人體內(nèi)許多血清蛋白分子具有抗內(nèi)毒素的功能。這些成分包括脂蛋白(LDL,HDL)、血清淀粉樣Р物質(zhì)(ASP)、急性時(shí)相蛋白如LPS結(jié)合蛋白(LBP)及粒細(xì)胞蛋白如倔強(qiáng)素(indolicidins)、防御素、相對(duì)分子質(zhì)量為18000的陰離子抗菌蛋白(CAP18)、嗜天青藍(lán)素(azurocidin,CAP37>及殺菌滲透性增強(qiáng)蛋白(BPI,CAP57)。
各種脂蛋白包括乳糜微粒、VLDL、LDL及HDL,可結(jié)合及滅活LPS。對(duì)健康志愿者給予HDL可有效地阻止LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng),這可能是由于HDL-LPS復(fù)合物形成后可被肝臟清除所致,可溶性CD14可將LPS運(yùn)送至HDL,也可促使LPS的清除,但也可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞因子的產(chǎn)生。SAP及其13個(gè)氨基酸多肽(SA27~39)可以中和LPS;粒細(xì)胞蛋白(CAP18)可與LPS結(jié)合,并抑制LPS的活性。近來(lái)有研究者報(bào)道﹐由CAP18的C端LPS結(jié)合區(qū)域合成的27個(gè)氨基酸多肽(CAP18109~135)能保護(hù)小鼠免受內(nèi)毒素的致死作用。但最有希望的血清因子是BPI,因?yàn)樽罱呐R床試驗(yàn)結(jié)果表明它對(duì)內(nèi)毒素休克的治療具有良好的效果。
BPI是人體蛋白的一種,主要存在于中性粒細(xì)胞的顆粒內(nèi),由450個(gè)氨基酸組成,具有較強(qiáng)的殺菌能力,也能與內(nèi)毒素脂質(zhì)A成分相結(jié)合。在結(jié)構(gòu)上,BPI類似于LPS結(jié)合蛋白,它們約有45%的序列相同。這兩種蛋白質(zhì)對(duì)LPS均有較高的親和力,但在功能上有所不同;BPI抑制效應(yīng)細(xì)胞上的CD14被激活(單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及中性粒細(xì)胞),從而阻止LPS的作用;而LBP則促進(jìn)這些效應(yīng)細(xì)胞的活性,增加LPS的生物效應(yīng)。BPI和LBP在體液中是一對(duì)分子拮抗劑,相互競(jìng)爭(zhēng)與LPS的結(jié)合。內(nèi)毒素的生物作用依賴于這兩個(gè)內(nèi)毒素結(jié)合蛋白的組織相對(duì)濃度。血循環(huán)中以LBP占優(yōu)勢(shì),因?yàn)檫@是一個(gè)肝細(xì)胞合成的急性時(shí)相蛋白;在溶液中以BPI占優(yōu)勢(shì),因?yàn)橹行粤<?xì)胞脫顆粒并釋出BPI進(jìn)入炎癥部位。
近來(lái)已明確,BPI是一個(gè)三面體結(jié)構(gòu),形成“V"字形分子,氨基末端與羧基末端平面對(duì)稱,多個(gè)氨基酸形成一個(gè)親水口袋,且能與內(nèi)毒素的脂質(zhì)A相結(jié)合。BPI對(duì)內(nèi)毒素具有高度的親和性,能有效地清除循環(huán)中的內(nèi)毒素。
重組全蛋白(holoprotein)及相對(duì)分子質(zhì)量為23000的BPI氨基末端部分在治療內(nèi)毒素血癥及G桿菌敗血癥中已被證明有效。這種蛋白也具有殺菌特性,能增加各種G-桿.菌外膜的通透性,使許多腸道細(xì)菌死亡,因此這些蛋白有殺菌及抗內(nèi)毒素作用。
人類重組BPI的N-末端區(qū)域多肽作為一種抗內(nèi)毒素制劑已在腦膜炎球菌敗血癥、失血性休克及部分肝切除術(shù)患者中進(jìn)行了廣泛的臨床試驗(yàn)。結(jié)果顯示,該制劑能明顯減少腦膜炎球菌敗血癥兒童的病死率。但關(guān)鍵問(wèn)題是,這種多肽的半衰期短(2~4min),臨床應(yīng)用時(shí)需大劑量持續(xù)輸注才能維持一定的血濃度,起到抗內(nèi)毒素作用.如果BPI在今后的臨床研究中被證實(shí)有效,則更多更符合藥動(dòng)學(xué)的BPI衍生物將會(huì)產(chǎn)生。
許多脂蛋白對(duì)內(nèi)毒素有清除作用,但其中HDL對(duì)內(nèi)毒素作用最大。HDL對(duì)細(xì)菌內(nèi)毒素具有較高的親和性,一旦LPS進(jìn)入HDI顆粒就形成非常穩(wěn)定的HDL-LPS復(fù)合物,后者可被肝清除機(jī)制有效地清除。事實(shí)上,HDL的功能類似于內(nèi)源性LPS清除系統(tǒng),可阻止內(nèi)毒素血癥對(duì)人體的有害作用。LPS與HDL之間的結(jié)合主要是靠LPS結(jié)合蛋白或可溶性CD14的轉(zhuǎn)運(yùn)作用而實(shí)現(xiàn)的。
如果HDL的量不足,血中LPS的作用可因HDL的結(jié)合作用而減弱。能表達(dá)大量人體脂蛋白A(HDL主要蛋白成分)的轉(zhuǎn)基因小鼠能免受內(nèi)毒素的致死作用。相反﹐脂蛋白A基因敲除小鼠對(duì)內(nèi)毒素高度敏感。臨床上,危重患者的HDL濃度往往降低,抗內(nèi)毒素能力下降,這可能也是造成危重患者易致內(nèi)毒素血癥或敗血癥的原因之一。如果此時(shí)輸入外源性HDL則可提供LPS清除物質(zhì),對(duì)GT桿菌感染者有益。在Ⅰ期臨床試驗(yàn)中,在受試者接受內(nèi)毒素刺激后給予重組HDL,結(jié)果顯示重組HDL能有效地阻止促炎細(xì)胞因子的合成,限制內(nèi)毒素對(duì)血細(xì)胞的毒性作用。目前正在設(shè)計(jì)HDL對(duì)腹膜炎患者的Ⅱ期臨床試驗(yàn)計(jì)劃。