學習重點 蛋白質C系統:凝血酶與內皮細胞上的血栓調節蛋白(thrombomodulin,TM)結合成複合體,活化蛋白質C。活化型蛋白質C(APC)在輔因子蛋白質S協助下,以蛋白水解作用使因子Va與VIIIa失活,是最主要的抗凝血複合物(APC/Protein S)。 蛋白質C與蛋白質S的分工:兩者都是維生素K依賴型蛋白。蛋白質C是具酵素活性的serine protease前驅物,蛋白質S則是不具酵素活性的輔因子。APC最主要的抑制物是protein C inhibitor(PCI)。 血栓調節蛋白:與凝血酶結合後,可促進蛋白質C與TAFI的活化。抗凝血酶III的活化不靠TM,而是靠heparin/heparan sulfate加速。 TAFI:由凝血酶-TM複合體活化,屬於「抗纖溶」因子而非抗凝血因子。活化後移除纖維蛋白C端賴氨酸,使plasmin(及plasminogen)不易結合纖維蛋白,因而減緩血栓溶解。 臨床連結:蛋白質C缺乏、蛋白質S缺乏與因子V Leiden(APC抗性)都會使血栓風險增加,不是出血傾向。 核心觀念 一、蛋白質C的活化與抗凝血功能 蛋白質C是維生素K依賴型serine protease前驅物(zymogen),平時不具催化活性。凝血酶與內皮細胞表面的TM結合後,形成凝血酶-TM複合體,可大幅加速蛋白質C轉變為活化型蛋白質C(APC)。內皮細胞蛋白質C受體(EPCR)也會協助這個活化反應。 APC的作用對象是已活化的因子V與因子VIII,也就是FVa與FVIIIa。APC以蛋白水解作用使兩者失活,凝血酶原酶複合體(Xa/Va)與tenase複合體(IXa/VIIIa)的效率因此下降,凝血酶生成量減少。蛋白質S是APC的輔因子,可增強APC在磷脂質表面對Va、VIIIa的作用。 APC的作用對象不包括以下幾項: 不會活化因子X。 不會把fibrinogen轉成fibrin,這是凝血酶的作用。 不會降解FVIIa、FXa或FIIa。 不會抑制蛋白質S。 不會抑制plasmin。 成分性質抗凝血角色 蛋白質C維生素K依賴型serine protease前驅物由凝血酶-TM複合體活化成APC 活化型蛋白質C(APC)具蛋白酶活性水解FVa與FVIIIa,使其失活 蛋白質S維生素K依賴型、不具酵素活性的輔因子協助APC作用(游離型才具輔因子功能) 血栓調節蛋白(TM)內皮細胞膜上的凝血酶受體與凝血酶結合,活化蛋白質C與TAFI Protein C inhibitor(PCI)serpin類抑制物APC最主要的抑制物 APC的圖示題常見配置是:APC搭配輔因子①Protein S,作用標的為②FVa與③FVIIIa。 二、APC的抑制物 APC最主要的抑制物是protein C inhibitor(PCI)。α1-antitrypsin、α2-macroglobulin等一般蛋白酶抑制物雖然也能抑制APC,但只是次要角色。題目問「最主要的抑制物」時,應選PCI。 三、蛋白質C的檢測 蛋白質C活性檢測的作法是:先在檢體中加入蛋白質C活化劑(常用由蛇毒製成的Protac),使蛋白質C轉成APC,再以產色基質法(chromogenic substrate)測定APC的酵素活性;也可以用凝固法測定。檢驗步驟並不是「加入蛋白質S」,因為蛋白質S是輔因子,不能活化蛋白質C。 四、蛋白質S的性質與型態 蛋白質S也是維生素K依賴型蛋白,在血液中有兩種型態: 結合型:約占六成,與補體調節蛋白C4b-binding protein(C4BP)結合,不具輔因子功能。 游離型:約占四成,是APC作用時的輔因子。 蛋白質S結合的對象是C4BP,不是C3。 五、缺乏症與因子V Leiden 蛋白質C或蛋白質S缺乏時,Va與VIIIa無法被有效抑制,凝血酶持續生成,臨床表現為靜脈血栓傾向,而不是出血。嚴重的同型合子蛋白質C缺乏可出現新生兒猛爆性紫斑(purpura fulminans)。蛋白質C缺乏者開始使用warfarin時,可能發生皮膚壞死。 因子V Leiden是因子V的Arg506Gln點突變。突變位置正好是APC的切割位點,使APC無法有效降解因子V Leiden,這種現象稱為APC抗性(APC resistance)。結果是Va持續作用、凝血酶生成增加,形成血栓傾向。 六、血栓調節蛋白的雙重調控角色 凝血酶單獨存在時,主要作用是促凝:切割fibrinogen並活化血小板。與TM結合後,凝血酶的促凝活性下降,作用轉向以下兩條路徑: 活化蛋白質C:產生抗凝血作用。 活化TAFI:產生抗纖溶作用。 TM不參與抗凝血酶III的活化。抗凝血酶III(antithrombin)是serpin,直接抑制凝血酶、Xa等活化型因子。它的作用由heparin或內皮細胞表面的heparan sulfate加速,與TM無關。 七、TAFI的活化與作用機制 TAFI(thrombin activatable fibrinolysis inhibitor)在血中以不具活性的前驅物存在。凝血酶單獨活化TAFI的效率很低,與TM結合成凝血酶-TM複合體後,活化效率大增。活化後的TAFI(TAFIa)是一種carboxypeptidase。 TAFIa的作用步驟如下: 纖維蛋白被plasmin部分分解後,會露出C端賴氨酸(lysine)殘基。 這些賴氨酸是plasminogen與t-PA結合纖維蛋白的位置,可加速纖溶。 TAFIa水解並移除這些C端賴氨酸,使plasmin(plasminogen)無法結合纖維蛋白。 結果是纖溶被抑制,血栓溶解減緩。 判斷TAFI相關敘述時,掌握以下重點: TAFI並不是直接抑制t-PA活化plasminogen。 TAFI不會形成「Xa/TAFI/VIIa/TF」複合物。 TAFI是抗纖溶因子,不是抗凝血因子。 八、APC、因子V Leiden與TAFI的關係 APC會影響TAFI的活化,但方式是間接的:APC使Va、VIIIa失活,凝血酶生成減少,能活化TAFI的凝血酶也隨之變少,TAFI活化因此下降,纖溶相對增強。APC並不是直接分解TAFI。 因子V Leiden病人有APC抗性,凝血酶生成較多,TAFI活化也增加,因此血栓較不易溶解。TAFI不能用來解釋「血栓迅速溶解」,兩者方向相反。 常考陷阱 「protein C是不具酵素活性的輔助因子」:錯誤。這是蛋白質S的特性;蛋白質C活化後是serine protease。 「APC增強factor V與VIII活性」:錯誤。APC使FVa與FVIIIa失活。 APC的作用對象:只作用於FVa與FVIIIa。選項出現FIIa、FVIIa、FXa都是錯的。 APC系統的輔因子:答案是蛋白質S。plasminogen、antithrombin、factor V都不是正確答案。 主要抗凝複合物:答案是APC/Protein S。Xa/Va、IXa/VIIIa、VII/TF都是促凝複合物。 「APC可以降解VIIa、抑制protein S」:錯誤。 「缺乏時有出血傾向」:錯誤。蛋白質C或S缺乏都是血栓傾向。 因子V Leiden:「APC無法有效降解factor V Leiden」是正確敘述。 「protein C抑制plasmin」:錯誤。蛋白質C與纖溶抑制無關。 「protein S與C3結合」:錯誤。應為與C4b-binding protein結合。 APC的主要抑制物:答案是protein C inhibitor,不選α1-antitrypsin、α2-macroglobulin或protease nexin。 蛋白質C檢測:「加protein S後以產色基質法測定」是錯誤寫法。應先加蛋白質C活化劑(如Protac),再用產色基質測定。 「TM參與活化antithrombin III」:錯誤。TM只參與活化蛋白質C與TAFI;antithrombin由heparin加速。 「TAFI主要抑制t-PA活化plasminogen」:錯誤。TAFI的機制是水解纖維蛋白C端賴氨酸,阻止plasmin結合。 「TAFI是抗凝血因子」:錯誤。TAFI雖由凝血酶-TM複合體活化,但屬於抗纖溶因子。 「APC不影響TAFI活化,主要是分解TAFI」:錯誤。APC藉由減少凝血酶生成,間接降低TAFI活化。 「TAFI導致factor V Leiden病人血栓迅速溶解」:錯誤。TAFI作用是減緩血栓溶解。 記憶口訣 「凝血酶抱TM,一手活化C、一手活化TAFI;C有刀(酵素)、S是幫手,專砍五八(Va、VIIIa)。」 「TAFI剪掉C端Lys,plasmin沒處抓,血塊溶得慢。」 「C、S不足、V Leiden,全部都是血栓;S綁C4BP,不綁C3。」