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轉鐵蛋白(TRF),又稱為鐵傳遞蛋白、血清運鐵蛋白等,是一種重要的β-球蛋白,是脊椎動物體內(nèi)鐵的運輸者。轉鐵蛋白分子量約80KD,主要由肝細胞合成,半衰期約7天。1945年Holmbe和Lragure首次在人血清中發(fā)現(xiàn)了這種非血紅素結合鐵的轉鐵蛋白。
轉鐵蛋白是體液中不可缺少的成分,不僅參與鐵的運輸與代謝,參與呼吸、細胞增殖和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié),還能調(diào)節(jié)鐵離子平衡和能量平衡,更具有抗菌殺菌的保護功能,因而轉鐵蛋白具有較全面的蛋白質(zhì)生理功能[1]。
轉鐵蛋白是血漿中主要的含鐵蛋白質(zhì),負責運載由消化系統(tǒng)吸收的鐵和由紅細胞降解釋放的鐵,其主要生理功能是把鐵離子從吸收和儲存的地方運輸?shù)郊t細胞供合成血紅蛋白用,或輸送到機體的其他需鐵部位,鐵是生物系統(tǒng)重要組成部分,在生理條件下以Fe3+形式存在。機體中絕大部分的鐵都是血清轉鐵蛋白供給的。轉鐵蛋白的鐵結合量為2mol Fe3+/mol TRF,在生理情況下,轉鐵蛋白分子僅有1/3被鐵飽和。不結合鐵的轉鐵蛋白為無色,與鐵結合后呈棕色,以TRF-Fe3+的復合物形式進入骨髓中,供成熟紅細胞的生成。轉鐵蛋白可逆地結合多價離子,包括鐵、銅、鋅、鈷等,每一分子TRF可結合兩個三價鐵原子,血漿中TRF的濃度受鐵供應的調(diào)節(jié),在缺鐵狀態(tài)時,血漿中TRF濃度上升,經(jīng)鐵有效治療后恢復到正常水平。
轉鐵蛋白具有抗菌殺菌、自我保護的抗病性能,是抑制細菌繁殖的重要因子。細菌蛋白酶消化實驗表明,含鐵轉鐵蛋白和脫鐵轉鐵蛋白均不能被細菌的胞外蛋白酶消化,而且仍具有很強的鐵結合能力。由于轉鐵蛋白具有螯合鐵的能力,而鐵是許多細菌和病毒生長的重要因子,因此轉鐵蛋白可抑制細菌的生長。炎癥時,轉鐵蛋白濃度會降低[2]。
在疾病的治療過程中,為了提高藥效減輕毒副作用,藥物的定向轉運、定點釋放和特異性靶細胞治療方案近年來已引起人們極大的興趣。最新研究表明,轉鐵蛋白—轉鐵蛋白受體介導的定向藥物轉運系統(tǒng)已接近實用臨床階段,對腫瘤、腦部中央神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究取得了令人振奮的結果。轉鐵蛋白作為一種新的藥物載體,在蛋白多肽藥物的口服給藥領域有著廣闊應用前景。
1)用于貧血的診斷和治療監(jiān)測:
正常情況下100ml血清轉鐵蛋白具有結合338μg Fe的能力,但通常結合鐵僅約100μg,轉鐵飽和度為30-38%。缺鐵性低血色素貧血(IDA):缺鐵時,TRF代償性升高,但轉鐵飽和度降低,轉鐵蛋白飽和度<15%是診斷IDA的指標之一[3]。再生障礙性貧血:紅細胞(RBC)對Fe利用低,TRF下降或正常,鐵負荷增加,轉鐵飽和度升高。
2)作為蛋白質(zhì)營養(yǎng)狀態(tài)的一項指標:
在營養(yǎng)不良及慢性肝臟疾病時下降,與清蛋白相比,體內(nèi)轉鐵蛋白總量較少、生物半壽期較短,故可及時地反映臟器蛋白的急劇變化。在高蛋白膳食治療時,血漿TRF濃度較快上升,是判斷療效的良好指標。
運鐵蛋白主要在肝臟合成,但反過來又能促進肝細胞的再生,因此有人將轉鐵蛋白作為判斷肝病預后的一項指標。某些急性肝炎患者TRF升高,慢性肝炎及營養(yǎng)不良時下降。蛋白質(zhì)丟失性疾病,如腎病綜合征、慢性腎功能衰竭、嚴重燒傷和蛋白質(zhì)丟失性胃腸病,轉鐵蛋白濃度會降低。
3)無轉鐵蛋白血癥(Atransferrinemia)的診斷:
無轉鐵蛋白血癥,是一種常染色體隱性遺傳性疾病,血漿中轉鐵蛋白缺失,發(fā)病率極低,易漏診。病理特征以貧血和心臟、肝臟等組織含鐵血黃素沉著為主。鐵對心臟的損傷會導致心衰,而貧血則以小細胞低色素性貧血為主。臨床表現(xiàn)為貧血、關節(jié)炎、肝功異常,以及反復感染等癥狀。
4)妊娠、口服避孕藥或注射雌激素可使TRF升高;炎癥、惡性病變時TRF濃度下降。
尿液轉鐵蛋白的檢測可用于糖尿病腎病、原發(fā)性慢性腎臟疾病等的早期診斷[4]:
腎臟是轉鐵蛋白(TRF)的主排泄要器官。1988年由Bornard等提出微量TRF尿可作為糖尿病腎?。―N)的早期診斷指標。有研究表明,DN早期,腎小球基底膜上帶負電荷的硫酸乙酰肝素蛋白多糖(HSPG)和唾液酸減少,導致基底膜上陰離子位點減少,削弱了電荷屏障。由于TRF的等電點較白蛋白高,帶負電荷較少,當TRF通過電荷屏障受損的濾過膜時,受到的電荷排斥力較白蛋白小,故它較后者更容易漏出,因而能更敏感地反映腎小球電荷屏障的受損。
TRF的排泄同時還受腎小管功能的影響。加利福尼亞大學有研究表明,經(jīng)腎小球濾至尿液中的TRF在腎小管中分解出游離鐵,在小管液pH降低的情況下,鐵催化氧自由基的生成而加重對小管間質(zhì)的損傷。由此可見腎小球基底膜通透性異常, 導致TRF排泄增加,可進一步導致腎小管間質(zhì)損傷。
盡管糖尿病腎病與慢性腎臟疾病發(fā)病機制存在著很大的區(qū)別,但其早期腎臟損害都存在著電荷屏障和機械屏障的損傷,均可出現(xiàn)蛋白質(zhì)的漏失,在尿總蛋白出現(xiàn)異常之前,即會在尿液中檢測出TRF,因此微量轉鐵蛋白尿可作為腎病的早期診斷指標之一。
[1] 龍華,鄭英. 轉鐵蛋白的研究與發(fā)展. 生物工程進展,2001,Vol. 21, No.2
[2] Ritchie RF, et al., "Reference distributions for the negative acute-phase serum proteins, albumin, transferrin and transthyretin: a practical, simple and clinically relevant approach in a large cohort".Journal of Clinical Laboratory Analysis.13(6): 273–9.
[3] 妊娠期鐵缺乏和缺鐵性貧血診治指南, 中華圍產(chǎn)醫(yī)學雜志, 2014,Vol. 17, No.7
[4] 尹愛萍,轉鐵蛋白在糖尿病腎病和原發(fā)性慢性腎小球疾病中的臨床意義,2005, Vol. 26, No.1