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血浆中微粒的促凝作用和抗凝作用

更新时间:2020-07-07 08:47点击:

微粒(MPs)是一种存在于血浆中的直径介于0.1~1.0μm的完整囊泡,生理条件下主要由被激活或凋亡的血细胞及内皮细胞释放,病理状态下肿瘤细胞也可以释放MPs入血。研究证实,MPs是一种结构复杂的复合体,它们携带大量来源于母细胞的细胞表面受体、mRNA及生物活性物质,生理条件下在维持出凝血动态平衡以及细胞间信息传递中发挥多重作用。
 
  大量研究已证实MPs具有明显的促凝活性,与多种疾病及药物相关的凝血功能紊乱关系密切;另一方面,MPs的抗凝及促纤溶活性及其在伴随出凝血问题的疾病中的作用也逐渐受到人们的关注,这里就MPs在生理及病理状态下的促凝、抗凝及促纤溶作用的研究进展进行综述。
 
  1 MPs形成及分类
  
  MPs的形成是一个复杂的过程,其确切的形成机制目前尚不清楚,但可以明确的是MPs的形成是一个被精确调控的过程,而并非随意的。正常情况下,细胞膜的磷脂分布具不对称性,卵磷脂和鞘磷脂多分布在胞膜的外层,而氨基磷脂和磷脂酰丝氨酸(PS)多分布在胞膜的内层。当细胞受一定因素刺激发生活化或凋亡时,细胞内的钙离子浓度增加,通过抑制flippase(调节胞膜外层磷脂内向转位),并激活floppase(可以调节胞膜内层磷脂外向转位)和Scramblase(一种兼具有floppase和flip-pase作用的混杂酶),使胞膜磷脂不对称性消失,同时细胞骨架结构发生改变,胞膜局部“出芽”形成囊泡,囊泡脱落后即形成MPs.另外,当细胞受机械损伤、炎症、毒物等病理因素刺激,细胞膜完整性及细胞骨架被破坏时,也会有MPs释放。可以看出,细胞骨架的重组或破坏在MPs释放过程中发挥了重要作用。
 
  根据细胞来源不同,MPs可分为血小板来源MPs(PMPs)、内皮细胞来源MPs(EMPs)、单核细胞来源MPs(MMPs)及肿瘤细胞来源MPs等。正常情况下,外周血中的MPs主要为PMPs〔1〕,在不同的病理状态下,其他细胞来源的MPs也会增加。
 
  2 MPs的促凝作用
  
  2.1生理条件下MPs的促凝作用及机制
  
  Aleman等〔2〕在研究MMPs和PMPs在纤维蛋白及血栓形成中的作用时发现,MMPs可单独启动外源性凝血途径,生成凝血酶及纤维蛋白;而PMPs不能自发启动凝血,只有在血管损伤,暴露的内皮下胶原及组织因子(TF)启动外源性凝血系统时,PMPs才能表现出促进血浆凝血酶及纤维蛋白生成活性,这提示PMPs主要参与生理性止血,而MMPs可能参与病理条件下的高凝状态及自发血栓的形成。
 
  Merten等〔3〕进一步研究发现,与血小板的聚集机制相似,PMPs可通过其细胞膜上携带的糖蛋白Ⅱb/Ⅲa(GPⅡb/Ⅲa)与黏连糖蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白等多种血管内皮基质结合。与血小板不同 的 是,PMPs几 乎 不 与 血 管 性 血 友 病 因 子(vWF)绑定,这可能与PMPs膜上GPⅡb/Ⅲa结构发生了变化有关。
 
  研究还发现,PMPs除了自身所具备的促凝作用外,尚可促进血小板间的聚集并粘附于血管内皮,与血小板共同参与促凝作用。血小板的活化是PMPs发挥作用的先决条件,活化后的血小板其膜表面GPⅡb/Ⅲa构型发生变化,使GPⅡb/Ⅲa受体与配体纤维蛋白原结合加强,纤维蛋白原可作为PMPs与血小板结合的桥梁。
 
  2.1.1 TF+MPs介导的促凝血活性TF是凝血因子FⅦ和FⅦa的受体,TF:FⅦa复合物能激活FⅨ和FⅩ,在内源和外源性凝血途径中均发挥重要作用,TF:FⅦa复合物是止血的基础(图1)。据报导 循 环 中 具 有 促 凝 活 性 的TF主 要 来 源 于MMPs〔4〕.
 
  体外实验发现,在被TF启动凝血的血液中,加入TF+MPs可使血栓形成时间缩短,但凝血酶含量并未增加,提示TF+MPs主要在启动凝血中发挥作用〔5〕.
 
  健康人的TF+MPs水平及活性很低,在抗凝系统作用下不会引起高凝状态或自发血栓形成。
 
  在血管损伤时,血管壁暴露的TF可启动凝血途径,在局部形成血栓,受损的血管被血栓覆盖,从而避免了病理性血栓形成。当循环中TF+MPs明显增多时,它们可随循环血流聚集到受损血管局部覆盖的血栓上,重新启动凝血并可形成致病性血栓。
 
  已有实验证实〔6〕,健康人或小鼠体内,较大血管的内皮细胞可表达相对更多的TF,其含量大约是循环TF+MPs所表达TF含量的1 000倍,据此推测循环中TF+MPs主要在小血管以及TF低表达的器官,如肝脏、骨骼肌内发挥促凝作用。但是目前仍不明 确 的 是,在 健 康 人 血 浆 中 存 在 的 低 水 平TF+MPs,是否在生理性凝血反应中发挥主要作用,以及TF+MPs是否可作为预测个体血栓形成风险的生物标记物。
 
  有学者还发现〔7〕,唾液中除含有溶菌酶,免疫球蛋白等抗菌物质外,也含有TF+ MPs,可促进受损的口腔表皮止血。
 
  介导的促凝血活性PS是一种镶嵌于细胞膜上的磷脂,通常情况下位于细胞膜内表面,在细胞膜外表面几乎不表达。在MPs形成过程中,PS由细胞膜内侧转移到细胞膜外侧。因此,各种来源的MPs表面均有一定量的PS暴露。
 
  表面带有负电荷的PS可与FⅦ、FⅨ、FⅩ等多种凝血蛋白上带正电荷的γ-羟基谷氨酸相互吸引,一方面促进了TF的“解密”,另一方面为内源性凝血途径中的Tenase复合物和共同凝血途径中凝血酶原酶复合物的形成提供了催化表面,使凝血酶(FⅡa)的形成速度大大加快(图1).
 
  Lipets等〔8〕发现,在加入FⅪa和FⅨa的血浆 ,血浆中的PS+MPs有助于凝血反应的启动和加速,使血浆呈现出自发凝血倾向。而通过离心法去除了MPs的血浆,其凝血活性减弱,自发凝血倾向消失,当再次加入表达PS的人工囊泡后可恢复血浆凝血活性,并部分出现自发凝血倾向,证实了PS+MPs具有促凝血活性。
 
  在生理状态下,MPs的促凝活性可被抗凝系统抑制,避免自发性血栓形成,而在某些病理条件下,MPs的质和(或)量发生了异常改变,使凝血与抗凝平衡遭到破坏,最终引发凝血功能紊乱。
 
  2.2 MPs的促凝作用与凝血功能异常的相关疾病
  
  2.2.1 MPs与血液系统疾病在某些紫癜性疾病,MPs的促凝作用利于出血倾向的改善。特发性血小板减少性紫癜(ITP)是一种自身免疫介导血小板破坏的出血性疾病。
 
  Sewify等〔9〕研究发现ITP患者血液中具有促凝活性的MPs的数量明显增高,在一定程度上可代偿血小板的减少,改善ITP患者的出血倾向。在血栓性血小板减少性紫癜(TTP)患者血浆中也发现增多的EMPs及PMPs,其含量与出血程度呈负相关,可能有利于减轻出血倾向。
 
  镰状细胞病(SCD)和阵发性睡眠性血红蛋白尿(PNH)是以慢性溶血伴易栓倾向为特点的溶血性疾病。慢性溶血是导致高凝状态和易栓倾向的重要原因之一,此外,血小板的活化以及血浆中促凝MPs水平增多也是血栓形成的重要促进因素。
 
  Gerotziafas等〔10〕对SCD患者MPs的来源和促凝活性进行研究发现,MPs主要来源于红细胞并表达PS,这些红细胞来源的PS+MPs可使凝血酶生成增加。
 
  Kozuma等〔11〕研究发现,PNH患者血浆中具有促凝活性的PMPs和EMPs显着增多;且补体C5b-9可促使锚链膜蛋白缺陷的PNH红细胞释放促凝MPs,从而推测PNH红细胞释放的促凝MPs可能是血栓形成因素之一。
 
  特发性血小板增多症(ET)及真性红细胞增多症(PV)是造血干细胞克隆性增殖为特征的一种骨髓增殖性疾病,常并发动静脉血栓形成。其血液易栓倾向与血细胞异常增多以及促凝MPs有关。
 
  Duchemin等〔12〕研究发现,以正常人为对照,PV和ET患者的循环促凝活性提高,其原因与MPs抑制血栓调节蛋白活性有关。血栓调节蛋白可结合凝血酶并降低其活性,加强蛋白C的活性,从而起到抗凝作用。他们进一步提出通过抗血小板或降细胞治疗或许会改善患者循环的高凝状态。
 
  MPs生成障碍也是出血相关疾病的发病机制之一。
 
  Castaman综合征和Scott综合征的患者均有出血倾向,其共同的发病机制是血小板活化过程中PS向表面转位存在缺陷,体外研究发现,这些患者的血小板产生PS+MPs亦存在缺陷〔13-14〕.在某些伴有凝血功能紊乱的恶性血液系统疾病中,恶性血液细胞释放的MPs是引发凝血功能紊乱的重要因素之一。急性早幼粒细 胞白血 病(APL)患者发病时即常表现出严重的凝血功能紊乱,出血是该病最常见的早期死亡原因,血栓形成并发症亦见于约10%的患者。研究发现,APL细胞胞质内含有大量TF、癌性促凝物等促凝物质,细胞表面还有较多量AnnexinⅡ、组织性纤溶酶原激活物(tPA)等促纤溶物质表达,是导致APL凝血功能紊乱的根本原因。近期研究发现〔15〕,APL患者血浆中PMPs明显减少,而早幼粒细胞释放的MPs(APL-MPs)却显着增多,这可能与循环中早幼粒细胞异常增多而血小板减少有关。
 
  APL患者的TF+MPs水 平 比 健 康 对 照 组 高 约10倍,其 中61.06%来 源 于 早 幼 粒 细 胞。在 进 一 步 对APL-MPs促凝活性的研究中发现,APL-MPs携带有来源于母细胞的促凝、促纤溶活性物质,并且与健康人外周血MPs相比,APL-MPs可明显缩短凝血时间并增加凝血酶的生成量。由此推测,APL-MPs亦参与了APL凝血病的发生。
 
  2.2.2 MPs与糖尿病糖尿病患者血管内皮损伤和血液高凝状态是发生严重心脑血管事件的基础。
 
  研究发现,1型和2型糖尿病患者血浆中PS+MPs均较健康对照明显增多,但以TF+PMPs的促凝作用在启动和维持其高凝状态中的作用更明显;另外,血糖或胰岛素水平增高可进一步增高TF+MPs的促凝活性〔16〕,提示TF+MPs的促凝活性增强是导致糖尿病高凝状态和血栓形成的不利因素之一。
 
  2.2.3 MPs与动脉粥样硬化血栓形成动脉粥样硬化是心脑血管疾病最重要的病理基础,斑块纤维帽破裂可导致血栓形成,血栓脱落造成的栓塞,可引起急性心肌梗死、脑中风及猝死等急重症发生。
 
  研究发现,在粥样斑块内含有大量内皮细胞、白细胞及平滑肌细胞等细胞来源的MPs,并发现斑块内的MPs具有很强的促凝活性,其产生凝血酶的能力是患者循环中的MPs的2倍〔17〕.当斑块纤维帽破裂时,循环血液与斑块内MPs接触从而促进血栓形成。
 
  循环MPs也参与了动脉粥样硬化斑块血栓形成。循环MPs及PMPs可促使血小板与血管胶原蛋白结合,从而利于血小板及纤维蛋白在斑块破裂处积聚,致使动脉粥样斑块部位血栓扩大〔18〕.
 
  2.2.4 MPs与免疫系统疾病在某些免疫介导的血栓性疾病中,自身抗体可能有助于释放MPs,增加了血栓形成的危险性。系统性红斑狼疮(SLE)是一种累及多系统多器官的自身免疫性疾病,其血栓和(或)栓塞并发症为SLE主要死亡原因之一。
 
  Pereira等〔19〕在比较SLE患者与正常对照组循环中MPs的水平及其与血浆促凝活性关系时得出结论,SLE患者循环中主要以PMPs水平明显升高,并且增高的PMPs水平与患者增强的血浆凝血生成能力呈正相关。
 
  抗磷脂抗体综合征(APS)是一组由抗磷脂抗体引起的主要以动静脉血栓形成及习惯性流产为临床表现的综合征。
 
  APS抗磷脂抗体可免疫活化包括单核细胞和内皮细胞在内的多种细胞,使其表达TF同时释放TF+MPs.Willemze等〔20〕研究证实了APS存在高水平TF+MPs;对伴或不伴动静脉血栓和(或)习惯性流产并发症的APS患者比较发现,伴并发症的APS患者TF+MPs的水平增高,其促凝活性增强。提示在免疫相关血栓形成中TF+MPs可能发挥一定的作用。
 
  2.2.5 MPs与恶性肿瘤静脉血栓形成是肿瘤患者,尤其是已发生广泛远处转移的晚期肿瘤患者的常见并发症。在呼吸系统肿瘤,如肺癌;生殖系统肿瘤,如卵巢癌以及消化系统肿瘤,如胰腺癌、大肠癌等实体肿瘤中,除手术、化疗以及肿瘤本身等公认的血栓形成因素外,亦发现MPs可增加静脉血栓形成的风险〔21〕.研究证实肿瘤相关血栓形成与血浆中出现增多的肿瘤细胞来源TF+MPs并且其促凝活性较正常细胞来源MPs显着增高有关。
 
  Zwicker等〔22〕在研究TF+ MPs与 发 生 癌 症 相 关 深 静 脉 血 栓(VTE)关系时发现,并发VTE的癌症患者比未并发VTE的癌症患者存在更高水平的TF+MPs,同时他们在手术切除肿瘤后发现,TF+MPs水平也相应降低。
 
  Julia等〔23〕在胰腺癌患者中发现循环中存在一定量肿瘤细胞来源的TF+MPs,其促凝活性较正常细胞来源TF+MPs明显增强,在随后的研究中进一步发现,TF+MPs促凝活性增强与患者VTE的发生呈正相关。MPs作为化疗药物对内皮细胞、肿瘤细胞及其他细胞破坏和诱导凋亡作用而释放的促凝物也是构成恶性肿瘤血栓形成的原因之一。有实验发现,铂类化疗药诱导内皮细胞发生凋亡,随着药物作用的时间和浓度的增加,释放具有促凝活性的EMPs增加,EMPs促凝活性增强主要是由PS暴露量增加引起,而非TF〔24〕.
 
  3 MPs的抗凝作用及机制
  
  MPs的抗凝作用在维持凝血与抗凝血平衡中发挥重要作用,但其相关研究目前报道较少。研究已证实,TF:FⅦa复合物的凝血活性可被组织因子途径抑制物(TFPI)抑制,这种抑制物主要由内皮细胞合成,存在于循环血液中,目前已发现TFPI亦可表达于MPs中:某些实体肿瘤如胰腺癌患者的肿瘤细胞源的MPs〔25〕及糖尿病患者的MPs〔26〕.
 
  TFPI主要通过抑制TF:FⅦa复合物对FⅩ的活化作用而调节凝血平衡。在临床研究中发现〔27〕,肿瘤患者血浆的TF+MPs/TFPI+MPs的比例明显增高,可达到0.9,而正常人的比值为0.4,证明患者的凝血抗凝血平衡被破坏,血浆处于高凝状态。
 
  MPs的抗凝作用部分是基于它们携带的PS、乳凝集素和蛋白S等物质,它们是活化蛋白C的辅因子,活化的蛋白C可结合到表达蛋白C受体的MPs上,从而灭活FⅤa和FⅧa,削弱FⅩa激活凝血酶原的作用,使凝血酶的生成减少〔28〕,因此MPs可通过抑制凝血酶的生成发挥其抗凝作用。
 
  4 MPs的促纤溶作用及机制
  
  MPs的纤溶活性是通过溶解纤维蛋白从而参与调节凝血抗凝血平衡。
 
  Lacroix等〔29〕发现,TNF-ɑ刺激内皮细胞释放的EMPs表达纤溶酶原结合位点,可 通 过 赖 氨 酸 结 合 到 纤 溶 酶 原 上。同 时EMPs为尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)与其受体uPAR的结合提供了一个催化表面,从而有效地激活纤溶酶原生成纤溶酶,EMPs表面生成的纤溶酶可进一步使uPA结合到uPAR上。另外,EMPs还能使纤溶酶原结合到纤维蛋白上〔30〕,这些作用协同促进纤溶反应。
 
  研究发现,MPs的纤溶作用在生理状态下活性极低,而在某些伴有原发性纤溶亢进的恶性肿瘤性疾病,如卵巢癌、前列腺癌等,可检测到MPs表达多种 活 性 增 强 的 纤 溶 酶 原 激 活 物,如uPA和tPA〔31〕.APL患者早幼粒细胞来源的MPs表面还发现有Annexin Ⅱ表达,它作为tPA和纤溶酶原的共受体,可显着促进tPA对纤溶酶原的激活,是APL原发性纤溶亢进的促进因素之一〔32〕.
 
  5 总结
  
  MPs是介于细胞和分子间中心地带的一种生物活性物质,它们在凝血平衡中发挥的多层面作用远较我们以前对它的认识复杂的多,这些功能受疾病的病理背景,MPs的细胞来源及MPs表达的生物活性物质等多种因素的影响。在多种疾病中,其凝血功能紊乱并发症与MPs释放增多、促凝及促纤溶活性增强关系密切,这为相关疾病的发生机制研究及治疗策略提供了新的思路和线索。但是迄今,我们仍不十分明确在不同疾病状态下,MPs的产生机制、结构特点及其促凝、抗凝和纤溶功能与疾病的关系,故对MPs的进一步深入研究具有重要临床意义。
 

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