概述#

細胞膜脂質提供類二十烷酸(eicosanoids)與血小板活化因子(platelet-activating factor, PAF)合成的受質。這些脂質衍生的自泌素(autacoid)參與發炎、平滑肌張力、止血、血栓、分娩與胃腸分泌。許多重要藥物 —— 特別是阿斯匹靈(aspirin)、傳統非類固醇抗發炎藥(tNSAID)與選擇性 COX-2 抑制劑(coxibs)—— 的主要療效即來自阻斷類二十烷酸的生成。

類二十烷酸(Eicosanoids)#

類二十烷酸為花生四烯酸(arachidonic acid, AA)的代謝物,包括前列腺素(prostaglandins, PGs)、前列環素(prostacyclin, PGI2)、血栓素 A2(thromboxane A2, TxA2)、白三烯(leukotrienes, LTs)、脂氧素(lipoxins)與 hepoxilins。它們不被儲存,而是在物理、化學或荷爾蒙刺激活化醯基水解酶後即時合成。

生物合成#

  • AA 釋出:合成的限速步驟是受質供應。磷脂酶 A2(phospholipase A2, PLA2)—— 尤其是 Ca²⁺ 依賴的細胞質 cPLA2 —— 水解膜磷脂的 sn-2 酯鍵,釋出花生四烯酸。
  • 環氧合酶(COX)路徑:前列腺素 G/H 合成酶(即環氧合酶 COX)將 AA 轉為環內過氧化物 PGG2 與 PGH2,再由各組織特異的合成酶/異構酶轉為終端前列腺素。
    • COX-1:多數細胞恆定表現,主司「家務性」前列腺素(如胃黏膜的細胞保護)。
    • COX-2:由細胞激素、剪切應力與生長因子誘導,是發炎與癌症中前列腺素的主要來源。

Figure 33–1:花生四烯酸(AA)的代謝——環氧合酶途徑

  • 脂氧合酶(LOX)路徑:5-LOX 在 5-LOX 活化蛋白(FLAP)協助下,將 AA 轉為 LTA4,再生成 LTB4 或半胱胺醯白三烯(cysteinyl leukotrienes, CysLTs:LTC4、LTD4、LTE4,即過去所稱的過敏性慢反應物質 SRS-A)。脂氧素為 5-LOX 與 12-/15-LOX 共同作用的產物。

Figure 33–2:花生四烯酸的脂氧合酶途徑

  • CYP 路徑:產生環氧二十碳三烯酸(EETs,作為內皮衍生超極化因子 EDHF)與 20-HETE。
  • 非酵素路徑:自由基催化氧化 AA 產生異前列腺素(isoprostanes),為評估體內氧化壓力最準確的指標。

類二十烷酸受體#

類二十烷酸經由特異的細胞表面 GPCR 作用,依訊息傳遞與功能可分群:

  • 「鬆弛型」受體(EP2、EP4、IP、DP1):偶聯 Gs,增加 cyclic AMP。
  • 「收縮型」受體(EP1、FP、TP):偶聯 Gq,增加細胞質 Ca²⁺。
  • EP3:主要偶聯 Gi(抑制 cyclic AMP)。
  • 白三烯受體:LTB4 經 BLT1/BLT2;CysLTs 經 CysLT1/CysLT2。
  • 脂氧素受體:ALX。

主要藥理作用#

  • 血小板:血小板僅表現 COX-1,產物 TxA2 促進血小板聚集與血管收縮,並放大其他致效劑(thrombin、ADP)的訊號;PGI2 抑制血小板聚集。低劑量阿斯匹靈藉抑制 TxA2 用於心肌梗塞與缺血性中風的次級預防。
  • 血管張力:因半衰期短,前列腺素不循環,主在生成處局部調節。多數血管床中 PGE2、PGI2、PGD2 造成血管擴張、降血壓;TxA2 為強力血管收縮劑。
  • 平滑肌:TxA2、PGF2α、PGD2 收縮支氣管;PGE2、PGI2 鬆弛支氣管。CysLTs 為極強支氣管收縮劑(強過組織胺千倍)。子宮對 PGF2α 與 PGE2 反應收縮。
  • 發炎與免疫:PGE2 與 PGI2 為主要促發炎前列腺素(增加血管通透性與血流);LTB4 為強力嗜中性球趨化與活化劑;脂氧素一般具抗發炎作用。
  • 腎臟:PGE2 與 PGI2(多源自 COX-2)維持腎血流與排鈉;TxA2 為血管收縮劑。
  • 疼痛與發燒:PGE2(經 EP1/EP4)與 PGI2(經 IP)降低痛覺受器閾值造成周邊敏感化。內生性致熱原(IL-1β、IL-6、TNF-α)誘導 COX-2/mPGES-1 產生 PGE2,作用於下視丘提高體溫設定點。
  • :FP 受體致效劑降低眼內壓,用於青光眼。
  • :PGE2 同時促進骨形成(成骨細胞)與骨吸收(破骨細胞)。

生物合成抑制劑與 COX-2 議題#

  • 糖皮質素(glucocorticoids)抑制 PLA2(經誘導 annexins)並下調 COX-2 表現。
  • 阿斯匹靈與 tNSAID 抑制 COX-1/2,但不抑制 LOX,可能因受質轉向 LOX 路徑而增加白三烯生成(與 NSAID 的胃腸副作用相關)。
  • Zileuton(5-LOX 抑制劑)與 CysLT 受體拮抗劑(zafirlukast、pranlukast、montelukast)用於輕至中度氣喘。

選擇性 COX-2 抑制劑(coxibs)雖在胃腸安全性優於 tNSAID,但有確切證據顯示其增加心血管風險(心肌梗塞、中風、高血壓、心衰竭、猝死)。機轉最可能為抑制 COX-2 衍生的心臟保護性 PGI2,而血小板 COX-1 衍生的 TxA2 不受影響,破壞了 PGI2/TxA2 的平衡。

治療用途#

  • 抗發炎/止痛:tNSAID 與 coxibs(第 34 章);低劑量阿斯匹靈用於心臟保護。
  • 治療性流產與引產Dinoprostone(PGE2)用於第二孕期引產與子宮頸成熟;misoprostol(PGE1 類似物)合併 mifepristone(RU486)終止早期妊娠;carboprost(PGF2α 類似物)控制產後出血。
  • 胃保護Misoprostol(CYTOTEC)預防 NSAID 引起的胃潰瘍。
  • 勃起功能障礙Alprostadil(PGE1)海綿體注射或尿道栓劑,現多被 PDE5 抑制劑取代。
  • 維持動脈導管開放Alprostadil(PGE1)用於先天性心臟病新生兒的緩和性治療。
  • 肺動脈高壓Epoprostenol(PGI2/prostacyclin)持續靜脈輸注;長效類似物 iloprost(可吸入)與 treprostinil
  • 青光眼Latanoprostbimatoprosttravoprost(FP 受體致效劑)眼藥水。

約 10% 服用阿斯匹靈或 tNSAID 者出現支氣管痙攣,源自 AA 代謝轉向白三烯生成(COX-1 相關);這類患者使用選擇性 COX-2 抑制劑不會誘發支氣管痙攣。CysLT 拮抗劑對阿斯匹靈誘發型氣喘有效。

血小板活化因子(Platelet-Activating Factor, PAF)#

PAF 為 1-O-alkyl-2-acetyl-sn-glycero-3-phosphocholine,是一個磷脂家族(sn-1 烷基長度可變)。其作用遠超出血小板。

化學與生物合成#

  • 與類二十烷酸類似,PAF 不被儲存,受刺激後才合成。
  • 重塑路徑(remodeling pathway):PLA2 作用於前驅物生成 lyso-PAF(同時釋出常為 AA 的脂肪酸),再由乙醯轉移酶(acetyltransferase)乙醯化生成 PAF(限速步驟)。故 PAF 與類二十烷酸的合成緊密耦合。
  • 失活:由 PAF 乙醯水解酶(PAF acetylhydrolases, PAF-AHs)水解乙醯基。氧化壓力(如吸菸)可生成不受調控的 PAF 樣氧化磷脂(oxPLs),需 PAF-AH 降解以抑制其毒性。
  • 由血小板、嗜中性球、單核球、肥大細胞、嗜酸性球、腎與內皮細胞合成。

Figure 33–5:血小板活化因子(PAF)的合成與降解

作用機轉#

PAF 經特異 GPCR 作用,偶聯 Gq(活化 PLC–IP3–Ca²⁺)與 Gi(抑制腺苷酸環化酶),並活化 PLA2 產生 PGs、TxA2、LTs 作為下游介質。內皮細胞可將 PAF 呈現於細胞表面,與 P-selectin 協同促進白血球黏附(juxtacrine signaling,旁分泌訊息)。

生理與病理功能#

  • 被視為病理事件的介質,與過敏性氣喘、內毒素休克、急性胰臟炎、皮膚發炎與動脈粥狀硬化等發炎性心血管疾病相關。
  • 心血管:多數血管床的強力血管擴張劑,靜脈注射造成低血壓;高濃度可經 COX 產物造成血管收縮。
  • 血小板:強力促進血小板聚集與血栓,但 PAF 受體缺失小鼠無出血或血栓表現,顯示 PAF 並非獨立的血小板聚集介質。
  • 白血球:強力活化發炎細胞,促進聚集、去顆粒化、自由基與白三烯生成,是趨化劑並促進白血球與內皮黏附。
  • 平滑肌:收縮胃腸、子宮與呼吸道平滑肌;吸入後增加氣道阻力。
  • :已知最強的致潰瘍劑(ulcerogen)。
  • :降低腎血流、腎絲球過濾率與尿量。

受體拮抗劑#

雖然理論上 PAF 受體拮抗劑應為強力抗發炎藥(用於氣喘、敗血症等),但人體試驗結果令人失望,臨床療效尚未實現。同樣地,PAF-AH 雖調節發炎反應,至今亦未轉化為有意義的治療方法。