靜脈血栓栓塞癥的發病機制及早期診斷標志物的研究進展

劉勁燕，郭 璐△

(1.成都醫學院·臨床醫學院，四川 成都 610500；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院呼吸與危重癥醫學科，四川 成都 610072)

靜脈血栓栓塞癥(venous thromboembolism，VTE)包括深靜脈血栓形成(deep venous thrombosis，DVT)和肺血栓栓塞癥(pulmonary thromboembolism，PTE)。DVT是指血液在深靜脈內異常凝結，導致靜脈回流障礙的疾病。PTE是指來自靜脈系統或右心的血栓阻塞肺動脈或其分支所致疾病，即通常所說的肺栓塞(pulmonary embolism，PE)。研究顯示，靜脈血栓栓塞癥年發生率為(100～200)/10萬，已成為繼心肌梗死和卒中后第三種最常見的心血管疾病[1]。本文就VTE相關的發病機制及實驗室檢測指標方面進行綜述，以期有助于血栓的早期診療，減少血栓相關不良事件的發生。

1 發病機制

1.1 遺傳因素與VTEVTE是一種與后天和遺傳多種危險因素相關的疾病。遺傳因素與VTE風險關系從20世紀60年代開始到2010年，已有超過88個基因與VTE相關，大約30%的特發性VTE是由于基因缺陷引起[2]。既往研究已在不同種族群體中觀察到了VTE的遺傳易感性，印證了基因缺陷在VTE發生中的重要作用。FV Leiden突變、凝血酶原G20210 A突變、抗凝血酶缺乏癥和ABO血型等是西方人群的主要遺傳危險因素，而對于亞洲人口則是罕見的；相反，PROC(c.565 C>T和c.574576 da/del)、PROS 1(c.586 A>G)和血栓調節蛋白基因(THBD)(c.151 G>T)等在亞洲人中很常見[3]。近年來，隨著全基因組關聯研究(GWASs)等新技術的出現，不僅證實了VTE已確定的遺傳危險因素，而且發現了更多新的遺傳危險因素，如糖蛋白6(GP6)、人類免疫缺陷病毒Ⅰ型增強子結合蛋白1(HIVEP1)、KNG1和BAI3等[3]。

1.2 Virchow’s三要素與VTE1856年，德國醫師Rudolf Virchow首次描述了導致靜脈血栓形成的Virchow’s三要素，即血流淤滯、血管損傷和高凝狀態[4]。靜脈血栓的發生發展始于瓣膜或靜脈竇[5]。雖然瓣膜有助于促進血液通過靜脈循環，但它們也是靜脈淤滯和缺氧的潛在位置。瓣膜竇血液淤滯與缺氧和血細胞比容增加形成高凝微環境可能導致抗血栓蛋白質，如血栓調節蛋白(thrombomodulin，TM)和內皮蛋白C受體(endothelial protein C receptor，EPCR)表達的下調，從而促血栓形成。低氧還會促進某些促凝劑，如內皮組織因子(tissue factor，TF)和P-選擇素(P-selectin，sP-sel)的上調，進而導致白細胞或單核細胞衍生的含組織因子的白細胞微粒的募集[5]。雖然組織因子在這一過程中表達的確切位置仍存爭議，但人們普遍認為，組織因子與P-選擇素一起是血栓形成的基本成分[6]。血流量不足，纖維蛋白的沉積會局部激活凝血因子，與此同時，凝血抑制劑被消耗，而沒有新抑制劑的流入[6]。抗凝血途徑如蛋白C途徑，它是由EPCR和與TM結合的凝血酶所觸發，導致輔助因子Va和VIIIa的失活；組織因子引起的凝血被組織因子抑制劑所抑制；凝血酶則被抗凝血酶所阻斷，反過來抗凝血酶又被類肝素蛋白多糖刺激[6]。隨著凝血級聯的展開，纖維蛋白、紅細胞和血小板形成了所謂的靜脈血栓并在血管內沉積。雖然靜脈淤滯是靜脈血栓形成的主要因素，但很少是造成血栓形成的唯一因素[6]。靜脈淤滯和血管損傷或高凝狀態的并存，大大增加了血栓形成的風險。

1.3 炎癥、免疫與VTE近年來越來越多的證據表明，影響VTE形成的因素不僅僅局限于凝血系統，免疫系統與炎癥也與血栓的形成和降解密切相關，三者的作用錯綜復雜，其間關系仍在探索中。

1.3.1炎癥與VTE 炎癥在VTE發生發展中的貢獻需要從增強高凝狀態和增加內皮損傷兩方面來考慮。血栓形成的第一個事件可能是內皮細胞、血小板和白細胞激活，隨后炎癥發生和微粒形成，通過誘導TF(主要是由微粒攜帶的TF)觸發凝血系統，這可能導致高凝狀態[7]。血栓形成和溶解都與一系列炎癥級聯有關。有研究表明，在大約15%的肺血栓內膜切除標本中發現了中至重度炎癥，并且，免疫/炎癥基因占在VTE影響下表達顯著改變的基因的近10%[8]。細菌性膿毒癥是急性全身炎癥反應后由內皮損傷和組織因子表達引起的炎癥觸發凝血的典型例子[9]。膿毒癥導致凝血因子和血小板的激活和消耗，以及纖溶功能受損、內皮屏障破壞和血栓調節蛋白等生理抗血栓因子的喪失[10]。膿毒癥中炎癥與凝血之間存在明顯的相互作用，內皮的促凝特性尤為突出，如TF和血管性血友病因子(von Willebrand factor，vWF)的表達、激活與血小板的相互作用、促凝微粒的釋放、組織因子途徑抑制劑(tissue factor pathway inhibitor，TFPI)和蛋白C/S抗凝系統的下調、纖溶抑制[9]。

1.3.2免疫與VTE 人體經歷物理創傷、感染等各種“威脅”是不可避免的，而免疫系統則可通過一系列的機制來識別這些危險或警報信號。凝血級聯和抗炎反應之間有著密切的相互調節的關鍵因素，免疫系統如何識別外源性病原體的過程使得這兩種機制之間的協同作用變得清晰，并由凝血機制將三者緊密地聯系在一起[11]，以清除“威脅”。Engelmann和Massberg將這些相互作用稱為“免疫血栓”，顯示了它們之間微妙的平衡和協同作用[12]。多形核細胞、單核細胞和血小板是免疫血栓形成的主要細胞成分。這些細胞表達模式識別受體(PRRs)是止血和炎癥反應密切調控的標志[11]。中性粒細胞可通過吞噬作用參與病原體的清除。從中性粒細胞產生的中性粒細胞外網狀陷阱(neutrophil extracellular traps，NETs)產生于對感染的反應，最初的特點是在宿主抵御微生物的過程中發揮著作用[13]。NETs還能通過激活內源性凝血級聯、刺激血小板活化以及通過局部富集中性粒細胞彈性蛋白酶和髓過氧化物酶以切割和氧化抗凝血劑(如TFPI和血栓調節蛋白)來支持免疫血栓的形成[13]。最后，NETs與血管內組織因子(ITF)結合，激活凝血的外源性途徑[11]。單核細胞則可通過產生含ITF的微粒參與免疫血栓形成[11]。補體系統(特別是激活的補體成分C3a和C5a)通過觸發血小板活化來支持免疫血栓形成[12]。免疫血栓形成的臨界微妙平衡可被一系列炎癥或外部機制改變，從而可導致病理性血栓如VTE形成。

2 VTE早期診斷標志物

2.2 凝血-纖溶相關指標

2.2.1凝血酶-抗凝血酶復合物(thrombin-antithrombin complex，TAT) 生理情況下，體內凝血酶原生成極少量的凝血酶，凝血酶生成后很快與抗凝血酶以1∶1結合成TAT而失去活性，以維持機體凝血/抗凝的平衡。TAT能夠敏感地反映體內凝血酶的生成。TAT水平在血栓前狀態可明顯升高，所以臨床上可以通過檢測 TAT的水平來反映機體內血液高凝狀態。Kansuke等的一項單中心前瞻性觀察性研究表明，近半數膿毒癥患者初期出現嚴重的凝血病，在重癥監護病房入院時單次測定TAT能夠早期發現嚴重的凝血病[14]。另一項研究顯示，下肢骨盆骨折患者術后第1、3、7天TAT水平在發生了VTE的患者中明顯高于無VTE患者，經ROC曲線分析，術后第7天的TAT檢測對預測術后VTE的準確率最高，且最佳截斷TAT水平為3.0 ng/ml時，靈敏度和特異性分別為93.3%和70.1%[15]。

2.2.2D-二聚體(D-dimer) D-二聚體在交聯纖維蛋白形成和降解時產生，提供了凝血和纖溶系統激活的全局標志，并作為血栓性活動的間接標志。由于血管外纖維蛋白被局部纖溶酶降解為D-二聚體，后者分子量小，容易擴散到血流中。在其他條件下，如手術、創傷、感染、惡性腫瘤等，D-二聚體水平也升高[16]。以往觀察表明，D-二聚體對排除VTE有較高的陰性預測價值，而對VTE的陽性預測值很低，因此D-二聚體測定僅作為排除性試驗。此外，D-二聚體的診斷特異性隨著年齡的升高而逐漸下降，以年齡調整臨界值可以提高D-二聚體對老年患者的診斷特異性，并在排除可疑急性肺栓塞方面更安全有效。證據顯示，隨年齡調整的D-二聚體臨界值[>50歲患者為年齡(歲)×10 μg/L]可使特異度增加到34%～46%，敏感度>97%[16]。

2.2.3組織型纖溶酶原激活物-纖溶酶原激活物抑制劑復合物(tissue type plasminogen activator-plasminogen activated inhibitor complex，t-PAI-C) 組織型纖溶酶原激活劑(tissue plasminogen activator，t-PA)和纖溶酶原激活物抑制物-1(plasminogen activator inhibitor type-1，PAI-1)是兩種重要的纖溶活性調節因子。血管內皮細胞產生的t-PA，將在肝臟產生釋放到血液中的纖溶酶原轉化為纖溶酶，從而激活纖溶系統[17]。當內皮細胞損傷時，t-PA和PAI-1都釋放，并迅速以1∶1結合形成t-PAI-C，因此可認為t-PAI-C也是血管內皮細胞損害指標的分子標志物。國內有學者通過對創傷骨折手術病人進行觀察，發現血漿t-PAI-C濃度增高對術后靜脈血栓形成有著良好的輔助診斷價值[18]。

2.2.4纖溶酶-α2纖溶酶抑制劑復合物(plasmin-α2plasmin inhibitor complex，PIC) 體內纖溶酶生成后很快被纖溶酶抑制劑(α2-plasmin inhibitor，α2-AP)以1∶1中和形成PIC，測定血漿PIC的濃度可反映與纖溶酶抑制劑結合的纖溶酶水平。機體內纖溶活性與抗纖溶活性的動態平衡產生了PIC水平變化，因此它是反映機體內纖溶與抗纖溶動態平衡的良好分子指標。在非溶栓治療狀態下，血栓形成前期以及纖溶亢進時PIC濃度明顯升高，溶栓過程中α2-AP被消耗而致PIC值改變，亦可以提示溶栓治療效果[19]。Ikeda等通過對183例接受婦科腹部手術的患者研究發現，PIC、年齡和腫瘤橫向直徑是VTE風險的重要獨立決定因素[20]。另一項實驗中則聯合應用TAT、PIC，發現在接受惡性腫瘤化療的住院日本患者中，TAT增高而PIC未增加可能是VTE發生的獨立危險因素[21]。

2.2.5血栓調節蛋白 血管內皮損傷是血栓的形成的主要原因之一。TM系一種跨膜糖蛋白，存在于血管內皮細胞表面。當內皮細胞損傷時，TM則脫落入血使得血漿TM水平增加，因此，血漿TM的濃度增加能夠可靠地反映血管內皮的損傷。此前學者們已證明TM水平與內皮細胞損傷程度成正相關。TM水平的檢測已經作為反映血管內皮細胞損傷的敏感且可靠的指標。與此同時，TM是使凝血酶由促凝轉向抗凝的重要血管內凝血抑制因子[22]。既往研究已表明THBD突變與血栓形成密切相關[3]。

2.3 P-選擇素P-選擇素由活化血小板的α顆粒和內皮細胞的Weibel-Palade小體中釋放，是細胞粘附分子家族中的一員。細胞表面P-選擇素輔助白細胞黏附血栓，而血小板P-選擇素則進一步束縛白細胞，促進靜脈血栓形成。P-選擇素還可觸發促凝微顆粒的釋放，增加單核細胞組織因子的表達。可溶性P-選擇素(sP-sel)被認為是一種比D-二聚體具有更好診斷性能的生物標志物。Vandy等和Ramacciotti等發現與D-二聚體相比，當結合Wells評分≥2時，sP-sel>90 ng/ml的陽性預測值為100%[23，24]，sP-sel<60 ng/ml和低概率Wells評分排除DVT的敏感性為99%，陰性預測值為96%[24]。在Antonopoulos等對sP-sel的Meta分析中顯示，VTE患者或單純DVT患者的sP-sel顯著增加，在研究中異質性最小，且sP-sel的綜合敏感性和特異性分別為0.57和0.73[25]。此外，隨著血栓程度的增加，sP-sel水平增加的趨勢也不明顯[23]。由此可以看出，sP-sel能夠反映血栓的存在，但并不能反映血栓的程度。

隨著人們對血栓性疾病的逐漸重視，對VTE的認識也在不斷深入，但不難看出，VTE的發生發展機制是極其復雜的，涉及到的生物學標志物亦是多樣且優劣性不一。如何能簡便、快速、便宜且安全地盡早發現VTE，并及時預防或治療是我們關注的熱點，也值得我們未來更廣泛、更深入的研究。