膿毒癥相關性血小板減少癥的研究進展

程 蓮,何 鑫,劉志武,金鳳玲

(1.蘭州大學第一臨床醫學院，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學第一醫院檢驗科，甘肅 蘭州 730000；3.蘭州大學第一醫院醫院感染管理科，甘肅 蘭州 730000)

膿毒癥被定義為“感染調節宿主反應引起危及生命的器官功能障礙”[1]。膿毒癥患者的死亡與多器官功能衰竭(MOF)的發生有關。MOF發生的部分原因是微血管血栓形成和內皮細胞功能障礙，包括血小板減少。血小板減少是公認的膿毒癥預后不良表現，與病死率和重癥監護病房(ICU)住院時間成正比[2]。目前為止，人們已經證實血小板具有多種生物學功能，不僅在止血和血栓形成方面，而且在宿主防御、炎癥、免疫反應、組織修復和再生方面也有重要作用[3-4]。血小板是止血和炎癥的主要效應細胞，在膿毒癥及其并發癥中扮演重要角色。血小板可促進炎癥、彌散性血管內凝血(DIC)和微血栓形成的發展，進而導致MOF。血小板的不適當聚集和活化是膿毒癥相關性并發癥(如急性肺損傷和急性腎損傷)發生的關鍵事件。臨床上，血小板減少與膿毒癥導致多器官功能障礙密切相關[3]。本文就膿毒癥相關性血小板減少的機制及治療進行綜述。

1 發病機制

1.1 血小板生成減少 血小板是骨髓中成熟的巨核細胞胞漿脫落的小塊胞質。當膿毒癥患者發生血小板生成減少時，主要是因為骨髓中巨核細胞的生長受到抑制。膿毒癥發生時，細菌、病毒及真菌等病原體及其產生的毒素均可抑制骨髓巨核細胞的成熟及分裂。感染時機體產生的炎癥介質以及免疫反應失調過程中產生的一些免疫調節因子也可抑制骨髓巨核細胞的功能。機體的狀態如營養不良以及治療過程中使用的某些藥物亦對骨髓巨核細胞產生抑制作用。巨核細胞的生長、增殖、分化、成熟和血小板的生成主要是靠血小板生成素調節[5]。故當血小板生成素受到干擾而減少時，也會導致血小板生成降低，最終導致其數量減少[6]。

1.2 血小板消耗 膿毒癥可導致機體凝血系統激活和免疫反應失調，最終發生DIC，其特征是微血栓形成和出血。據統計，超過1/3的嚴重膿毒癥與DIC有關[7]。膿毒癥的促炎反應可導致凝血系統激活，后者會導致凝血酶的生成和血小板活化。血小板被活化后可與內皮細胞黏附，也可黏附在循環白細胞上形成血小板-白細胞聚集(PLA)，然后PLA通過正反饋的形式使失調的宿主反應不斷放大[8-10]。在上述過程中，血小板不斷被消耗，不能回到血液循環中，最終使血小板數量下降[11]。因此，在膿毒癥合并DIC的病例中，發生血小板減少癥的部分原因可解釋為消耗性凝血病。

1.3 血小板滯留 注射脂多糖(LPS)后，大鼠脾的邊緣區中有大量血小板聚集，血小板聚集在脾邊緣區的位置似乎與巨噬細胞的存在有關[12]。CD169+巨噬細胞作為脾邊緣區巨噬細胞的一個子集，是宿主在循環中遇到病原體的第一道防線，并積極參與對細菌和病毒感染的防御[13-14]。靜脈注射的LPS主要被脾邊緣區的巨噬細胞吞噬，皮下注射的LPS在引流淋巴結的CD169+巨噬細胞膜內或膜上被發現[12]。因此，可推斷注射的LPS能被脾CD169+巨噬細胞攝取，進而誘導其活化和釋放細胞因子，從而激活血小板，形成大量血小板聚集[12]。此外，在LPS誘導的炎癥條件下，輸注的人血小板不僅可以與大鼠體內激活的內源性血小板相互作用，也能與大鼠的其他細胞(如中性粒細胞和內皮細胞)相互作用[12]。這些相互作用可能導致更多的血小板被滯留、消耗在脾中。

當病原體進入肝微血管時，其會激活組織內的巨噬細胞(竇狀內皮細胞和庫普弗細胞)。據報道，血小板與肝的庫普弗細胞協同作用，可消除蠟樣芽孢桿菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)引起的血流感染[15]。在未感染的情況下，血小板通過GPIb與庫普弗細胞上表達的血管性血友病因子(vWF)結合而相互作用。然而，當機體受到感染時，庫普弗細胞先迅速捕獲細菌，隨后血小板在庫普弗細胞表面聚集，再通過GPIb與固定在庫普弗細胞表面的vWF結合，包裹細菌。此過程血小板和庫普弗細胞需要通過αIIbβ3進行相互作用才能形成穩定的聚集體[16]。因此，膿毒癥期間血小板與肝中的庫普弗細胞形成聚集體，滯留在肝中，也是造成外周血小板減少的原因之一。

研究[17]表明，在LPS進入后，血小板通過與肺、肝中黏附的中性粒細胞結合而在肺和肝中被隔離，使外周血小板減少。在膿毒癥期間，細菌中脂多糖的脫落不適當地激活中性粒細胞，并導致中性粒細胞卡在肺毛細血管和肝血竇中[17]，此也是外周血小板減少的原因之一。

1.4 血液稀釋 Bedet等[18]研究發現膿毒癥伴血小板減少組患者血漿蛋白濃度、凝血酶原比值和纖維蛋白原濃度明顯低于對照組，而乳酸水平和累積體液平衡(至血小板計數最低時)相比對照組顯著升高。表明血小板減少與低蛋白濃度、低凝血酶原比值和高體液平衡之間存在著某種關系，這種關系可能是血液稀釋作用所引起。膿毒癥初期，機體大量靜脈輸液，尤其是那些組織灌注不足(乳酸水平升高)的患者，大量靜脈輸液可導致血漿蛋白濃度降低、外周血小板計數減少。

1.5 血小板破壞增多 血液中有大量的血小板及其免疫受體，全身性免疫觸發劑也可在循環中(即在無內皮或組織損傷的情況下)激活血小板。當免疫宿主中的抗體識別出血液中的微生物抗原或其毒素時，在膿毒癥期間也會形成免疫復合物(IC)[19]。IC與細胞反應之間的病理聯系是由Fcγ受體(FcγR)家族成員介導的。FcγRIIA是低親和力受體，也是人類血小板中唯一表達的FcγR，因此是血液中表達最豐富的受體[20]。研究[19-21]表明，使用內毒素、病毒或其他常用抗原感染轉基因小鼠(血小板和某些白細胞上可表達FcγRIIA的小鼠)時，小鼠體內均可發生免疫反應，產生ICs，出現典型的膿毒血癥或過敏性休克的癥狀。當對轉基因小鼠注射熱聚集的IgG(作為ICs的替代物)時，也會出現上述癥狀。研究人員評估ICs對幾乎去除了所有血小板(>98%)的小鼠或缺乏FcγRIIA的野生型小鼠的影響時發現，小鼠未發生敗血癥休克或過敏性休克反應，表明血小板在循環IC誘發的休克過程中起關鍵作用[21]。

唾液酸是一種廣泛存在于生物體內的天然糖酸化合物。血小板膜上糖蛋白鏈的末端被唾液酸覆蓋，以保護血小板不被破壞。唾液酸酶，也稱為神經氨酸酶，是唾液酸釋放的糖苷外切酶，其在自然界中可催化唾液酸和唾液酸共結合物末端唾液酸[22]。唾液酸酶廣泛存在于病毒、細菌和哺乳動物細胞中。此外，靜息血小板也含有唾液酸酶的內池[22]。無論是內源性還是外源性唾液酸酶都可以水解血小板糖蛋白末端的唾液酸部分。多項鼠模型研究[23]表明，在感染期間釋放或上調唾液酸酶會加速水解血小板糖蛋白中的唾液酸，導致血小板被破壞。去唾液酸化會導致血小板上β-半乳糖殘基暴露，肝細胞上的微粒體可識別該殘基，并最終導致血小板被肝吞，說明去唾液酸化是疾病導致血小板減少及輸注血小板后血小板減少的部分原因[22]。

1.6 血小板被激活 在膿毒癥中，炎癥和凝血級聯反應的觸發，以及內皮細胞的損傷，都會導致血小板激活，再通過與病原體的直接相互作用而得到進一步激活。在完整的循環系統中，血小板以高剪切速率循環，并通過內皮細胞分泌的前列環素和一氧化氮維持在非活性狀態。在膿毒癥期間，炎癥誘導的凝血反應會生成大量凝血酶。凝血酶在血小板激活過程中起重要作用，可激活血小板膜上的蛋白酶激活受體(PAR)1、PAR3和PAR4，最終使血小板活化、聚集[24]。膿毒癥的發病機制還表現為內皮細胞損傷、凋亡，內皮下膠原暴露，同時大量的vWF從內皮細胞中釋放，分別與血小板上的GPVI及GPIbα-GPIX-GPV結合，介導血小板活化、聚集[25]。此外，內皮細胞也可表達組織因子(TF)，分別與血小板上的GPVI和GPIbα-GPIX-GPV結合，介導血小板活化、聚集[25]。TF可通過啟動外源性凝血途徑，產生大量的凝血酶，從而啟動大量的血小板活化以及血小板和免疫細胞的聚集。在細菌感染所致的膿毒癥中補體系統也會被激活[24]。血小板在先天性免疫反應過程中被激活可產生幾種蛋白質，這些蛋白質有助于微生物的溶解和炎癥反應的調節，并將先天免疫與適應性免疫反應聯系起來。補體成分C1q還可以通過C1q受體(C1qR)激活血小板。Kerrigan等[24]通過加熱血清或用酵母多糖去除補體蛋白而使補體失活可抑制金黃色葡萄球菌ClfA或ClfB(Q235A)引起的血小板活化和聚集，表明補體在誘導血小板活化和聚集中意義重大。

近年來，多種細菌均被證明可通過一種在血小板上表達，并結合IgG的I型跨膜受體FcγRIIa(Mr35-40 kda)激活血小板[24]。抑制FcγRIIa受體可防止多種細菌感染引起的血小板聚集[24]。事實上，FcγRIIa需要GPIIb/IIIa或GPIba受體的聚集才能觸發血小板活化。Boylan等[26]也證明FcγRIIa在GPIIb/IIIa介導的外向內信號放大過程有重要作用。纖維蛋白原是連接血小板的橋梁，活化的GPIIb/IIIa可通過與其結合，從而介導血小板活化，活化的血小板通過促進凝血級聯、TXA2和ADP的釋放，進一步促進血小板活化。血小板活化可導致形態改變、聚集形成、顆粒物釋放和血小板微粒脫落。

此外，介導血小板-細菌相互作用的還有其他血小板受體GPIBα、PAR1、補體受體C1QR和Toll樣受體(Toll-like receptors，TLR)。膿毒癥與細胞大量死亡有關，細胞死亡后會釋放出組蛋白，組蛋白通過與血小板TLR2和TLR4結合，促進凝血酶生成。Blair等[27]研究發現，肺炎鏈球菌以依賴TLR2的方式誘導血小板聚集和致密顆粒的分泌，用抑制性TLR2抗體預孵育血小板可抑制肺炎鏈球菌誘導的血小板聚集和致密顆粒的分泌，此外還發現，牙齦卟啉單胞菌也以依賴TLR2的方式誘導血小板與中性粒細胞聚集，TLR2缺陷小鼠這種反應顯著降低，顯著突出了TLR2受體在牙齦桿菌血小板識別中的重要性。注射LPS可導致野生型(WT)小鼠發生血小板大量減少，但TLR4缺陷小鼠不會發生血小板聚集[28]。血小板TLR4活化還誘導血小板與中性粒細胞黏附結合，從而導致中性粒細胞的強烈活化和中性粒細胞細胞外陷阱(NETs)的形成[29-30]。NETs是一種復雜的DNA網狀結構，具有中性粒細胞蛋白水解酶活性，在感染初期可以捕獲、中和并殺死細菌、真菌、病毒和寄生蟲，被認為可以防止病原體傳播[17]。然而，如果調節不當，NETs也會損傷機體自身細胞和組織。

2 關于膿毒癥相關性血小板減少癥的治療

2.1 輸注血小板 增加血小板減少癥患者血小板最常見的臨床治療方法是血小板輸注。2016年膿毒癥生存指南[31]中指出：對于嚴重膿毒癥患者，建議在無明顯出血的情況下，當血小板計數≤10×109/L時，應預防性輸注血小板；當血小板計數≤20×109/L時，但患者有顯著的出血風險，也應預防性輸注血小板。對于活動性出血、手術或侵入性手術，建議增加血小板計數(≥50×109/L)。理論上，一個標準單位劑量的血小板輸注可使血小板計數增加20×109/L，但實際由于資源匱乏、輸血相關免疫和感染并發癥、輸血無效和血小板抗體產生等原因，臨床上輸注血小板需嚴格掌握其輸注指征，并結合患者病情進行合理、有效地輸注。

2.2 白細胞介素(IL)11 IL-11是一種血小板生長因子，重組人白介素-11(rhIL-11)可誘導巨核細胞成熟、脫落產生血小板。此外rhIL-11還參與調節其他非造血細胞的活性，包括調控腸上皮細胞生長、破骨細胞增殖、宿主反應和釋放炎癥因子[32]。Schwertz等[33]報道rhIL-11可促進血小板數量增加，降低TNF-α和IL-6的表達，減輕機體炎癥反應，最終降低血小板減少癥患者病死率。然而，rhIL-11不能增加巨核細胞數量，且其臨床療效相對較慢。此外，rhIL-11本身是一種炎癥因子，有許多不良反應(包括水鈉潴留、組織水腫、胸腔積液、急性肺水腫、心律失常)，限制了rhIL-11在膿毒癥中的臨床應用[3]。

2.3 唾液酸酶抑制劑 奧司他韋(oseltamivir)是一種臨床上使用廣泛且效果明顯的抗流感藥物。其是一種病毒唾液酸酶抑制劑，可通過阻止子代病毒粒子的釋放，從而達到限制感染擴散的效果。多項研究[34]表明，奧司他韋可用于治療感染相關性血小板減少癥，可提高血小板減少癥患兒和成人流感患者的血小板計數。Grewal等[35]研究發現，將血小板計數<50×109/L的嚴重膿毒癥患者隨機分為單獨使用抗菌藥物或聯合使用奧司他韋組，結果表明，在抗菌藥物治療中加用奧司他韋可顯著提高血小板應答率，縮短血小板恢復時間，減少血小板輸注。表明血小板去唾液酸化是敗血癥期間血小板減少癥的一種新機制，為化膿性血小板減少癥的臨床治療提供有價值的理論基礎和治療靶點。

2.4 促血小板生成素(TPO) TPO可刺激巨核細胞形成的各個階段，尤其增加血小板數量。此外，TPO也可通過改善T淋巴細胞功能，調節炎癥介質釋放，減輕內皮細胞損傷，最終減少血小板聚集和消耗[36]。Wu等[37]研究發現，與對照組相比，重組人血小板生成素(rhTPO)組血小板明顯更快地恢復至正常水平，并在研究結束時顯著升高。此外該研究還發現，接受rhTPO治療(ITPO)組接受血小板輸注的可能性顯著降低，顯示rhTPO在減少血小板或輸血方面的潛在作用。組間病死率比較，差異有統計學意義，顯示rhTPO治療的潛在作用[37]。Kong等[38]也報道rhTPO能有效增加妊娠期免疫性血小板減少癥患者的血小板數量，且無不良反應，說明rhTPO是一種安全的藥物。

3 展望

血小板在機體止血過程中起至關重要的作用，可在內皮細胞水平上穩定血栓。在炎癥狀態下，血小板具有促進凝血因子激活和細胞聚集的作用，可導致機體反應失調。膿毒癥時細菌與血小板的直接相互作用、內毒素介導的血小板活化及循環免疫復合物的影響等都會導致血小板減少。血小板減少是膿毒癥患者最常見的并發癥之一，與膿毒癥的嚴重程度呈正相關，與病死率成正相關。因此，明確膿毒癥相關性血小板減少癥的發病機制，針對該機制進行合理、有效地治療，對改善膿毒癥患者預后至關重要。但目前國內外對膿毒癥發生時血小板減少的動態變化研究較少，若能明確其變化規律，盡早采取相應措施，對改善患者的預后具有積極作用。此外，若能將血小板與其他實驗室指標聯合分析，盡早診斷膿毒癥相關性血小板減少，從而采取有效地治療，也是未來的一個研究方向。