摘要目前，凝血学说发生了概念性改变，认为体内凝血过程分为两个阶段，组织因子途径负责凝血过程的启动，以因子Ⅺ(FⅪ)为起点的内在途径负责凝血过程的放大，而接触系统并不参与体内凝血过程。已有资料表明，接触系统是一个重要的血管生物学调制系统。它的主要作用包括调整血管紧张度、抑制血小板活化、促进纤溶、抑制粘附以及促进炎症等。它的改变与败血症、血栓性疾病等病变过程密切相关。

学科分类号R331.1;R554

Revision ofthe Biological Significance of the Contact System

LIU Fa-Yi,HE Shi-Lin

(Department of Physiology,Hunan Medical University,Changsha 410078)

AbstractCurrent concept of blood coagulation is divided into two stages:an “initiation” stage which is handled by tissue factor pathway,and an “augmentation” stage handled by intrinsic pathway beginning in factor Ⅺ.Recent studies have demonstrated that the contact system is a modulator for vascular biology with vascular tone regulation,anticoagulant,profibrinolytic,antiadhesive and proinflammatory functions.Changes of contact system are associated with sepsis,thrombosis,etc.

Key wordsContact system;Tissue factor pathway;High molecular weight kininogen;Prekallikrein;Factor Ⅻ

一、问题提出

接触系统(contact system)是由高分子量激肽原(HK)、前激肽释放酶(PK)和因子Ⅻ( FⅫ)组成。在体外条件下，该系统必需与外源性带负电荷表面接触才能激活，故称接触激活。若将玻璃试管的表面负电荷予以中和或覆盖，则引起凝血时间显著延长。并且在接触系统FⅫ、PK和HK三者中的任何一个蛋白缺乏(缺陷)，均可使激活的部分凝血活酶时间(APTT)和全血凝固时间(CT)明显延长。接触激活的最终产物是激活的因子Ⅺ，即因子Ⅺa(FⅪa)的形成。因此经典的瀑布学说认为接触激活FⅫ是内在凝血途径的启动环节。然而临床与实验材料表明，接触系统三个蛋白缺乏(缺陷)在体内并不引起出血表现；相反，这三个蛋白纯合子缺乏患者存在血栓倾向。所以现在普遍认为接触系统并不参与生理性止血的凝血过程。不仅如此，在病理条件下弥漫性血管内凝血(DIC)的发生也与该系统没有明显相关。对于体内凝血过程，目前盛行的是两阶段学说^［1～3］，即启动阶段和放大阶段。启动阶段是通过组织因子(tissue factor,TF)途径(外在途径)实现的，当血管受损时，暴露的TF即因子Ⅲ（FⅢ）与血浆中的因子Ⅶ(FⅦ)相互作用，使后者激活成激活的因子Ⅶ(activated factor Ⅶ，FⅦa)，并形成FⅦa/TF复合物。此复合物激活因子Ⅸ(FⅨ)和因子Ⅹ(FⅩ)成FⅨa和FⅩa，导致凝血酶的生成，但由于血小板催化表面尚未形成，因子Ⅷ(FⅧ)和因子Ⅴ(FⅤ)没有活化，不可能生成足量的凝血酶；特别是组织因子途径抑制物(tissue factor pathway inhibitor,TFPI)对FⅩa与FⅦa/TF具有灭活作用，故在启动阶段只可能形成少量凝血酶。然后是放大阶段，即启动阶段生成的少量凝血酶既活化血小板，形成磷脂催化表面；又活化FⅧ和FⅤ，使之发挥凝血辅因子的活性；同时少量凝血酶通过激活FⅪ，从而通过内在途径促使足量凝血酶生成与纤维蛋白的形成。

虽然接触系统在生理止血过程中的意义趋向于否定，但这并不意味着该系统在体内没有重要意义。那么接触系统究竟有何生物学意义呢？越来越多的事实表明，接触系统对血管生物学特性具有重要调制作用。接触系统蛋白在体内主要与血管内皮细胞、血小板、中性粒细胞和单核细胞发生反应，在体内非但没有激活接触系统的带负电荷表面，而且实际上它们的活化也不需要带负电荷表面，而是装配在这些细胞的细胞膜上。过去所谓由带负电荷表面接触激活，实际上是将体外试验结论直接推论到体内的结果，这是对接触系统的一种“历史误会”，对于生理科学工作者来说，这也是应当引以为戒的一个教训。从已有资料来看，接触系统三个蛋白主要与血压调节、抗血小板活化、促纤溶、抗粘附与促炎症等功能有关。

二、接触系统蛋白的装配与激活^［4，5］

在体内接触系统三个蛋白发挥生物效应有赖于它们装配在细胞表面。FⅫ的重链中有与表面结合部位。但在接触系统中，HK是表面装配的关键蛋白。HK由重链、含缓激肽(BK)肽段和轻链三部分组成。重链包括第1～3功能域，BK组成部分居于第4功能域，轻链包括第5、6二个功能域。第1功能域存在一个亲和力较低的钙结合部位，并对心房钠利尿肽具有抑制活性。第2功能域有一个半胱氨酸蛋白酶抑制部位，主要抑制钙赖酶(calpain)。第3功能域也有一个半胱氨酸蛋白酶抑制部位，它与第2功能域均能有效地抑制木瓜蛋白酶(papain)与组织蛋白酶(cathepsin)L。第3功能域还含有一个重要的细胞结合部位。第4功能域的主体部分是BK，其N末端有α-凝血酶抑制活性，其C末端有一细胞结合部位。第5功能域是HK与细胞结合的主要部位，也含有与人工表面结合部位。第6功能域是PK与FⅪ的结合部位。在HK与各种细胞结合过程中，Zn²⁺是绝对必需的。当HK结合于血小板、粒细胞或内皮细胞时，其亲和力介于7～52nmol/L。由于血浆中HK浓度是670nmol/L，故血管内所有激肽原结合部位可能是饱和的。不同细胞表面激肽原结合位点的数量是不同的，血小板约1000位点／细胞，粒细胞约50 000位点／细胞，血管内皮细胞约10 000 000位点／细胞。由此可见，HK与血管内皮细胞结合可能具有十分重要的生物学意义。

细胞膜的HK结合位点可能是一类多蛋白复合物。对于HK与粒细胞的结合以及HK与经 ADP活化血小板的结合，纤维蛋白原是一个非竞争性抑制物。同样，HK对纤维蛋白原与粒细胞和活化血小板的结合也有抑制作用。抗体抑制实验表明，CD11b/CD18或与这一整合素连接在一起的复合蛋白可能是粒细胞的HK结合部位。利用亲和层析方法发现血管内皮细胞表面的 C1q受体(C1qR)能与HK 的第5功能域结合。FⅫ能阻断HK与C1qR相结合的位点。新近实验表明，HK可与血管内皮细胞表面的尿激酶受体结合，进一步工作提示结合部位在尿激酶受体的第2 和第3功能域之内^［6］。也有报道血管内皮细胞膜的细胞骨架蛋白(cytokeratin)能对HK 发生选择性结合，这种结合是Zn²⁺依赖性的。进一步实验证明，HK的第3和第5功能域都存在与细胞骨架蛋白结合的部位。

HK结合于内皮细胞与血小板具有重要意义。首先，这种结合可以避免血浆中蛋白酶特别是激肽释放酶(Ka)对HK的水解。其次，结合在细胞膜表面的HK第6功能域可以作为PK与FⅪ的受体。尽管体外试验表明，在PK与细胞膜表面HK结合后，PK可以通过FⅫa依赖性或非FⅫa依赖性机制而被激活。然而迄今为止，在体内并未发现诱导FⅫ自我激活的生理性带负电荷表面。在体内的PK激活主要是通过非FⅫa依赖性机制。晚近实验证明，细胞膜或基质中的一种巯蛋白酶(thiolprotease)能够将PK激活成为Ka^［7］。与FⅫa相似，该酶也使PK的精371—异亮372肽键裂开。由此转变而成的Ka的重链具有与HK结合部位，轻链含丝氨酸蛋白酶活性中心(由组415、天冬464与丝559组成)。当PK与装配在细胞膜表面HK结合后，巯蛋白酶活性增高，促使Ka生成。实验还表明在细胞表面的PK激活的速率随着HK浓度增大而增快。不仅如此，与HK呈结合状态的Ka可以避免C1抑制物和α₂-巨球蛋白对它的灭活。Ka 一旦形成，它即酶解HK的赖362—精363和精371—丝372二个肽键，从而释放一个九肽(RPPGFSPFR)，即缓激肽(BK)。释出BK后的HK称为HKa。当HK变为HKa后，PK被激活的速率也随之减慢。另一方面，由于BK能够上调血管内皮细胞膜HK结合位点的表达，故随着BK增加，细胞膜HK结合位点增多，从而使较多HK免于Ka的裂解，BK生成随之减少。

关于FⅫ的激活，在Zn²⁺存在条件下，FⅫ与带负电荷表面接触导致构象改变，这种活化称为自身激活或固相激活。Ka通过酶解方式活化FⅫ，称为液相激活。在体内并无生理带负电荷表面，因此FⅫ的激活通常发生在Ka形成之后^［8］。Ka对FⅫ的作用首先是裂开精353—缬354肽键，使单链FⅫ激活成为双链的FⅫa(又称αFⅫa)。αFⅫa分子量约80kD，它的重链与轻链之间通过一个双硫键相连。重链存在表面结合部位，轻链存在丝氨酸蛋白酶活性中心(由天冬442、组393、丝554组成)，故既有与带负电荷表面结合的能力，又能有效地激活FⅪ，但激活PK与补体成分C1能力相对较弱。随着Ka继续作用于αFⅫa，将精334—天冬335与精343—赖344两处肽键裂开,释出一个长的多肽(原重链的异亮1—精334)和一个短肽(原重链的344—精353),由此得到的保留催化中心的多肽称为βFⅫa(又称FⅫf)。βFⅫa仍具有PK与补体成分C1的能力，但丧失了与表面结合的特性。

三、接触系统对血管的调制作用

接触系统具有多方面功能，但集中到一点就是对血管发挥调制作用。

（一)调节血管紧张度实验发现，Ka过量表达的转基因动物表现明显低血压，Ka结合蛋白(Kallikrein-binding protein，又称Kallistatin)可使这种动物血压正常化。 对自发性高血压大鼠进行组织Ka转基因治疗，可以有效地降低血压；同样，这一降压效应也可被Ka结合蛋白所取消。Ka本身并无降压作用。Ka这一作用是通过它作用于激肽原，生成BK而实现的，因为BK能强烈刺激血管内皮细胞合成PGI₂和NO，这两种物质均具有很强的舒血管作用。 以带负电荷的硫