《国外医学》1999年第22卷第5期

第二军医大学长征医院免疫中心（200003）

赵虎 周庭银孔宪涛审校

摘要脂多糖（ lPS）结合蛋白（ lBP）是存在于正常人和动物血清中的一种糖蛋白，分子量为60kDa，其蛋白质部分为456个氨基酸残基组成的多肽链，由肝细胞合成。 lBP与 lPS中的脂质 a具有高度亲和性，可作为 lPS载体，催化 lPS与 cD14结合； lBP还可作为调理素，促进单核细胞等吞噬调理后的 lPS和革兰阴性菌。杀菌/通透性增加蛋白（ bPI）是 lBP的生物拮抗剂，存在于人中性和啫酸性粒细胞的细胞颗粒中，是一个50kDa的糖蛋白，其分子结构和氨基酸序列与 lBP相似（也是由456个氨基酸残基组成），能够竞争性地与 lPS结合，具有中和 lPS和抗菌作用。

关键词脂多糖结合蛋白 杀菌/通透性增加蛋白脂多糖 结构与功能

脂多糖（ lPS）结合蛋白（ lBP）和杀菌/通透性增加蛋白（ bactericidal/permeability-increasing protein,BPI）是一组化学结构相似、生物学活性相反的 lPS反应蛋白，分别介导和抑制 lPS致宿主细胞的免疫和病理反应。现将两者的化学结构、合成、分布、生物学活性和功能分述如下。

lBP

lBP是存在于正常人和动物血清中的一种糖蛋白，因其对细菌内毒素即 lPS中的脂质 a具有高度亲和性，易与 lPS结合，故此命名^[1]。

化学结构

lBP是一种分子量为60kDa的糖蛋白，其蛋白质部分是由一条50kDa的单链多肽组成。人 lBP的氨基酸序列已弄清，为一个由26个氨基酸残基的疏水性多肽片段和一个由456个氨基酸残基组成的蛋白质多肽链构成，其蛋白质多肽链上含有4个半胱氨酸和5个糖基结合部位（分别位于多肽链的275、277、325-327、330-332、361-363和369-371位）。兔 lBP的蛋白质结构与人 lBP相似，也为一个由26个氨基酸残基的疏水性多肽片段和一个由456个氨基酸残基组成的蛋白质多肽链构成。其氨基酸序列与人 lBP具有高度同源性，有69%的氨基酸序列相同，但仅含有2个半胱氨酸和3个糖基结合部位（分别位于275-277、325-327、和361-363位）^[2]。

合成与分布

LBP由肝细胞合成和分泌。人肝细胞内 lBP基因位于20号常染色体的长臂端 q^11,23和 q¹²之间。人和兔 lBP基因已被克隆，其核苷酸序列也已清楚^[2]。白细胞介素6（ iL-6）是 lBP合成的必要条件。 iL-6能够激活人肝细胞的 lBP基因，促进 mRNA转录和 lBP合成。在无 iL-6的条件下，体外培养的肝细胞合成 lBP的量很少，39小时后 lBP量逐渐减少；加入 iL-6后， lBP量明显增加，且不随时间增加而减少。 iL-1、肿瘤坏死因子（ tNF）和地塞米松单独不能促进 lBP合成，但三者均可增强 iL-6对 lBP合成的促进作用，尤其是在 iL-6和地塞米松同时存在的条件下， iL-6或 tNF均可明显增强 lBP的合成^[2,3]。人肝细胞瘤 hep g2细胞能够合成、分泌 lBP^[3]，且 hep g2细胞能在体外长期传代，可用作研究 lBP合成和影响因素的实验细胞株。

利用 eB病毒作转导，可将从人肝细胞中克隆出的人 lBP基因片段（ cDNA），整合到人肾细胞（293-EBNA细胞株）的 dNA中，产生重组人 lBP^[2]。 lBP由肝细胞合成后分泌入血，存在于正常人和动物的血清中。人血清中的正常浓度为5-10μ g/ml,，急性反应期可升高到200μ g/ml^[2]。

活性与功能

作为 lPS载体蛋白，介导 lPS依赖性的细胞反应 LBP与 lPS的脂质 a具有高度亲和性，能识别并结合 lPS形成 lPS/LBP复合物，一方面通过膜上 lPS/LBP复合物受体膜结合 cD14（ mCD14），直接刺激单核细胞、巨噬细胞和中性粒细胞等，使其分泌产生 tNF、 iL-1、 iL-6等细胞因子，增强细胞粘附功能，产生一系列病理（炎症反应等）、生理（杀灭细菌等）反应^[2,4,5]；另一方面通过可溶性 cD14(sCD14)，激活、损伤内皮细胞、上皮细胞等不含 mCD14的细胞，产生一系列生物学效应（炎症反应、 dIC等）^[4,5]。

LBP与 lPS结合形成 lPS/LBP复合物，再与 mCD14或 sCD14结合，刺激单核细胞和血管内皮细胞等，引起一系列病理生理反应。在此过程中， lBP作为载体蛋白，将 lPS传递给 cD14^[6]。最新研究表明， lBP实际上是一种有机催化剂，催化 lPS与 cD14结合，即 lBP的氨基末端区先与 lPS微团中的 lPS结合，形成 lPS单体-LBP复合物（类似于底物-酶复合物），再通过 lBP的羧基末端区与 cD14结合，形成 lPS/LBP/CD14复合物，嗣后 lBP从复合物中脱出、再进入下个循环，而剩下 lPS/CD14复合物。 lBP通过此方式催化 lPS与 cD14结合^[7]。

作为调理素，发挥调理作用 LBP与 lPS结合形成 lPS/LBP复合物，再与红细胞等颗粒物质结合；或直接与红细胞等颗粒物质表面的 lPS结合；也可以直接与革兰阴性菌结合；将这些被包被的颗粒传递给单核细胞、巨噬细胞等，使吞噬细胞便于吞噬这些被包被的 lPS和细菌^[6]。

调节 lPS所致的炎症反应识别 lPS的存在，是介导炎症反应和抗炎反应的首要环节。 lBP因其与 lPS脂质 a的高度亲和性，可早期识别可溶性 lPS及细菌表面的 lPS，并与之结合，通过以下两个环节，调节 pLS所致的炎症反应：（1）介导炎症反应。一方面通过 mCD14，激活单核巨噬细胞和中性粒细胞等，使其产生 tNF、 iL-1、 iL-6等炎性介质，其中 tNF最为重要。 tNF是致机体产生炎症反应和休克的重要因子， lBP能明显增强 lPS对 tNF的诱生作用，增加 tNF mRNA转录的速度和程度，使 tNF浓度从40U/ml迅速上升到10000U/ml。而 lBP本身并不能诱导 tNF mRNA的转录和 tNF的产生；但缺少 lBP的结合， lPS就不能明显地刺激 tNF的产生^[4]。另一方面，通过 sCD14,激活、损伤血管内皮细胞，促进炎性因子向血管外渗透，促进单核细胞等与血管内皮细胞粘附并进入组织，加重炎症反应；进入细胞间质的 lBP，还可刺激巨噬细胞、上皮细胞和平滑肌细胞，增强其对 lPS的反应性^[5]。（2）缓解炎症反应。 lBP可通过调理作用，促进单核细胞等吞噬被调理的 lPS或细菌，及时清除进入体内的 lPS和革兰阴性菌^[6]。 lBP还可催化 lPS与高密度脂蛋白（ hDL）结合，而 hDL则能够结合 lPS，并中和 lPS的生物学活性^[8]。

LBP既可通过激活单核细胞、释放炎性介质、损伤血管内皮细胞等，介导炎症反应；又可通过调理作用，清除 lPS和细菌，并催化 lPS与 hDL结合，中和 lPS的生物学活性，减轻炎症反应，故可调节 lPS所致的炎症反应。但 lBP的生理功能是以传递 lPS、介导细胞反应为主^[9]，即 lBP介导炎症反应的活性较缓解炎症反应的活性强。

bPI

BPI，是另一种 lPS反应蛋白，是 lBP的生物拮抗剂，其化学结构与 lBP相似，生物学功能却正相反^[2]。

化学结构

BPI也是一种分子量为55kDa的糖蛋白，其蛋白质结构和氨基酸序列与 lBP相似（与人和兔 lBP分别有44%和40%的同源性），其多肽链也是由456个氨基酸残基组成^[2,7,10,11]。 bPI多肽包括两个功能区，氨基末端区具有抗菌和抗内毒素功能，大小约20kDa；羧基末端区则具有调理功能^[10,11]。

合成与分布

BPI主要存在于中性粒细胞中的嗜苯胺蓝颗粒中，含量约为710ng/5×10⁴个细胞^[2,12]。 bPI还存在于嗜酸性粒细胞的未成熟或成熟的特殊颗粒和吞噬体中，较中性粒细胞中 bPI含量少，约179 ng/5×10⁴个细胞^[12]。 lPS和 tNF能够刺激中性粒细胞产生和释放 pBI，而 lI-1、 iL-8和血小板激活因子等诱生 bPI的活性则较弱^[13]。

目前，已能利用分子生物学技术，制备出重组人 bPI（ rBPI）和重组人 bPI氨基末端21kDa片段(rBPI21)^[11]。

活性与功能

作为 lBP的拮抗剂，抑制 lPS依赖性的细胞反应 BPI也与 lPS的脂质 a具有高度亲和性。但作为 lPS反应蛋白， lBP和 bPI的生物学功能正相反，前者为激活剂，后者为拮抗剂。 bPI可与细菌表面或游离型 lPS结合，竞争性地抑制 lBP与 lPS结合，减少 lPS/LBP复合物形成，抑制 lPS对单核细胞、巨噬细胞的激活作用，抑制细胞粘附作用和炎性介质的释放，有效地拮抗由 lBP介导的 lPS性炎症反应，减少内毒素血症和败血症休克的死亡率。 bPI抗内毒素功能区全部分布在氨基末端区^[10,11]。

BPI与 lPS的亲和力较 lBP与 lPS的亲和力强，较低浓度的 bPI即能竞争性地抑制较高浓度的 lBP与 lPS的结合； lPS-BPI复合物对单核细胞和内皮细胞无刺激作用^[4]。

作为调理素，发挥调理作用 BPI除能竞争性地与 lPS结合，减少由 lBP、 cD14介导的炎症反应，还可以直接与细菌结合，尤其是与易逃避吞噬细胞作用的有荚膜细菌结合，起调理素的作用，使中性粒细胞易于吞噬这些被调理后的细菌。 bPI调理作用的机理与 lBP传递 lPS给细胞表面 mCD14的方式相似，即 bPI通过其氨基末端区与 lPS结合，再通过其羧基末端区与吞噬细胞表面结合，形成桥状连接，便于吞噬细胞吞噬，杀灭这些细菌