刘雪晴

(河北北方学院，河北 张家口 075000)

甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶与相关疾病最新研究进展

刘雪晴

(河北北方学院，河北 张家口 075000)

甘露糖结合凝集素；甘露糖结合凝集素相关丝氨酸蛋白酶；补体系统；基因多态性

恶性肿瘤与自身免疫性疾病的发病率逐年增高，国内外学者的目光逐渐聚焦在天然免疫这一方面。补体系统则是天然免疫中的关键环节，其在疾病发生、发展过程中所起作用也越来越受到重视。补体是存在于人或动物血清中一组不耐热的且具有酶活性的蛋白质，并非单一分子，是由30多种蛋白成分组成的限制性蛋白酶解系统，又称为补体系统。广泛参与机体的多种免疫效应机制。补体需要被激活才能发挥其相应的生物学作用。激活过程根据起始顺序的不同分为经典途径、甘露糖结合凝集素(MBL)途径和替代途径。经典途径是由抗原抗体复合物启动C1的活化开始，与特异性免疫相关，而MBL途径和替代途径则不依赖于抗原抗体复合物的形成，可直接被病原微生物表面激活，因而在感染的早期就能发挥免疫防御效应。MBL与病原微生物表面的甘露糖残基相结合，构象随之发生改变，进而激活补体系统，在固有免疫中扮演重要角色〔1〕。

1 MBL与MBL相关丝氨酸蛋白酶(MASPs)

MBL是一种结构类似于C1q的钙依赖性糖结合蛋白，是无特异性免疫应答的重要因子，可与甘露糖残基结合〔2〕。正常人血清中MBL的水平极低，但是在病原微生物感染的早期，体内吞噬细胞活化产生大量的细胞因子从而引起一系列炎症反应，同时刺激人体肝细胞合成并分泌急性期蛋白，使MBL的水平明显上升。MBL首先与病原微生物表面的甘露糖残基相结合，再与MASP-1、MASP-2结合形成MBL复合物并同时活化MASP。MASP的生物学活性与C1r和C1s相类似，可水解C4和C2，进一步形成C3转化酶〔3〕。MASPs属于丝氨酸蛋白酶(SP)超家族。MASPs家族包括3个蛋白酶和1个截短蛋白，3个蛋白酶分别为MASP-1、MASP-2和MASP-3，另一个截短蛋白为MAP19〔4〕。MASP-1和MASP-3同源，是MASP-1/3基因编码的产物，MASP-2和MAP19同源，是由MASP-2基因编码产生〔5〕。这些蛋白同属丝氨酸蛋白酶家族，具有一组相同的功能区结构〔6〕。MASPs不会单独发生作用，只与MBL相结合，并形成大分子复合物之后才能发挥作用〔7〕。

2 MASP-2的结构及其作用方式

MASP-2由MASP基因编码，是一种单链多肽分子，以酶原形式存在于血清中，浓度约为300～600 ng/ml，相对分子量约为75 kD，等电点约为5.6，共有12对二硫键，6个结构域，从N端到C端分别是：C1s/C1r/Vegf/骨架形态形成蛋白(CUB)1区、表皮生长因子(EGF)区、CUB2区、补体调控蛋白(CCP)1区、CCP2区和丝氨酸蛋白酶(SP)区〔8〕。MASP-2作为MBL的相关丝氨酸蛋白酶在补体系统凝集素途径中的关键蛋白质在整个激活过程中发挥着重要的作用〔9〕。人体血清中的MASP-2两两聚集合成一个二聚体结构，在补体激活的凝集素途径中与MBL相结合形成一个复合物，借助于C端糖识别域(CRD)识别并结合病原微生物表面的甘露糖残基，构象随之发生变化。MASP-2的活化是通过裂解丝氨酸蛋白酶域N端的精氨酸-异亮氨酸间的肽键发生自激活作用，从而引起MASP-2的活化。活化后的MASP-2自身在第444个氨基酸残基后水解为大、小两个不同的片段，其中具备丝氨酸蛋白酶结构域的片段发挥蛋白酶活性，一方面活化与其结合的酶原形式的MASP-2，另一方面结合底物C4，并将其水解为C4a和C4b两个片段，并在结合C4b的条件下同时结合C2，将其水解为C2a和C2b两个片段，最终形成C4b2a即C3转化酶。进而激活补体下游成分〔10〕。另外，MASP基因还可以通过可变剪接编码MAP19〔11〕，MAP19功能目前尚不清楚。另外还存在一种情况，就是在无MBL的情况下，MASP-2能够在高浓度的条件里发生自体激活，自身活化为两个片段的结合体，因此对其纯化则较为困难〔12〕。另有研究结果表明，MASP-1和MASP-2都能活化凝血酶原，产生凝血酶，随后凝血酶裂解凝血因子Ⅻ和纤维蛋白原〔13〕，但其确切的作用机制尚不清楚，且MASP-3是否具有同样的作用尚不清楚，故对其功能研究依旧是热点。

3 MASP-2基因多态性与相关疾病

MASP-2的基因多态性直接影响到MBL-MASP2碳水化合物识别复合物的形成，使凝集素补体途径激活受阻，进一步引起机体免疫系统功能障碍〔14〕。在国外，针对MASP-2与疾病相关性的研究已有一定的基础。但在国内还处于探索与起步阶段。早在2008年，王艳等〔15〕运用一种高通量单核苷酸多态性(SNP)检测方法对MASP-2基因的多态性进行了测定，并对其中一个位点rs2273346用聚合酶链反应(PCR)产物直接测序的方法进行分型，两种方法的测定结果一致。但未做 MASP-2基因的多态性与相关疾病的讨论。一些报道显示MASP-2的基因多态性及血清中蛋白含量的变化与某些肿瘤、感染性疾病和自身免疫性疾病的发生有关，而且存在地区差异性。文献〔16〕报道，MASP-2血清中蛋白含量高低的变化受到基因突变的影响，从而可以引发多种疾病。有文章报道MASP-2基因第3外显子发生碱基突变，导致CUB1结构域的第105位密码子(D105G)天冬氨酸突变为甘氨酸，结果导致MASP-2与MBL和ficolin分子的结合力消失，同时在血清中蛋白的表达明显降低〔17〕。但此突变位点存在种族差异性，对于特定人群(如丹麦地区)进行调查发现D105G的突变率较高，而在其他地区突变率相对较少，目前在国内还没有对此突变位点的文献报道。

3.1MASP-2与感染性疾病 MASP-2缺乏可能会导致机体免疫力低下，其功能缺陷的患者多表现为反复感染和出现自身免疫性疾病。MASP-2缺乏导致白血病患儿在恶性肿瘤的治疗过程中，感染的危害性增大，并使中性粒细胞下降且同时伴有发热〔18〕。有文献报道单纯的MASP-2缺陷不会引起严重的疾病，但如果伴有免疫抑制或其他疾病时(如囊胞性纤维症或器官移植手术后)，MASP-2缺陷可引起较严重的不良后果，肺部囊性纤维化水平进程加剧〔19〕。Sagedal等〔20〕研究证实肾器官移植者且同时伴有低水平的MASP-2时，感染巨细胞病毒的风险性显著高于对照组。蒋静等〔21〕报道称乙肝患者血清中MASP水平呈现偏低的现象，这种现象与患者病毒感染、重度肝脏损伤和复制水平加剧均有关系。丙型肝炎患者血浆MASP-2表达偏高也与其基因多态性相关联〔22〕。还有学者对MASP2基因的多态性和T淋巴细胞病毒(HTLV)-1感染之间的关联做出研究，并提供了MBL2基因和HTLV-1感染之间的关联的进一步的证据。这些研究结果都表明了MASP2通过凝集素途径在补体系统的活化中起重要作用〔23〕。

3.2MASP-2与自身免疫性疾病 有报道称MASP-2基因的单核苷酸发生突变，导致银屑病患者补体系统激活受阻，非特异性免疫系统功能发生障碍〔24〕。在遗传性血管性水肿患者中，MASP-2水平明显偏低。地方性落叶性天疱疮(EPF)主要在巴西和南美的一些国家出现，通过对这一地区的调查研究，EPF的易感性与MASP-2缺乏有一定关联〔25〕。Goeldner等〔26〕做了MASP2基因多态性与类风湿关节炎(RA)患者的相关报道，研究显示高水平的MASP-2与RA患者较低的易感性相关联。MASP-2水平的缺陷可能引起RA患者疾病的发展。同年，有文章分析了MASP2基因多态性和血清MASP-2水平与风湿热(RF)和风湿性心脏疾病(RHD)之间的关联，MASP2基因多态性在RF的发展和RHD的建立中起重要作用〔27〕。

3.3MASP-2与肿瘤 除感染性疾病和自身免疫性疾病以外，越来越多的研究还证实MASP-2水平的高低与恶性肿瘤的发生、发展具有某种特殊的相关性。国内有文献报道，甲状腺肿瘤患者与健康对照者相比MASP-2水平显著增高，但是该报道只是简单地对肿瘤患者MASP-2水平进行了检测，没有进一步分析MASP-2水平含量与疾病发生及发展的关系，也未对其升高具体机制进行阐明〔28〕。结肠直肠癌患者与健康志愿者血清相比较MASP-2水平明显增高，这可能和慢性感染有关〔29〕，但是有不同观点的报道反对上述结论〔30〕。MASP-2基因型和术后存活时间及术后感染并发症没有明显相关性，是一个独立的指标，因此无法解释结肠直肠癌患者MASP-2水平增高的原因〔31〕。在对儿科恶性肿瘤的长期跟踪随访数据表明高水平的MASP-2血清含量与罹患恶性肿瘤后较长的生存率有一定关系，这点在淋巴瘤患者身上尤为明显〔32〕。国外报道中首次应用免疫组化的方法检测MASP-2在食管鳞状细胞癌患者不同阶段的表达，研究表明在癌症晚期和癌症转移过程中表达明显升高，这可能与疾病的进展和肿瘤侵袭性密切相关〔33〕。丙型肝炎病毒(HCV)感染肝细胞癌与MASP-2基因的多态性密切相关，其D371Y位点的氨基酸突变导致其发病率的概率升高，MASP-2血清水平则发生降低现象〔34〕。

3.4MASP-2与其他疾病 研究报道称MASP-2在心肌缺血再灌注损伤中发挥重要作用〔35〕。还有研究使用酶联免疫吸附(ELISA)法成功地检测到MBL和MASP-2蛋白的脑脊液样品具有高灵敏度和重现性〔36〕。另有研究发现研究对象血清中MASP-2水平降低可增加麻风病的易感性，尤其是麻风结节的麻风病。MASP-2基因型和血清中MASP-2的水平的高低可能和麻风病的进展及预后有一定的关系〔37〕。

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〔2016-04-23修回〕

(编辑 苑云杰/王一涵)

河北省高等学校科学技术研究项目(No.ZC2016015)

刘雪晴(1981-)，女，硕士，实验师，主要从事病原生物学研究。

R392.1

A

1005-9202(2017)16-4159-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2017.16.111