病
乙型肝炎患者血浆中t-PA升高, 而PAI则明显下降。 伴发血管病变的糖尿病患者PAI明显升高, t-PA明显下降, 提示患者处于纤溶状态, 有血栓形成的倾向。 t-PA、 PAI异常还可导致出血性疾病, 循环中t-PA过量提示患者有出血的可能。
4 检测方法
纤溶系统检测一般以总PA活性, 总PAI活性, PAI-1、 t-PA含量与活性以及t-PA/PAI-1复合物含量测定最为常用。 t-PA和PAI活性常用纤维蛋白平板法或发色底物法, 后者反应迅速, 因而应用最广。 t-PA、 PAI含量常用放射免疫、 ELISA法测定, 应用ELISA法还可以同时检测t-PA和v-PA含量[20]。 抗原含量的测定与酶活性测定的意义有时并不一致, 但抗原含量测定对标本的要求不像酶活性检测那样麻烦, 因而更容易被临床接受。 最近有人建立了一种能同时检测活性型IAP-1和t-PA/PAI-1复合物浓度的酶免疫检测方法。
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随着当今社会人口老龄化进程的加快, 各类血栓性疾病日益成为致病、 致死及恶化人类生活质量的因素。 血栓形成是一个多因素、 多基因影响的疾病。 关于血栓形成的研究已成为当今医学界具有挑战性问题。 但是大量研究结果证实, 纤溶系统紊乱是其诱因之一。 总之, 临床上很多疾病伴有纤溶系统变化, 随着该领域研究的进一步深入, 纤溶系统的检验将会有更广泛的应用前景。
作者简介：2 黑龙江省中西医结合研究所
参考文献
1.周本财, 黄雅乐, 梁从俊, 等. 冠心病患者血浆组织型纤溶酶原激活剂及其抑制活性和脂蛋白(α)含量的相关性研究. 临床心血管病杂志, 1997, 13(4):216～217.
2.Schneiderman J, Sawdey MS, Keeton MR, et al. Increased type 1 plasminogen activator inhibitor gene expression in atherosclerotic human arteries. Proc Natl Acad Sci USA, 1992, 89(15):6 998～7002.
, http://www.100md.com
3.王辉元, 王国苏, 胡宏, 等. 纤维蛋白溶解系统检测方法的研究进展. 国外医学临床生物化学与检验分册, 1997, 18(6):252～254.
4.Vicari AM, Monzani ML, Pellegatta F, et al. Platelet calcium homeostasis is abnormal in patients with severe arteriosclerosis. Arterioscler Thromb, 1994, 14(9):1 420～1 424.
5.王淑娟, 张莉, 陈炜明, 等. 溶栓疗法及其实验室监测. 中华医学检验杂志, 1997, 20(4):245～248.
6.孙福成, 何青, 唐裕春, 等. 尿激酶与组织型纤溶酶原激活剂静脉溶栓治疗急性心肌梗塞的对比研究. 临床心血管病杂志, 1997, 13(3):139～141.
, http://www.100md.com
7.王振义, 李家增, 阮长耿, 等. 纤维蛋白溶解系统. 见: 上海第二医科大学编辑委员会编. 血栓与止血基础理论与临床. 第2版. 上海: 上海科学技术出版社, 1996. 103～116.
8.Alessi MC,Juhan Vague I,Declerck PJ,et al.Molecular forms of plasminogen activator inhibitor-1 and tissue-type plasminogen activator in human plasma.Thromb Res,1991,62(4):275～285.
9.Tait RC, Walker ID, Reitsma PH, et al. Prevalence of protein c deficiency in the healthy population. Thromb Haemost, 1995, 73(1):87～93.
, 百拇医药
10.Eriksson P, Kallin B, VanT Hooft FM, et al. Allele-specific increase in basal transcription of the plasminogen-activator inhibitor 1 gene is associated with myocardial infarction. Proc Natl Acad Sci USA, 1995, 92(6):1 851～1 855.
11.Juhan-Vague I, Alessi MC. Plasminogen activator inhibitor 1 and atherothrombosis. Thromb Haemost, 1993, 70(1):138～143.
12.丛玉隆, 王淑娟, 朱士俊, 等. 纤溶系统的组成及特点. 见: 今日临床检验学编辑委员会编. 今日临床检验学. 北京: 中国科学技术出版社, 1997. 147～149.
, 百拇医药
13.Stegnar M,Pentek M.Fibrinolytic response to venous occlusion in healthy subjects:relationship to age,gender,body weight,blood lipids and insulin.Thromb Res,1993,69(1):81～92.
14.Takada Y, Takada A. Plasma levels of t-PA free PAI-1 and a complex of t-PA with PAI-1 in human males and females at various ages. Thromb Res, 1989, 55(5):601～609.
15.Hashimoto Y, Kobayashi A, Yamazaki N, et al. Relationship of plasma levels of t-PA free PAI-1 and t-PA-PAI-1 complex with age. Thromb Haemost, 1989, 62:1 252.
, http://www.100md.com
16.王健, 裴维君, 居岭, 等. 脑梗塞患者血浆t-PA和PAI活性变化的临床探讨. 江苏医药, 1994, 20(1):625.
17.Stegnar M, Mavri A. Reproducibility of fibrinolytic response to venous occlusion in healthy subjects. Thromb Haemost, 1995, 73(3):453～457.
18.Gleerup G, Winther K. The effect of ageing on platelet function and fibrinolytic activity. Angiology, 1995, 46(8):715～718.
19.Sakata K, Miura F, Sugino H, et al. Impaired fibrinolysis early agter percutaneous transluminal coronary angioplasty is associated with restenosis. Am Heart J, 1996, 131(1):1～6.
20.Kuo BS, Bjornsson TD. Simultaneous determination of free tissue-type and free urokinase-type plasminogen activators in biological fluids by a solid-phase immunoassay. Anal Biochem, 1993, 209(1):70～78.
收稿日期：本文1998-05-27收到, 1998-07-30修回,1998-11-04修回, 1999-01-17接受, 百拇医药(刘 佳1 姚维业1)
单位：1 中国人民解放军第271医院检验科, 邮政编码 天津300191
关键词：
微循环学杂志/990220 综述 魏茂元2审校
纤溶酶原转变成有纤溶活性的纤溶酶是纤溶过程中决定性的一步。 组织型纤溶酶原激活剂(tissue type plasminogen activator, t-PA)是体内主要的纤溶酶原激活物, 而纤溶酶原激活剂抑制物(plasminogen activator inhibitor, PAI)是组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)的快速抑制剂。 近年来国内大量的研究发现, t-PA、 PAI活性或含量的变化与许多疾病, 特别是心、 脑血管疾病密切相关, 已引起专家学者日益广泛的重视[1,2]。 本文就组织纤溶酶原激活剂及其抑制剂的分子生物学特性、 检测方法及其与疾病的关系等进行简要论述。
, 百拇医药
1 生物学特性
1.1 纤溶酶原激活剂(PA)
PA主要有组织型(t-PA)和尿激酶型(u-PA)二大类[3]。 另外, 有人认为还存在一种血管内皮细胞纤溶酶原激活物(v-PA), v-PA与t-PA进入血液循环后统称为B-PA。 但多数人认为v-PA就是t-PA。 除肝脏外几乎所有的组织中都含有数量不等的t-PA。 t-PA是血管内皮细胞分泌的天然的纤溶酶原激活剂, 在体外具有良好的选择性纤维蛋白降解特性[4]。 因而临床上将其作为一种溶栓治疗药物[5,6]。 t-PA是一种单链糖蛋白, 分子量68 000～72 000, 含527个氨基酸, 其分子结构分为: 指状结构区, EGF区, 环状结构, β链。 主要功能是将纤溶酶原精561—缬562处的肽键裂解, 形成具有活性的纤溶酶。 正常人血浆中的t-PA水平约为2～5 μg/L, 半寿期4～5 min, 灭活于肝脏[7,8]。
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1.2 纤溶酶原激活剂抑制物(PAI)
PAI包括PAI-1、 PAI-2、 PAI-3、 C1-抑制物(C1-I)、 蛋白酶连接素(PN)等。 PAI-1是血浆中的主要抑制物, 是一种单链糖蛋白, 分子量52 000, 等电点4.5～5.0, 由379个氨基酸组成, 因不含半胱氨酸, 故在还原条件下稳定, 电泳属β球蛋白区。 血浆中的PAI 3/4来源于血管内皮细胞和肝细胞, 其余1/4贮存于血小板α颗粒内。 血浆中PAI-1以二种方式存在: 潜在型与活化型, 活化型能与PA结合起灭活作用。 其主要功能是灭活t-PA和v-PA, 按1∶1比例形成PAI-t-PA或PAI-v-PA复合物, 从而使t-PA或v-PA失去活性。 正常人血浆中PAI-1含量约为20 μg/L, 其正常破坏场所在肝脏[9～12]。
2 生理因素的影响
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正常人血浆中的t-PA、 PAI-I水平存在着节律性波动, 在冬季及每日早晨, t-PA最低,而PAI最高。 男性的基础纤溶活性及纤溶系统潜能都高于女性。 女性50岁前血浆中t-PA抗原、 游离PAI-1及t-PA—PAI-1复合物浓度低于男性, 但50岁以后逐渐升高, 至60岁后与男性水平相近[13]。 肥胖、 嗜烟酒者t-PA释放减少。 剧烈运动后PAI-1活性降低, t-PA活性升高, 因此有人认为长时间的体力锻炼在激活凝血酶的同时, t-PA释放也增加, 从而保障了机体的血稳态[14]。 Hashimoto报道外观健康人t-PA抗原浓度及PAI活性均随年龄增长而上升。 然而血浆素原活性(PA activaty代表游离t-PA抗原活性)随增龄而下降, 认为老年人t-PA活性增加可能是由于释放增加, 而非合成增加之故。 随着年龄增长, 机体纤溶活性降低, 而血液凝固性增高, 使老年人血管内形成微血栓的机会增加, 因此老年人高血栓发病率与其相关[15]。
, 百拇医药 3 临床应用
3.1 脑血管疾病
王健等报道[16], 脑梗塞患者首先是血浆中PAI活性升高, t-PA活性降低使其比例失调, 造成t-PA无能力激活纤溶酶原转变成纤溶酶来抑制血栓形成, 最终导致血栓阻塞血管, 造成脑梗塞疾病的发生。 Stegnar报道[17], t-PA活性及t-PA/PAI比值降低提示有发生缺血性中风的危险。 在缺血性脑卒中急性期t-PA活性明显增高, 而PAI活性降低, 但在恢复期发生逆转而升高, 在后遗症期尤为明显。 当循环中出现血栓时, 血管内皮细胞受刺激, t-PA分泌增多, 结合纤维蛋白, 激活纤溶酶原, 使血栓溶解。 同时血浆PAI对t-PA的中和抑制作用增强。 t-PA活性异常增高, 可能是机体对体内形成的血栓产生的一种反馈性调节。 t-PA/PAI比值在不同病期发生异常变化, 特别是在后遗症期PAI及t-PA/PAI比值异常可能是血栓形成的危险因素之一, 表明血浆中t-PA和PAI的测定, 对脑血管疾病的早期诊断、 治疗结果、 预后及临床药物筛选具有重要意义[18]。
, 百拇医药
3.2 心血管疾病
Sakata报道[19], 皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)后发生再狭窄的患者较无狭窄患者血浆游离PAI-1抗原水平显著增加, 提示在PTCA术后, 早期纤维蛋白溶解作用受损可能影响血管损伤后的修复过程, 从而导致再狭窄。 游离PAI-1水平的系列测定能帮助预测再狭窄。 有文献报道急性心肌梗塞(AMI)和不稳定型心绞痛(UA)患者血浆t-PA活性明显降低, 而PAI活性明显升高。 内源性纤溶系统功能障碍势必增加血管内血栓形成的危险性, 其内部平衡的调节主要依赖于t-PA和PAI。 t-PA越低, PAI越高, 患者的病情越严重, 表明t-PA、 PAI异常是心肌梗塞和不稳定型心绞痛患者的危险标志。 另外, t-PA、 PAI节律性波动, 即: 冬季及晨间t-PA最低, 而PAI最高, 与该时段内心肌梗塞发病率较高是一致的。 进一步证实t-PA与PAI检测对心肌梗塞及血栓前状态的诊断、 治疗、 预后和应用溶栓剂后估计出血及其预防具有重要的临床价值。
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3.3 其它疾病
乙型肝炎患者血浆中t-PA升高, 而PAI则明显下降。 伴发血管病变的糖尿病患者PAI明显升高, t-PA明显下降, 提示患者处于纤溶状态, 有血栓形成的倾向。 t-PA、 PAI异常还可导致出血性疾病, 循环中t-PA过量提示患者有出血的可能。
4 检测方法
纤溶系统检测一般以总PA活性, 总PAI活性, PAI-1、 t-PA含量与活性以及t-PA/PAI-1复合物含量测定最为常用。 t-PA和PAI活性常用纤维蛋白平板法或发色底物法, 后者反应迅速, 因而应用最广。 t-PA、 PAI含量常用放射免疫、 ELISA法测定, 应用ELISA法还可以同时检测t-PA和v-PA含量[20]。 抗原含量的测定与酶活性测定的意义有时并不一致, 但抗原含量测定对标本的要求不像酶活性检测那样麻烦, 因而更容易被临床接受。 最近有人建立了一种能同时检测活性型IAP-1和t-PA/PAI-1复合物浓度的酶免疫检测方法。
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随着当今社会人口老龄化进程的加快, 各类血栓性疾病日益成为致病、 致死及恶化人类生活质量的因素。 血栓形成是一个多因素、 多基因影响的疾病。 关于血栓形成的研究已成为当今医学界具有挑战性问题。 但是大量研究结果证实, 纤溶系统紊乱是其诱因之一。 总之, 临床上很多疾病伴有纤溶系统变化, 随着该领域研究的进一步深入, 纤溶系统的检验将会有更广泛的应用前景。
作者简介：2 黑龙江省中西医结合研究所
参考文献
1.周本财, 黄雅乐, 梁从俊, 等. 冠心病患者血浆组织型纤溶酶原激活剂及其抑制活性和脂蛋白(α)含量的相关性研究. 临床心血管病杂志, 1997, 13(4):216～217.
2.Schneiderman J, Sawdey MS, Keeton MR, et al. Increased type 1 plasminogen activator inhibitor gene expression in atherosclerotic human arteries. Proc Natl Acad Sci USA, 1992, 89(15):6 998～7002.
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3.王辉元, 王国苏, 胡宏, 等. 纤维蛋白溶解系统检测方法的研究进展. 国外医学临床生物化学与检验分册, 1997, 18(6):252～254.
4.Vicari AM, Monzani ML, Pellegatta F, et al. Platelet calcium homeostasis is abnormal in patients with severe arteriosclerosis. Arterioscler Thromb, 1994, 14(9):1 420～1 424.
5.王淑娟, 张莉, 陈炜明, 等. 溶栓疗法及其实验室监测. 中华医学检验杂志, 1997, 20(4):245～248.
6.孙福成, 何青, 唐裕春, 等. 尿激酶与组织型纤溶酶原激活剂静脉溶栓治疗急性心肌梗塞的对比研究. 临床心血管病杂志, 1997, 13(3):139～141.
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7.王振义, 李家增, 阮长耿, 等. 纤维蛋白溶解系统. 见: 上海第二医科大学编辑委员会编. 血栓与止血基础理论与临床. 第2版. 上海: 上海科学技术出版社, 1996. 103～116.
8.Alessi MC,Juhan Vague I,Declerck PJ,et al.Molecular forms of plasminogen activator inhibitor-1 and tissue-type plasminogen activator in human plasma.Thromb Res,1991,62(4):275～285.
9.Tait RC, Walker ID, Reitsma PH, et al. Prevalence of protein c deficiency in the healthy population. Thromb Haemost, 1995, 73(1):87～93.
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10.Eriksson P, Kallin B, VanT Hooft FM, et al. Allele-specific increase in basal transcription of the plasminogen-activator inhibitor 1 gene is associated with myocardial infarction. Proc Natl Acad Sci USA, 1995, 92(6):1 851～1 855.
11.Juhan-Vague I, Alessi MC. Plasminogen activator inhibitor 1 and atherothrombosis. Thromb Haemost, 1993, 70(1):138～143.
12.丛玉隆, 王淑娟, 朱士俊, 等. 纤溶系统的组成及特点. 见: 今日临床检验学编辑委员会编. 今日临床检验学. 北京: 中国科学技术出版社, 1997. 147～149.
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13.Stegnar M,Pentek M.Fibrinolytic response to venous occlusion in healthy subjects:relationship to age,gender,body weight,blood lipids and insulin.Thromb Res,1993,69(1):81～92.
14.Takada Y, Takada A. Plasma levels of t-PA free PAI-1 and a complex of t-PA with PAI-1 in human males and females at various ages. Thromb Res, 1989, 55(5):601～609.
15.Hashimoto Y, Kobayashi A, Yamazaki N, et al. Relationship of plasma levels of t-PA free PAI-1 and t-PA-PAI-1 complex with age. Thromb Haemost, 1989, 62:1 252.
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16.王健, 裴维君, 居岭, 等. 脑梗塞患者血浆t-PA和PAI活性变化的临床探讨. 江苏医药, 1994, 20(1):625.
17.Stegnar M, Mavri A. Reproducibility of fibrinolytic response to venous occlusion in healthy subjects. Thromb Haemost, 1995, 73(3):453～457.
18.Gleerup G, Winther K. The effect of ageing on platelet function and fibrinolytic activity. Angiology, 1995, 46(8):715～718.
19.Sakata K, Miura F, Sugino H, et al. Impaired fibrinolysis early agter percutaneous transluminal coronary angioplasty is associated with restenosis. Am Heart J, 1996, 131(1):1～6.
20.Kuo BS, Bjornsson TD. Simultaneous determination of free tissue-type and free urokinase-type plasminogen activators in biological fluids by a solid-phase immunoassay. Anal Biochem, 1993, 209(1):70～78.
收稿日期：本文1998-05-27收到, 1998-07-30修回,1998-11-04修回, 1999-01-17接受, 百拇医药(刘 佳1 姚维业1)