时间:2023-07-21 13:48:39
纤维蛋白原;蛋白质合成;炎症
纤维蛋白原(FIB)增高,主要见于急性感染、糖尿病、急性心梗、大面积烧伤、风湿病、多发性骨髓瘤、恶性肿瘤、肾病综合征、大手术后、部分老年人、血栓前状态、休克、妊娠高血压综合征等。
但你知道为何以上局部或全身性炎症会引发纤维蛋白原增高吗?为什么新冠感染病人普遍都存在纤维蛋白原增高呢?
随手整理了几例高纤维蛋白原案例(如图1),以此展开今天的分享。
图1 急慢性纤原增高的病例汇总
许多人对纤维蛋白原的认识存在误区,认为纤维蛋白原只有通过形成纤维蛋白参与止血的功能。需要纠正的是止血只是它的主要生理功能,但绝不仅限于此。纤维蛋白原还参与基质生理学(通过与纤溶酶原、FXIII、玻连蛋白和纤连蛋白相互作用)、调节炎症、感染、伤口愈合、细胞间相互作用等环节。
下面我们将从以下三个关键点认识纤维蛋白原:
l纤维蛋白原是如何合成与调控的?
l炎症反应中纤维蛋白原为何升高?
l急性和慢性炎症中纤维蛋白原水平以及与血栓风险的关系
一、纤维蛋白原的合成与调控
肝脏是血浆纤维蛋白原的主要加工厂,纤维蛋白原在肝脏中的合成受到转录和转录后调节。
1.蛋白质合成第一步-转录
我们都知道,以DNA为模板转录出mRNA是蛋白质生物合成的第一步。纤维蛋白原生物合成始于三个基因FGA、FGB和FGG的表达,分别编码纤维蛋白原Aα、Bβ和γ链。
① 正常情况下纤维蛋白原处于一种稳定的合成状态,即基础表达。
每个基因(FGA、FGB和FGG)受近端启动子和局部增强子元件的调节,它们与转录因子,染色质环状结构等一起作用,共同调节三个基因簇的表达。
图2 DNA转录为mRNA的调控(基础表达)
② 除了基础表达,纤维蛋白原基因还受炎症驱动的急性期反应上调的调节。
上调主要由IL-6和其他促炎介质介导,这些介质触发肝细胞中的细胞内信号通路并通过各种转录因子调节基因表达。因此,纤维蛋白属于急性时相蛋白,其通过响应生理创伤(如感染、炎症)以迅速增加血浆中水平,从而应对出血或者凝血事件,支持伤口愈合。
图3 DNA转录为mRNA的调控(炎症诱导性上调)
2.蛋白质合成第二步-组装
mRNA的转录可产生三个同源多肽链:Aα、Bβ和γ。多肽链被运送至内质网进行组装形成六聚体。
图4 内质网中肽链组装
3.蛋白质合成第三步-修饰成熟
六聚体被转运到高尔基体复合体,翻译后修饰成熟。
图5 高尔基体中修饰成熟
4.蛋白质合成第四步-分泌入血
成熟的纤维蛋白原分子,由肝脏分泌入血。
图6 分泌入血
二、炎症性疾病中的纤维蛋白原水平升高为哪般?
组织损伤、病原体侵袭和其他炎症均可诱发病变患者的急性期反应,从而引起血浆纤维蛋白原高水平表达,严重炎症情况下可增加至10g/L。免疫系统和止血系统紧密交织,通过纤维蛋白网络物理“捕获”并隔离病原体(如图7、图8)。
图7 纤维蛋白网捕获隔离病原体
此外,纤维蛋白原的急性期反应和高浓度“保护性”可溶性血浆纤维蛋白原,可减少中性粒细胞粘附发挥抗炎作用,可以保护宿主免受炎症反应引起的损害。
而结合在中性粒细胞和单核细胞/巨噬细胞上的纤维蛋白原以及形成的纤维蛋白则与之相反,通过促进中性粒细胞和单核细胞/巨噬细胞粘附、迁移、吞噬作用而发挥促炎作用。
图8 纤维蛋白(原)与宿主防御
三、急性和慢性炎症中纤维蛋白原水平以及血栓风险的特点
血液蛋白纤维蛋白原作为整合素和非整合素受体的配体,为凝血、炎症和免疫发挥作用。对动物模型和人类疾病的研究表明,血管破裂时沉积在组织中的血管外纤维蛋白原不仅仅是一种标志物,而是具有炎症成分的疾病的介质。
急性和慢性炎症中血浆纤维蛋白原总量增加,γ纤维蛋白原的比例增加,但程度不同。虽然基础病变显著不同,但急性和慢性炎症性疾病都会增加血栓形成风险,纤维蛋白原水平升高,免疫系统活跃。
慢性炎症:hsCRP、纤维蛋白原和其他炎症标志物轻度升高。患有以慢性低度炎症为特征的患者(如糖尿病和代谢综合征),其纤维蛋白原水平较高。
急性炎症:在短时间内,炎症标志物显著升高。纤维蛋白原作为急性期蛋白大量增加。例如,脓毒症通常表现为全身性微血栓形成和静脉血栓栓塞风险增加,终末期肾病中的尿毒症毒素积累导致炎症和凝血障碍,急性期蛋白如纤维蛋白原和hsCRP升高。
这些细胞蛋白原已将纤维蛋白原的作用从凝血因子扩展到炎症和免疫的调节剂。纤维蛋白原具有选择性药物靶向的潜力,该靶向将靶向其促炎特性,而不会影响其在止血中的有益作用,因为它与不同的受体相互作用以介导血液凝固和炎症。
在组织微环境中靶向纤维蛋白原和纤维蛋白受体的策略可以揭示选择性和疾病特异性药物,用于与纤维蛋白沉积相关的各种人类疾病的治疗干预。
总结
纤维蛋白原基因受肝脏的组成性(基础)表达和响应炎症事件的诱导性上调。同时,纤维蛋白原作为急性时相蛋白,损伤和炎症等应激状态下其血浆中水平迅速增加。故平时审核纤维蛋白原增高的凝血结果时,排除系统问题后,还要考虑感染、烧伤、血栓前状态、生理性增高等因素。