70024-90-7 / 人血清白蛋白、全身炎癥反應與肝硬化

人血清白蛋白（ALB）是治療失代償期肝硬化（DLC）最常用的藥物之一，主要適應證是控制腹水和預防腹腔穿刺放腹水引起的循環功能障礙（PICD），預防細菌感染相關的1型肝腎綜合征（HRS），以及治療1型HRS[1]。包含1348例DLC患者的歐洲CANONIC前瞻性研究顯示，60%的患者在住院期間接受了ALB治療，生存率改善[2]。近十余年來研究顯示，ALB對DLC的療效不僅與ALB擴張血漿容量相關，也與ALB能結合和轉運各種生理物質與毒性物質、抗氧化應激、改善微循環、從而調節全身和器官的炎癥反應有關[1]，而這些功能有賴ALB特定的理化性質。

一、ALB的化學和生理學

（一）ALB的分子結構和化學特點
ALB呈心形三維結構（圖1）[3]。分子量適中，為6.8×104 g/mol。由585個氨基酸（aa）構成，分為大小和結構相似的結構域I（1-197aa）、II（198-381aa）和III（381-585aa）。每個結構域包括A和B兩個子域。ALB分子共有17個雙硫鍵，充分保證了各結構域的穩定性。域I和III是突起部分，可自由折疊；域II是核心部分，不能自由折疊。這種結構偶聯為ALB的變構調節提供了架構，配體結合或某一結構域的化學修飾信號可藉此傳至其他結構域。

ALB富含帶電殘基，因而具有高度的可溶性（50 mg/ml）。其雙硫鍵中有34個半胱氨酸（Cys）殘基，還有一個相對暴露于溶媒的游離Cys-34殘基，與ALB清除反應氧基團（ROS）等解毒活性相關。ALB分子中存在許多配體結合位點，包括Sudlow’s位點I（華法林位點）、Sudlow’s位點II（吲哚位點）及長鏈脂肪酸（LCFA）結合位點（FA1～FA7）等。ALB在分子水平最顯著的特點是能與廣泛的配體結合，增加其可溶性以便運輸。ALB的諸多生理功能與其穩定性、柔韌性、變構性、水溶性、抗氧化性以及與配體結合的可逆性相關。

ALB在糖尿病患者可發生Lys側鏈（特別是Lys-525）非酶性糖基化修飾，在急性或慢性肝衰竭等疾病時可發生氧化修飾（主要是游離的Cys-34殘基）。這兩種不可逆性修飾可損害ALB與配體的結合能力和抗氧化功能等。

（二）ALB的合成和代謝

肝細胞是合成ALB的唯一場所，2～3分鐘內合成，25分鐘內迅速分泌出去而不在肝細胞內潴留。每個肝細胞每分鐘約可合成15×106個ALB分子，相當于全肝每天新合成13～14g ALB（占總ALB池的3.5%），而等量的ALB則被分解。每個ALB分子平均每23h離開血液循環一次，整個生命周期中進出血液循環約28次，繞血液循環約15,000次。體內ALB的半壽期約為19天。

血漿ALB濃度為35～45 g/L，是血漿中含量最豐富的蛋白質。70kg體重的健康人，其細胞外ALB池約含3.2×1021個ALB分子，合計360g，相當于肝臟所含蛋白質的總量。80%的細胞外ALB位于肌肉和皮膚內。細胞外ALB的66%位于細胞間隙，33%位于血管內。血管內的ALB通過血管內皮向血管外池轉運的速率約為4%～5%/h，而相同比例的ALB則通過淋巴回流從細胞外隙回到血管內。

人體總ALB池受ALB基因表達和ALB分解代謝的影響。膠體滲透壓的改變是調節ALB合成的基礎，血漿ALB濃度是調節ALB合成最重要的生理因素，低ALB血癥可刺激ALB合成。ALB的分解代謝隨總ALB池的下降而減弱。許多組織表達gp18和gp30受體，對氧化型ALB具有高親和力；氧化型ALB被內化后將迅速降解。FcRn受體則能保護ALB在溶酶體免遭降解，從而延長ALB的半壽期。

多種病理因素可影響ALB的合成和分解，DLC和慢加急性肝衰竭（ACLF）患者的ALB代謝遠較健康人復雜。例如，全身炎癥可顯著抑制ALB的合成，葡萄糖、ROS和反應氮（RNS）等配體可引起ALB分子結構發生改變和易被迅速降解。故此，肝硬化及ALCF患者需要高劑量ALB進行替代治療[1]。體重70kg的肝硬化伴自發性細菌性腹膜炎（SBP）患者，在診斷SBP時給予ALB 1.5 g/kg體重，在第3天再予ALB 1.0 g/kg體重，所補充ALB總量相當于通常細胞外總ALB池的48.6%。

（三）ALB的生理功能

ALB的生理功能主要有[1]：（1）大小適宜的分子量和負電荷可產生較高的膠體滲透壓；（2）高度的水溶性和眾多的結合位點使其成為運載各種內源性和外源性非水溶性物質的理想工具，包括激素、脂肪酸、未結合膽紅素、膽汁酸、血色素、花生酸類、維生素D、葉酸以及藥物等，并影響這些物質的代謝和效應發揮；（3）調節全身和器官的炎癥反應，緩解氧化壓力。

ALB對炎癥的影響首先與其能結合和轉運致炎物質及炎癥介質有關。致炎物質包括各種外源性的病原體相關分子模式分子（PAMPs）和內源性的損傷相關分子模式分子（DAMPs），可通過特異性受體刺激嗜中性粒細胞、巨噬細胞及血管內皮細胞等固有免疫細胞，誘生各種炎癥介質，包括細胞因子、花生四烯酸類、前列腺素類、血栓素類、白三烯類以及各種ROS及RNS物質。ROS和RNS可抑制或殺滅病原菌，但也可傷及線粒體并導致細胞功能障礙甚至器官衰竭。ALB可促進典型的PAMPs分子LPS與脂質A的解聚，將LPS單體遞送至CD14和/或MD-2，從而將LPS傳遞給toll樣受體4（TLR4），促進炎癥應答[4]。依據病理生理狀態的不同，ALB能刺激或緩解免疫細胞活化[1,4]。

硝化應激可使還原型ALB可轉換為亞硝基ALB。NO可藉此可逆性過程運至其他分子。ALB在某些患者能催化花生四烯酸類物質的合成或降解，在另一些患者則能延遲PGI2、血栓素和白三烯等的水解。因此，ALB能結合、攜帶和提供NO及花生四烯酸類物質，舒張血管和抑制血小板聚集；在這些物質產生過多時，可減少其毒性效應而對組織器官起到保護作用。這些都是ALB調節內皮細胞功能和炎癥反應的機制。

ALB的抗氧化機制有4個方面[1]。第一，最重要的是通過Cys-34巰基捕捉ROS和RNS自由基。ALB是細胞外拮抗氧化應激的主要防御成分，提供了約80%的細胞外巰基。Cys-34巰基處于還原狀態的ALB分子稱為還原型ALB或人巰基ALB（HMA），反之則稱為氧化型ALB或非巰基ALB（NMA）。ALB的不可逆性氧化導致其功能喪失和迅速降解。因此，Cys-34是評估體循環氧化應激狀態的良好指標。ALB還含有6個也可被氧化的甲硫氨酸殘基。第二，ALB能調節細胞內的抗氧化系統，這是因為氧化型ALB在細胞內被分解后可提供豐富的含硫氨基酸，以利線粒體內主要抗氧化物質GSH的合成。第三，ALB能結合并滅活催化ROS形成的銅和鐵等游離金屬離子。第四，結合于ALB的膽紅素分子能抑制脂質過氧化，具有直接抗氧化效應。

二、ALB對DLC和ACLF全身炎癥反應的作用

（一）全身炎癥反應與DLC及ACLF的進展相關

DLC的三大特點是多器官功能障礙、全身炎癥反應，以及全身氧化應激增強[1]。這三者在DLC呈中等度（圖2），而在ACLF則較重（圖3）。腸道菌落改變、腸粘膜屏障損傷、上皮通透性增加以及腸道免疫功能下降可致腸道細菌產物或活菌易位，是DLC全身炎癥反應產生的重要機制。各種原因的急性肝損傷也可引起全身炎癥反應。

肝硬化時細菌易位、局部炎癥和心血管功能失調之間存在密切關聯（圖2、圖3）。細菌易位可活化腸道免疫系統，導致局部釋放NO和其他血管舒張物質，引起肝硬化時特征性高動力循環，進而引起有效血容量不足，活化腎素-血管緊張素系統（RAS）、交感神經系統（SNS）和抗利尿激素（ADH），產生腹水。而SNS的活化又可改變腸道微生物群，損傷腸道免疫，形成惡性循環，促進心血管功能失調進展。DLC時還可出現進行性左心室功能損傷和心輸出量下降，促進循環功能異常。

ACLF的特點是在肝硬化基礎上發生急性器官衰竭，而器官衰竭的數量和程度與全身炎癥反應的嚴重性直接相關。細菌感染和急性酒精中毒等可引起全身炎癥反應，加重肝損傷。ACLF發病機制復雜，包括心血管功能急性受損導致器官灌注嚴重不足，全身炎癥反應導致器官微循環血流異常分布，以及與線粒體氧化應激相關的細胞功能障礙。

（二）ALB可緩解DLC和ACLF的全身炎癥反應

ALB對肝硬化患者的治療價值不僅與其擴張血漿容量有關，也與其調節固有免疫、氧化應激和全身及器官的炎癥反應，并改善心臟和周圍循環狀態（包括左心室功能、心輸出量及周圍血管阻力）相關。

三、ALB治療DLC的現代適應證

ALB于1941年12月首先被用來救治珍珠港事件后7名出現休克的嚴重燒傷的美國水兵。后來發現補充ALB可改善大多數肝硬化患者的低ALB血癥、尿量及周圍性水腫。但由于利尿劑（呋塞米和安體舒通）及LeVeen氏腹膜-腔脈分流器的應用，ALB長期并未列為肝硬化腹水患者的重要治療手段[1]。直到1980年代末期以后，其對DLC的治療價值才逐漸得到重視。

來源于：《肝臟》第20卷 第2期 2015年2月28日版

1.Arroyo V,García-Martinez R,Salvatella X.Human serum albumin, systemic inflammation, and cirrhosis. J Hepatol,2014, 61(2):396-407.

2.Moreau R, Jalan R, GinèsP, et al. Acute-onchronic liver failure is a distinct syndrome that develops inpatients with acute decompensation of cirrhosis. Gastroenterology, 2013, 144(7):1426-1437.

3.Bhattacharya AA, GrüneT, Curry S. Crystallographic analysis reveals common modes of binding of mediumand long-chain fatty acids to HSA. J Mol Biol, 2000, 303(5):721-732.

4.Esparza GA, TeghanemtA, Zhang D, et al. Endotoxin{middle dot}albumin complexes transfer endotoxinmonomers to MD-2 resulting in activation of TLR4. Innate Immun, 2012, 18(3):478-491.