炎症是机体对致病因素及损伤因子产生的程序化防御反应，其理想转归是及时消退至机体恢复自稳，该过程由促消退脂类介质（Specialized Pro-resolving lipid Mediators, SPM；包括脂氧素lipoxins、消退素resolvins、保护素protectins、巨噬素maresins等）启动【1,2】。如果急性炎症不能及时消退，则会导致心脑血管疾病、风湿性关节炎、肿瘤等多种慢性炎症相关性疾病的发生【3】。
在众多疾病发生发展过程中，炎症与凝血并存。一方面，炎症因子可促进凝血酶原的产生和活化，使促凝活性增强，严重时引起微血管血栓形成或促进弥漫性血管内凝血(DIC)的发生、发展；另一方面，凝血也可广泛参与介导炎症反应过程【4-6】。鉴于炎症与凝血的相互促进作用，抗凝血已被作为是一种有效的抗炎策略【7】。然而，凝血是否对炎症消退产生影响尚不清楚，从凝血机制的视角研究炎症消退具有创新价值和理论意义。
2019年11月13日，陆军军医大学新桥医院李咏生教授团队在Science Advances杂志发表文章Fibrinogen-like protein 2 controls sepsis catabasis by interacting with resolvin Dp5，揭示了凝血酶原酶Fgl2与新型炎症消退介质RvDp5程序性调控脓毒症消退的分子机制【8】。
脓毒症(sepsis，也称败血症)是一种常见的临床急性危重疾病，在军事医学中亦是极其重大的挑战，因为它是无数军人在战场上死亡的主要原因之一。尽管脓毒症一直以来被深入研究，其病理生理学仍未完全了解。现已明确，炎症和凝血共同促进脓毒症的发生和发展，因此，促进其及时消退对于患者良性预后至关重要。鉴于凝血与炎症的相互作用，干预凝血是否可影响脓毒症的炎症消退呢？
血液凝固的过程主要包括两个步骤，即：①凝血酶原(prothrombin)被激活后转变为有活性的凝血酶(thrombin)，②可溶性的纤维蛋白原在凝血酶的作用下转变为不溶性的纤维蛋白。凝血酶原的激活依赖于凝血酶原酶(prothrombinase)即纤维蛋白原样蛋白2(fibrinogen-like protein 2, Fgl2)的催化。Fgl2包括跨膜型和可溶型两类：跨模型Fgl2(mFgl2)由N端卷曲螺旋结构域和C端FRED结构域组成, 主要表达于血管内皮细胞和巨噬细胞表面，C端有丝氨酸蛋白酶活性，能直接催化凝血酶原转变为凝血酶，快速启动凝血过程；可溶型Fgl2(sFgl2)仅包含C端FRED结构域，既往发现主要由T细胞分泌，具有粘附活性和细胞因子样作用，可抑制髓系来源的DC成熟和效应T细胞增殖，发挥免疫抑制作用。研究表明凝血酶原酶Fgl2在炎性肠病、病毒性肝炎、缺血再灌注等多种炎症启动中发挥重要作用，然而，Fgl2在炎症消退中是否发挥作用尚不清楚，其在脓毒症中的作用至今也未见报道。
该团队使用临床脓毒症患者样本、小鼠腹膜炎模型、盲肠结扎穿孔模型揭示了sFgl2和mFgl2在炎症启动和消退过程中的实时差异性变化，明确了sFgl2和mFgl2均与脓毒症预后和炎症消退快慢密切相关；体外分离培养原代细胞发现Fgl2的表达和分泌受miR-466l和金属蛋白酶ADAM10/17的调控；体内敲除Fgl2可促进炎症启动并阻碍炎症消退；使用超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS/MS)，鉴定了小鼠自限性腹膜炎多不饱和脂肪酸的代谢产物，发现Fgl2敲除可抑制促消退脂类介质如LXA4和RvDp5的产生；发现sFgl2依赖FcγRIIB抑制中性粒细胞浸润、促进其凋亡和被巨噬细胞清除，延长脓毒症小鼠生存时间；进一步研究发现Fgl2敲除将导致巨噬细胞分化成熟障碍，且产生SPM的关键酶12/15-LOX下调，而sFgl2可逆转该作用，回补促消退脂质RvDp5和LXA4。随后，运用生物信息学、beta-arrestin系统及配基结合实验，该团队鉴定了DPA新型衍生的促消退脂质RvDp5的受体为脂氧素受体ALX/FPR2；使用小鼠自限性腹膜炎模型和腹腔巨噬细胞，发现RvDp5可通过活化ALX/FPR2促进ADAM17介导的sFgl2产生，抑制mFgl2的表达；RvDp5和sFgl2可协同促进巨噬细胞吞噬凋亡细胞，促进小鼠腹膜炎消退和改善CLP小鼠生存。
总之，本研究从程序性炎症消退的崭新视角阐明了Fgl2在败血症和腹膜炎中的作用机制，明确了mFgl2和sFgl2对炎症启动和消退作用的差异，为启动炎症消退提供了新的靶点，并为临床抗脓毒症治疗提供了新思路。
据悉，陆军军医大学第二附属医院临床医学研究中心科研助理周宇、雷娟，重庆医科大学附属第三医院谢启超副教授、陆军军医大学第二附属医院临床医学研究中心博士后吴磊为论文共同第一作者。陆军军医大学第二附属医院临床医学研究中心李咏生教授为最后通讯作者，陆军军医大学基础医学院缪洪明副教授和美国哈佛医学院Charles Serhan教授为共同通讯作者。
专家点评
刘铁夫（复旦大学附属上海市公共卫生临床中心教授）
脓毒血症是机体对感染反应失调而导致危及生命的器官功能障碍，是监护病房（ICU）仅次于冠心病的第二大死亡原因。我国脓毒血症的死亡率高达76.9%。因此，脓毒血症仍然是人类健康的一大挑战。
由于对脓毒血症发病机制尚不清楚，缺乏基于发病机制的治疗方法。传统理论将脓毒血症视为以细胞因子风暴为特征的失控炎症反应，并据此研发了大批以抗炎症反应为主的脓毒症新疗法。过去几十年里虽然进行了1500多个抗脓毒症临床试验研究，其中35个抗脓毒症新药临床III期试验研究，但均以失败告终。2002年 “巴塞罗那宣言”打响了全球拯救脓毒血症的新战役（Surviving Sepsis Campaign），试图通过制定国际统一的临床诊断和治疗标准，力争5年内将脓毒血症死亡率降低25%。这一预期目标至今尚未达到。因此，目前迫切需要开展炎症反应机制的研究，开发基于机制的有效治疗方法，提高脓毒血症生存率。
李咏生教授等团队的这一研究成果之于脓毒血症基础研究和临床应对具有创新价值和理论意义：
1：从炎症反应机制回答了为什么脓毒血症生存者能修复炎症反应而脓毒症死亡者则不能修复炎症反应的理论问题。典型的炎症反应由三个连续的免疫反应时相组成，即起始期（细胞因子风暴反应）, 免疫抑制期和炎症修复期。起始期向免疫抑制期的转换是一种生理保护机制，防止反应初期过高或过长的细胞因子风暴对器官功能造成损害；而免疫抑制期向炎症修复期转换则恢复炎症反应的生理平衡以有效的应对再次炎症刺激（感染）。如果脓毒症反应不能进行炎症修复，病人主要死于再次感染。李咏生教授团队通过脓毒症动物模型研究发现脓毒症生存者具有显著增高的sFgl2,并通过sFgl2-消退素-sFgl2轴活性，最终解决炎症问题。与此相反，脓毒症死亡者不能将mFgl2转换成sFgl2,从而失去了sFgl2解决炎症反应的分子机制，最终导致死亡。这一研究从分子机制上解析了脓毒症高死亡率的原因，也为脓毒症的靶向治疗提供了新的分子靶标。
2：强调了脓毒血症有效治疗应以炎症机制为主线。Fgl2是生理凝血的重要因子，它通过将凝血酶原(prothrombin) 转变为有活性的凝血酶 (thrombin) ，促进可溶性的纤维蛋白原转变为不溶性的纤维蛋白而产生凝血。高活性的凝血反应是脓毒症休克的重要病理生理机制，因而成为抗脓毒症的靶标之一。抗脓毒症新药除栓素（Xigris）就是根据这一病理生理机制而研发的。除栓素是重组人活性蛋白C,通过抑制凝血因子V和凝血因子VIII活性阻断凝血反应。除栓素于1998年至2000年在11个国家的164个ICU进行了第一次临床III期试验，取得了提高6.1% 脓毒症生存率的结果.因此，美国FDA和欧洲药品管理局于2001年11月同时批准了除栓素的临床应用。但随后的临床实践发现除栓素并没有实际疗效，故如2002年至2004年在全球34个国家的516个ICU进行了第二次临床III期试验，没能证明除栓素增加脓毒血症生存率的治疗效果。但由于缺乏有效的抗脓毒症药物，除栓素一直保留在临床应用，直到2011年11月才停止使用。李咏生教授团队发现了Fgl2表达与脓毒症生存率的相关性，但他们没有拘泥于Fgl2的凝血功能，而是紧抓炎症反应机制这一主线。基于sFgl2在炎症解决中的关键作用，在脓毒症反应后期应用sFg2，显著提高了脓毒症小鼠的生存率。这一研究思路启示脓毒症的有效临床应对应该从靶向炎症反应机制着手。
3：强化了脓毒血症反应中的免疫代谢新概念。从纯免疫学概念出发，国际共识定义工作组（International Consensus Definitions Task Force）先后两次（Sepsis-1和 sepsis-2）将脓毒血症定义为以细胞因子风暴为中心的系统性炎症反应综合症，2016年（Sepsis-3）将脓毒血症重新定义为由失控的感染宿主反应所导致的危及生命的器官功能障碍。这些脓毒症的定义忽略了脓毒血症是一种多器官系统参与的、整合了免疫、代谢、能量、基因重编程等生理活动的病理生理过程。以往基于发病机制的新药研发均以抗细胞因子风暴反应为主，忽略了产生炎症反应的代谢基础。因此，只针对免疫机制设计的抗脓毒血症疗法是抗脓毒症新药失败的重要原因。高耗能的感染免疫应答需要代谢给予能量支持，而代谢通过正、负反馈调节炎症反应过程。本研究发现的另一个炎症解决的关键分子是脂质消退素Dp5。脂质消退素是一类-3必需脂肪酸（二十碳五烯酸EPA和二十二碳六烯酸DHA）的代谢产物，脓毒症生存者通过sFgl2-Dp5-sFgl2轴清除炎症介质，解决炎症反应。这一通过代谢产物解决炎症反应的研究成果进一步揭示了免疫代谢互作在炎症修复中的重要作用。
专家点评
荣建辉（香港大学副教授）
脓毒症(sepsis), 俗称败血症，是一种临床上常见急性危重疾病。炎症发生和炎症消退是当前研究脓毒症发病机制和治疗药物的热点领域。众所周知，机体应对感染会释放大量杀灭病菌的化学分子。一旦失控，这些化学分子又会损伤多个器官甚至造成死亡。炎症发生后，机体过表达花生四烯酸代谢酶环氧合酶-2（COX-2）及5/12/15-脂氧合酶，从而合成大量炎症型脂质炎症因子PGE2和LTB4等，进一步招募免疫细胞，扩大炎症反应。所以，各大制药公司集中精力针对花生四烯酸代谢物PGE2及LTB4等开发了为数不少的非甾体消炎药，如阿司匹林（Aspirin），布洛芬（Ibuprofen）及齐留通（Zileuton）等，其中很多药长期位列销售额排行榜之顶。另一方面，也会产生一些收缩血管和促进血小板聚集的活性分子如血栓素A2。事实上，血栓素A2是治愈组织损伤和炎症的常用药。近年来，哈佛大学Charles Serhan教授等发现了一类促炎症消退的脂类介质，包括脂氧素（lipoxins）、消退素（resolvins）、保护素（protectins）、巨噬素（maresins）等。这类促消退脂类介质有助及时消退急性炎症，促进组织修复，而预防炎症诱发心脑血管疾病、风湿性关节炎、肿瘤等多种慢性炎症相关性疾病。
人们在临床上早已注意到炎症与凝血之间有着错综复杂的关系，即炎症不仅会与凝血同时发生而且会交互加重。炎症因子会引起微血管血栓形成或诱发致命性血管内凝血，而凝血进一步加重炎症反应。凝血酶把可溶性的纤维蛋白原转化成为不溶性的纤维蛋白是凝血过程最后一步也是关键一步。膜上纤维蛋白原样蛋白2 (mFgl2)具有激活凝血酶原的活性，产生活性凝血酶，而促进凝血。目前尚不清楚凝血是否对炎症消退产生影响。
陆军军医大学第二附属医院临床医学研究中心李咏生教授等在国家自然科学基金面上项目和重庆市留学回国人员创新创业支持计划重点项目资助下，与陆军军医大学基础医学院缪洪明副教授、美国哈佛医学院Charles Serhan教授合作，发现Fgl2缺失会增强中性粒细胞的浸润，抑制巨噬细胞的成熟和吞噬，减少消退素RvDp5的合成。sFgl2治疗则可切断中性粒细胞的浸润，诱导中性粒细胞的凋亡，提高减少消退素RvDp5的合成。再有，消退素RvDp5促进sFgl2的释放，二者协同地加快炎症的消退。所以，李咏生教授等从程序性炎症消退的全新视角阐明了Fgl2在败血症和腹膜炎中的作用机制，发现了mFgl2和sFgl2对炎症启动和消退扮演着不同角色。该研究从凝血机制的视角研究炎症消退具有很强的创新性和理论价值，也提示通过启动炎症消退是一条临床上治疗脓毒症的新思路。
专家点评
Tiffany Horng(Associate Professor, ShanghaiTechUniversity)
Sepsis is a very serious clinical condition in China and globally. It arises as a result of overwhelming inflammatory responses that fail to appropriately resolve during a microbial infection. How the balance between inflammatory response induction and resolution is regulated in sepsis is poorly understood.
In a new paper in Science Advances, Professor Yongsheng Li’s team at the Clinical Medicine Research Center, Xinqiao Hospital, Third Military Medical University, provided provocative new findings implicating a role for fibrinogen-like protein 2 (Fgl2) in sepsis. The authors first found that in sepsis patients and in a mouse model of sepsis thatsoluble Fgl2 (sFgl2) levels increase in the circulation. The authors next set out to examine the role for sFgl2 in sepsis. The authors found that Fgl2 induction was regulated by miR-4661, a microRNA previously implicated in sepsis by the same group, while its shedding was regulated by metalloproteinases. Importantly, Fgl2 deficiency reduced survival while exacerbating bacteremia and inflammatory responses in a CLP model. Conversely, administration of sFgl2 hastened resolution of inflammation. These effects of sFgl2 were due, at leastin part, to the biosynthesis of pro-resolving mediators including the resolvinRvDp5. In Fgl2 KO mice, RvDp5 production was attenuated, while inhibiting theRvDp5 pathway worsened sepsis.
Together, this study presented a thorough analysis of the pro-resolving role of sFgl2 in sepsis. The study not only advances our understanding of inflammation resolution in sepsis, it also identifies several targets in the sFgl2-RvDp5 axis that could be explored further for therapeutic modulation of sepsis.
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陈宏翔（华中科技大学教授）
炎症是机体抵抗感染与损伤的重要防御机制，而过度或者失控的炎症又可导致组织损伤。因此，炎症的启动及其消退机制的研究一直是临床与科研的重要热点。随着Serhan教授团队发现促炎症消退脂质介质（SPM），越来越多的证据表明炎症通常呈现出一个由启动到消退的高度有序化过程，在自限机制的作用下，炎症发展到一定阶段、致炎因素被有效控制以后，炎症细胞、炎性因子被迅速清除，炎症反应趋于终止。炎症的自行消退阶段，及时终止受到机体内源性SPM的调控。近年来，研究表明SPM不仅具有双重抗炎和促炎症消退作用，还可以促进机体防御，在炎性疾病、肿瘤及感染性疾病的干预中均发挥作用。目前部分SPM已经进入临床试验阶段，说明了SPM在医学生物学领域具有良好的应用前景。
脓毒症是一种会导致弥漫性全身免疫失调，发展迅速，常导致休克的急性炎症，凝血功能紊乱与其进展密切相关。然而，脓毒症中炎症反应与凝血之间的关联并未阐明。已有研究表明SPM在调节对血栓形成的炎症反应中有重要作用：maresin1可以增强血小板的止血功能而抑制其炎症功能；RvE1可以抑制ADP引起的血小板活化；RvD2可以抑制烧伤模型中皮肤血管血栓的形成等等，但是具体机制不清。李咏生教授团队在本研究中首次揭示了凝血酶原酶Fgl2的实时差异变化及其调节机制：mFgl2、sFgl2在脓毒症中存在实时差异变化；sFgl2可通过上调12/15-LOX的表达促进SPM RvDp5和LXA4的表达，同时活化抑制型受体FcγRIIB抑制中性粒细胞浸润同时促进其凋亡并被巨噬细胞吞噬，进而抑制炎症反应，促进炎症消退。
此外，脓毒症伴有过度强烈的炎症反应，抗炎治疗可能会导致机体进一步受到伤害。而SPM不仅可以抑制炎症，还可以促进机体防御，可能具有潜在价值。早前有研究发现SPM RvD2、LXA4在可以改善脓毒症预后，减少白细胞浸润、减少炎性因子产生，但具体机制未阐明。在本研究中，李咏生教授团队揭示了新型SPM RvDp5干预脓毒症的潜在价值，并进一步研究了RvDp5的受体及其作用机制，发现RvDp5一方面可以通过受体ALX/FPR2促进sFgl2的产生，同时与sFgl2发挥协同作用，抑制中性粒细胞浸润，同时促进中性粒细胞凋亡及巨噬细胞吞噬作用，而在抑制炎症同时促进病原清除。
李咏生教授团队以凝血与炎症消退相互作用这一全新视角，阐明了Fgl2在脓毒症中的实时差异变化及其机制，以及sFgl2与RvDp5的协同作用机制，为脓毒症的临床干预提供了新的思路。
参考文献
1. Serhan, C. N.Pro-resolving lipid mediators are leads for resolution physiology. Nature 510, 92-101 (2014).
2. Serhan, C. N.,Savill, J. Resolution of inflammation: the beginning programs the end. Nat Immunol 6, 1191-1197 (2005)
3. Nathan, C.,Ding, A. Nonresolving inflammation. Cell140, 871-882 (2010).
Marx, J. L.Coagulation as a common thread in disease. Science218, 145-146 (1982).
4. Levi, M., vander Poll, T., Buller, H. R. Bidirectional relation between inflammation andcoagulation. Circulation 109, 2698-2704 (2004).
5. Coughlin, S. R.Thrombin signalling and protease-activated receptors. Nature 407, 258-264(2000).
6. Loeliger, E. A.Oral anticoagulation versus aspirin after myocardial infarction. N Engl J Med 308, 282 (1983).
7. Zhou, Y., Lei,J., Xie, Q., Wu, L., Jin, S., Guo, B., Wang, X., Yan, G., Zhang, Q., Zhao, H.,Zhang, J., Zhang, X., Wang, J., Gu, J., Liu, X., Ye, D., Miao, H., Serhan, C.N. & Li, Y. Fibrinogen-like protein 2 controls sepsis catabasis byinteracting with resolvin Dp5. Sci Advdoi: (2019).
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