血清D-二聚體消除動力學模型構建對靜脈血栓栓塞的預測價值

朱志峰 金 劍 陶偉民 徐振東 張 海

1.同濟大學附屬婦產科醫院藥劑科，上海 200092；2.上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院藥物臨床試驗機構辦公室，上海 200011；3.同濟大學附屬婦產科醫院重癥監護室，上海 200092

靜脈血栓栓塞（venous thromboembolism，VTE）包括深靜脈血栓（deep vein thrombosis，DVT）和肺栓塞（pulmonary embolism，PE），血液淤滯、高凝和血管壁損傷都會增加VTE 風險[1]。血栓風險評估模型可預測血栓發生率，聯合D-二聚體能更好地評估[1-4]。D-二聚體排除VTE 的陰性預測值很高，但最佳抗凝療程尚無定論[3]。指南推薦婦科腫瘤患者抗凝療程為3 個月以上，產褥期患者抗凝療程6～12 周，抗凝時間是否延長可通過D-二聚體檢測提供更加個體化的信息[3,5]。根據藥代動力學理論，不同個體之間代謝速率不同，可通過建立數學模型描述D-二聚體清除過程[6]。D-二聚體來源于血栓主要成分交聯纖維蛋白的降解，D-二聚體清除過程可反饋血栓狀態。本研究通過構建D-二聚體清除動力學模型，計算抗凝期間D-二聚體清除速率，探索D-二聚體轉陰過程，為臨床提供治療依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2020 年1 月至2022 年12 月于同濟大學附屬婦產科醫院婦科或產科進行抗凝治療的79例患者的臨床資料。納入標準：①婦科或產科患者；②術后或產后VTE；③使用低分子肝素抗凝治療。排除標準：①D-二聚體濃度缺失；②未檢測抗凝血因子Xa；③術前發現血栓并進行抗凝治療；④術后血栓時間＞1個月；⑤抗凝時間＞42 d。

1.2 研究方法

VTE 診斷主要通過CT 下肺血管造影或下肢靜脈壓迫超聲檢查，結果陽性表示確診。查找病歷收集纖維蛋白原、D-二聚體、凝血酶原時間、部分凝血酶原時間、凝血酶時間、纖維蛋白降解產物、國際標準化比值、抗凝血因子Xa 等信息，用二級消除動力學模型擬合D-二聚體消除曲線，個體間變異用加法模型或指數模型，殘差變異模型用指數模型。模型中加入某一變量后，目標函數值（object function value，OFV）下降＞3.84，表示影響顯著，則該變量納入模型，并建立全量回歸模型。用后項剔除法刪除影響不顯著的變量，若OFV 上升＞6.63，則保留變量，獲得最終模型[6]。模型使用非線性混合效應模型（nonlinear mixed effects models，NONMEM）7.4 軟件計算參數，R 語言3.6.2 軟件及XPosed4 包畫圖。

1.3 模型的評價與驗證

擬合優度法：對模型中條件權重殘差與抗凝天數及群體預測值繪制散點圖，數據在x 軸零位線兩側均勻分布在±2 以內的模型較好。對模型中觀察值與群體預測值及個體預測值線性回歸，數據均勻分布在y=x軸兩側，則擬合精密度高。用NONMEM 自舉法執行最終模型1 000 次，比較最終模型和自舉法參數誤差。

1.4 模型應用

基于最終模型參數和D-二聚體濃度，采用最大后驗貝葉斯法計算個體參數，預測抗凝治療后的D-二聚體濃度。

2 結果

最終納入79 例患者，454 個D-二聚體測定值。其中，PE 64 例（81.01%），下肢靜脈栓塞4 例（5.06%），混合栓塞（PE+DVT）11 例（13.92%）；產科27 例，婦科52 例（癌癥患者14 例）。抗凝第1 天的纖維蛋白原、D-二聚體、纖維蛋白降解產物、凝血酶原時間、活化部分凝血活酶時間、凝血酶時間、國際標準化比值和抗凝血因子Xa 分別為（3.82±1.02）g/L、3.75（1.91，5.03）mg/L、（13.93±11.58）mg/L、（11.42±1.09）s、（28.21±4.48）s、（16.32±1.34）s、（0.98±0.10）和0.32（0.19，1.04）IU/ml。

2.1 模型結果

D-二聚體來自交聯纖維蛋白，生成速率符合米氏方程[8]（圖1 公式①），D-二聚體和血栓量（fibrin monomer complex，FMC）相關（圖1 公式②），最終模型使用二級消除動力學[8]描述D-二聚體清除過程（圖1公式③），估算清除率（KE）和D-二聚體初始值（C0）的群體典型值等參數，癌癥患者（CA）協變量納入清除率計算。NONMEM 控制文件中模型參數計算公式：C0=θC0×e?；KE=θKE×（1-θCA）+?。

圖1 模型框圖和計算公式

2.2 模型評價和驗證

最終模型OFV 值比基礎模型下降16.5，基礎模型（A）和最終模型（B）擬合優度見圖2，A1 和B1 描述群體預測值、個體預測值和觀察值的散點圖（線表示同一病例），A2 和B2 描述觀察值、個體預測值、群體預測值和抗凝天數的散點圖，A1、A2、B1 和B2 的觀察值和個體預測值接近；D-二聚體初始值變異較大，模型應用需建立在D-二聚體初始值基礎上計算個體參數；A3、A4、B3 和B4 中大部分點位于±2 以內。自舉法驗證結果見表1。

表1 D-二聚體清除動力學基礎模型、最終模型及自舉法驗證結果

圖2 基礎模型（A）和最終模型（B）的擬合優度診斷圖

刪除模型中初始D-二聚體之外數據，用最大后驗貝葉斯法預測模型中數據，結果觀察值和個體預測值呈線性，R2=0.75，平均百分比誤差為23.17%，平均絕對百分比誤差為48.93%。D-二聚體初始值較大的患者初期預測誤差較大，可以通過增加測定點減少后期預測誤差。按初始D-二聚體3.73 mg/L 計算達到陰性值0.5 mg/L 的時間平均17 d，初始半衰期2.68 d；癌癥患者達陰性需35 d，初始半衰期5.43 d。

3 討論

D-二聚體是交聯纖維蛋白降解標志物，表明凝血和纖溶激活增加[9-12]。患者血栓主要發生在術后2～3 d，D-二聚體中位數3.75 mg/L，95%以上血栓發生在術后1 周內，抗凝治療1 個月內下降到正常[13]。術后第5 天D-二聚體是下肢靜脈血栓的獨立危險因素，D-二聚體和血栓體積顯著相關，D-二聚體陰性可排除DVT 或PE[14-16]。

本研究結果發現，婦科惡性腫瘤患者D-二聚體消除較慢。惡性腫瘤細胞表面過表達的組織因子可導致凝血激活[17-18]。乙酰肝素酶在癌癥中高表達使肝素鏈碎片化而減弱抗凝血酶的活性[19-21]；腫瘤細胞表面葡萄糖調節蛋白能與組織型纖溶酶原激活物結合，高表達時纖溶酶生成減慢，表現為D-二聚體下降緩慢[21]。術后D-二聚體是惡性腫瘤患者下肢靜脈血栓形成的獨立危險因素[13-14,23]。在惡性腫瘤患者中，VTE 患者D-二聚體水平每個月增加約0.47 mg/L，無VTE 患者D-二聚體水平基本不變[24]。

經過擬合，D-二聚體最終模型使用二級消除動力學模型，癌癥患者作為消除速率的協變量納入模型。術后7 d 凝血和纖溶系統基本穩定，D-二聚體下降較慢或者上升的患者血栓風險較高，可定期復查排除血栓復發風險[25]。抗凝血因子Xa 變量未能納入模型，但每日1 次低分子肝素給藥發現血栓后，每隔12 h 給藥1次可緩解，提示抗凝需足量治療，初期治療未達凝血因子Xa 目標濃度D-二聚體可能上升，長療程患者減量延長抗凝治療對降低血栓發生率有優勢[26-28]。

綜上所述，本研究模型能較好地預測婦產科患者術后抗凝治療期間D-二聚體的變化過程。本研究也存在一些不足之處，作為一項單中心的回顧性研究，由于醫院規模的限制和臨床資料的缺失，在研究中可納入的研究對象較少，且缺少完全健康女性數據作為對照，故后續仍需要進一步擴大樣本量。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。