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ADAMTS13是一种金属蛋白酶，主要在肝星状细胞中表达，特异性切割具有促血栓作用的大分子血管性血友病因子（von willebrand factor, VWF）多聚体。ADAMTS13缺乏可导致超大分子VWF多聚体（UL-VWFM）持续存在于血管内，诱导血小板聚集，引发血栓性血小板减少性紫癜（TTP）。近年来，人们对ADAMTS13在血液病、肝病、心脑血管病和感染性疾病的发病、治疗与预后中的作用有了更深入的认识。
VWF是血浆中的一个大分子多聚体糖蛋白，由巨核细胞和内皮细胞合成，不仅在初级止血中作为血小板与受损血管之间的桥梁，还可以通过稳定凝血因子Ⅷ间接作用于凝血途径。VWF功能行使依赖于多聚体状态，而ADAMTS13作用于VWF-A2结构域内1605位酪氨酸和1606位蛋氨酸之间的肽键，通过对VWF多聚体的切割使之具有合适的大小，防止VWF诱导的血小板过度聚集和血栓形成，从而发挥维持出凝血平衡的作用[1,2]。血浆ADAMTS13抗原或者活性降低时，血液中UL-VWFM便会蓄积，引起异常血小板聚集和广泛微血管血栓形成，从而诱发TTP，患者可表现为血小板减少、溶血性贫血、神经系统异常、肾功能不全和发热等部分或全部症状。
TTP分为遗传性与获得性两种，遗传性ADAMTS13缺乏又称为Upshaw-Schulman综合征，患者ADAMTS13基因突变引起ADAMTS13减少或缺失；获得性TTP的发生多由自身抗体抑制ADAMTS13活性或者加速ADAMTS13的清除所致[3]。由于抗ADAMTS13抗体在获得性TTP的发生中具有重要作用，以往人们认为这是一种B细胞介导的自身免疫性疾病。但越来越多的证据表明T细胞也参与了TTP的发病，其机制可能与分子模拟有关[4]。当人体发生感染时，由抗原呈递细胞提呈的病原体来源多肽与ADAMTS13-CUB2区来源多肽具有相似性，从而激活人体对于ADAMTS13的自身免疫反应并诱发TTP[5,6]。近期研究者分别在1例HLA-DRB1*11阳性和另1例HLA-DRB1*03阳性TTP患者的外周血单个核细胞中检测到对ADAMTS13-CUB2区来源FINVAPHAR和ASYILIRD序列有反应的CD4+ T细胞，验证了上述观点的合理性[7]。
肝脏是产生凝血和纤溶蛋白的主要场所，晚期肝病患者的凝血、抗凝和纤溶系统失衡。ADAMTS13在肝硬化、酒精性肝炎、肝静脉闭塞性疾病和肝移植患者中均可能有不同程度的下降，而由肝窦或肝外内皮细胞生成的VWF失去ADAMTS13的有效切割，血浆内UL-VWFM积聚，从而诱发血小板血栓形成和肝窦微循环障碍，推动慢性肝损伤的发展[8]。在先天性胆道闭锁儿童中，部分发生晚期胆汁性肝硬化并且伴随血浆ADAMTS13活性下降的患儿在接受肝移植以后，肝内ADAMTS13生成增加，血栓性微血管病的表现随之消失[9]。
Maino等[10]通过对来自五项研究的共1 501例心肌梗死患者和2 258例对照进行Meta分析发现，低ADAMTS13水平与高心肌梗死风险相关。Rotterdam研究是一项大型前瞻性队列研究，纳入5 688例无冠心病史、≥55岁的参与者。该研究的中位随访时间为9.7年，其中456例在此期间罹患冠心病。分析表明，ADAMTS13活性减低与冠心病发生风险增高相关，低ADAMTS13水平是老年人发生冠心病的危险因素之一，且该因素独立于VWF和已有心血管疾病危险因素[11]。因此，在评估心血管系统缺血风险时，ADAMTS13水平可提供参考价值，ADAMTS13水平减低与缺血事件风险升高相关。
ADAMTS13在静脉血栓中的变化也日益受到关注，尤其对于肿瘤患者，发生静脉血栓栓塞（VTE）的风险升高。Karakaya等[12]研究了30例VTE患者和30例年龄、性别匹配的健康对照，排除了其余可能使ADAMTS13和VWF改变的生理病理因素，他们发现VTE患者的ADAMTS13抗原水平显著低于对照组而VWF抗原水平显著高于对照组。Pepin等[13]对新诊断的肿瘤患者随访6个月，比较了20例发生VTE的肿瘤患者和140例未发生VTE患者的临床资料。结果表明发生VTE的肿瘤患者体内VWF水平比对照组显著增高，且与癌症分期相关（分期越高，VWF水平也随之增高）。他们提出在Khorana评分中加入ADAMTS13可以更好地预测VTE的发生。这意味着ADAMTS13和VWF的相互作用参与肿瘤患者的静脉血栓形成，关注这两个因素将为肿瘤患者VTE的防治提供新思路。但是，也有学者认为ADAMTS13抗原水平降低和VWF抗原水平升高是病理过程的中间环节而不是VTE的致病因素[14]。
ADAMTS13作用的底物VWF介导血小板的黏附，参与血栓和炎症过程，而ADAMTS13可通过切割VWF抑制血栓形成和下调炎症反应。事实上，ADAMTS13在许多系统性炎症相关的疾病中均有不同程度的下降。例如在肝硬化患者中，发生全身性炎症者血浆ADAMTS13浓度和活性更低，且ADAMTS13与细菌易位程度和急性期反应严重程度呈负相关。伴随着血浆ADAMTS13活性的降低和VWF抗原的升高，这类患者的血浆可以在瑞斯托霉素存在的条件下通过血小板膜糖蛋白Ⅰb强烈聚集血小板[15]。
除细菌感染以外，寄生虫感染也会引起ADAMTS13水平的变化。刚地弓形虫可在免疫功能低下的人或动物中引起严重的脑炎，引发严重的神经系统退行性疾病。在小鼠感染刚地弓形虫后的10、30和60 d，脑内ADAMTS13水平显著升高[16]。这提示ADAMTS13可能通过炎症机制调节血脑屏障完整性和中枢神经系统微环境。
此外，ADAMTS13也参与无菌性炎症的发生。Gandhi等[17]观察喂食高脂饮食的ApoE−/−和ADAMTS13−/−/ApoE−/−小鼠，后者的颈动脉窦内白细胞黏附更多，粥样硬化斑块形成更快，主动脉和主动脉窦粥样硬化状况更加显著。除此以外他们发现ADAMTS13−/−/ApoE−/−小鼠的动脉粥样硬化斑块中巨噬细胞浸润程度较ApoE−/−小鼠增加2倍。这提示ADAMTS13参与了动脉粥样硬化的发生发展，ADAMTS13可能通过抑制血管炎症从而减少早期斑块的形成。
对于遗传性TTP来说，急性期患者可进行血浆输注，平时定期输注血浆或新鲜冷冻血浆可将ADAMTS13维持在安全水平。但是，长期输注人源血制品不仅增加了传播病原体的风险，并且造成极大的经济负担。基因治疗可以在基因水平上纠正患者的致病突变，促使患者自身生成足量功能正常型ADAMTS13。目前研究者已经用携带编码ADAMTS13全长或羧基末端截断体的基因序列的慢病毒或腺相关病毒在小鼠体内进行了实验，有效地阻碍了TTP的进展[18,19]。
血浆置换可将TTP的病死率降低80%以上，目前仍是获得性TTP的主要治疗方法。对于获得性TTP来说，血浆置换可以用有活性的ADAMTS13来弥补降低或缺失的ADAMTS13，同时清除抑制性抗体、免疫复合物和细菌毒素。血浆置换的次数由疾病的严重程度和症状的发展决定。TTP的免疫抑制治疗是另一重要方面，糖皮质激素、环孢素A和环磷酰胺等药物与血浆置换联合运用可以更好地清除自身抗体，被广泛用于获得性TTP的治疗[20]。80%以上的TTP患者可以通过血浆置换和免疫抑制治疗获得缓解，但是对于部分难治、复发的TTP患者，抗CD20抗体利妥昔单抗可以作为二线治疗，实验数据表明利妥昔单抗可以加速成人TTP患者缓解，减少血浆置换时间以及降低复发率[21,22]。
动物实验显示重组ADAMTS13（rADAMTS13）可使发生TTP的ADAMTS13−/−小鼠的血小板减少症和器官损伤减轻[23]。目前rADAMTS13治疗遗传性TTP治疗的一期临床试验已经启动。此外，也有动物实验证据表明ADAMTS13可使获得性TTP受益[24]。但由于获得性TTP患者体内普遍存在对ADAMTS13-Spacer区的自身抗体，使得外源性ADAMTS13的活性受到抑制。研究者通过对该区进行修饰以减少自身抗体对rADAMTS13的结合，从而帮助rADAMTS13对VWF进行切割[25]。血小板来源的ADAMTS13对自身抗体相对不敏感，可作为一种遗传性与获得性TTP预防与治疗的新策略。Pickens等[26]在小鼠血小板内转基因表达rADAMTS13，血小板在凝血酶和胶原的刺激下释放rADAMTS13。他们将小鼠的ADAMTS13基因敲除或用抗体抑制ADAMTS13，然后用志贺毒素或重组小鼠VWF诱导小鼠产生TTP的相关症状，而实验组小鼠血小板表达的rADAMTS13可以抑制血管损伤后的动脉血栓形成，预防TTP的发生。
动脉瘤性蛛网膜下腔出血（SAH）的常见并发症之一是延迟性脑缺血（DCI），这可能与血管痉挛和微血栓形成有关。已有研究表明DCI患者体内的ADAMTS13水平较对照组更低。研究者在野生型和ADAMTS13−/−小鼠体内建立SAH模型后，对实验组小鼠给予rADAMTS13，发现rADAMTS13可以使脑内微血栓形成减少约50%，脑损伤减轻60%以上[27]。ADAMTS13在抑制微血栓形成和改善神经症状的同时，既不增加SAH模型小鼠出血量也不延长出血时间[28]。这提示rADAMTS13可能成为预防SAH之后发生DCI的新手段。
除微血栓形成以外，炎症反应也在脑出血后的脑损伤中发挥重要作用。在颅内出血（ICH）小鼠模型中，rADAMTS13可降低趋化因子和细胞因子水平，抑制髓过氧化物酶活性、小胶质细胞激活及中性粒细胞浸润。此外，rADAMTS13降低了脂多糖诱导的脑内皮细胞IL-6表达，而重组VWF可以拮抗这一作用。ADAMTS13发挥抗炎效应的同时，ICH小鼠的血脑屏障得到保护，脑水肿减轻，出血量减少以及神经症状改善。因此rADAMTS13可以调控ICH小鼠的炎症反应和血脑屏障功能，可能成为未来脑出血治疗的新策略[29]。
非手术性出血是左心室辅助装置（LVAD）常见的并发症之一。研究发现，高剪切力可活化ADAMTS13，从而加快VWF的代谢，VWF的获得性缺乏进一步导致了LVAD相关性出血，称为获得性血管性血友病（aVWD）。体外实验表明，在LVAD相关性aVWD中，ADAMTS13和血小板在高分子量VWF的耗竭中发挥作用[30]。Bartoli等[31]用多西环素明显抑制了血浆ADAMTS13和rADAMTS13的活性，减少了VWF多聚体的降解，从而维持了VWF与胶原的结合活性。该研究表明多西环素能在不过度激活血小板的情况下抑制ADAMTS13活性，减少VWF降解和改善VWF在高剪切力下的功能。因此，ADAMTS13可能成为一个应对LVAD相关出血的新靶点。
在严重脓毒血症和脓毒血症相关DIC中，ADAMTS13抗原和活性水平均降低，且与疾病严重程度和预后呈负相关[32,33]。Aibar等[32]检测了178例脓毒血症和非感染所致全身性炎症反应综合征（SIRS）患者的ADAMTS13水平，发现前者的ADAMTS13水平显著低于后者，严重脓毒血症或者感染性休克的患者具有更低的ADAMTS13水平；无论是在脓毒血症组或整个研究群体中，死亡患者的ADAMTS13水平比存活者更低。Logistic回归分析提示ADAMTS13水平与脓毒血症患者或整体人群的ICU死亡率均相关。这说明ADAMTS13水平与脓毒血症患者的疾病严重程度相关，低水平ADAMTS13提示预后不良。
Lin等[34]研究了ADAMTS13在儿童脓毒综合征中的作用及其与疾病严重程度和预后的关系。脓毒血症患儿的ADAMTS13活性在入院第1天与第3天均低于健康对照组。感染性休克患儿的ADAMTS13活性在入院第1天与第3天比脓毒血症和严重脓毒血症的患儿更低。死亡患儿在入院第1天的ADAMTS13活性显著低于存活者。该研究提示脓毒血症患儿的ADAMTS13活性均有不同程度下降，且ADAMTS13活性与患儿脓毒症的严重程度呈负相关，入院第1天的ADAMTS13活性显著下降与死亡风险增加相关。
门静脉血栓（PVT）与肝硬化患者预后密切相关，尤其是等待肝移植的患者。Lancellotti等[35]比较了24例发生PVT和60例未发生PVT肝硬化患者血清ADAMTS13、VWF水平，发现PVT组的ADAMTS13活性显著降低而VWF活性显著增高，但是两组之间的VWF抗原活性、凝血因子Ⅷ水平和静脉血栓栓塞危险因素没有显著性差异。多因素Logistic回归分析提示，只有ADAMTS13活性是肝硬化患者发生PVT的独立负相关因素。
最近，Stoll等[36]应用靶向基因测序对48位卒中儿童和未受累的兄弟姐妹进行分析，在ADAMTS13基因中确定了241个变异（单核苷酸多态性或碱基插入与缺失）。随后，他们选取了21个ADAMTS13的常见变异进行分析，发现10个单核苷酸变异与儿童卒中显著相关，其中2个ADAMTS13的单核苷酸变异（rs2285489和rs28793911）还与ADAMTS13水平相关。这提示ADAMTS13在儿童卒中诊断与预后评估方面的价值有待发掘。
ADAMTS13在TTP发病机制中的核心作用已有广泛研究，同时越来越多的证据表明ADAMTS13也在其他众多病理生理过程中发挥作用。目前研究主要涉及ADAMTS13在血栓以及炎症方面的作用，而这牵涉到众多疾病，因此ADAMTS13在这些疾病发病、治疗与预后中的利用价值有待深入研究。另一方面，以ADAMTS13为靶点的治疗手段正在试验阶段，未来的治疗方向是以这种新的治疗手段处理相关疾病，并且筛选可能从ADAMTS13相关治疗中获益的最佳患者群体。
