血小板微粒在心血管疾病中的研究进展
2015-02-09综述周新华陈开祥审校
梁 鹏(综述),周新华,陈开祥(审校)
(蚌埠医学院附属连云港医院暨连云港市第二人民医院急诊科,江苏 连云港 222000)
血小板微粒在心血管疾病中的研究进展
梁鹏△(综述),周新华※,陈开祥(审校)
(蚌埠医学院附属连云港医院暨连云港市第二人民医院急诊科,江苏 连云港 222000)
摘要:血小板微粒是血小板在活化和凋亡过程中产生的一种微颗粒,其膜上表达有多种活性标志物,使其具有重要的生物学活性。血小板微粒不仅具有很强的促凝活性,而且还有一定的抗凝、抗炎及介导细胞间信息传递的作用;其与心血管疾病的发生、发展密切相关,尤其与急性心肌梗死等血栓栓塞性疾病的关系更为密切。随着对血小板微粒认识的不断深入,其有可能成为心血管疾病新的诊疗靶点。
关键词:血小板微粒;心血管疾病;血栓栓塞性疾病
血小板微粒是血小板活化、凋亡等生物学活动时释放的直径< 0.5 μm的一类超微膜状囊泡,于1967年被Wolf[1]发现并描述。研究发现其在健康人的血液中含量很低,但在高凝状态下含量明显升高[2]。多项研究[3-8]证实,血小板微粒具有很强的促凝作用,同时在抗凝、炎症及细胞间的相互联系中也担当着重要的角色。随着研究的不断深入,其他的生物学性能也将不断被人们发现并认识。血小板微粒的研究对进一步认识止血的生理病理过程以及心血管疾病,尤其是血栓栓塞性疾病的防治具有重要的临床意义[3]。现主要综述其在心血管疾病中的有关研究及其影响因素。
1血小板微粒
1.1血小板微粒的产生血小板微粒的形成和释放机制目前尚不是十分清楚,但普遍认为血小板微粒主要通过血小板活化和凋亡两个途径产生。血小板激活后,其微管游离端会向膜外延伸,在其周围形成末端带有芽状突起的伪足,这些伪足会穿过纤维蛋白网与相邻的血小板或纤维蛋白末端连接,此时,伪足末端的芽状突起脱落,形成的颗粒物质,即为血小板微粒。在血小板凋亡时,通过激活依赖于pho相关的激酶ROCK1,促使血小板膜中肌球蛋白轻链的磷酸化和肌动蛋白丝偶联的断裂,从而导致膜骨架的重排及出芽,最终产生血小板微粒。
1.2血小板微粒的生物学性能血小板微粒具有重要的生物学性能。①血小板微粒具有促凝作用,血小板微粒是血小板活化过程中产生的,同时其表面也会表达多种受体标志物,而这些受体标志物在病理情况下会显现促凝活性,产生很强的促凝血作用[4-5]。这些标志物主要是其膜表面的磷脂(主要是磷脂酰丝氨酸)和具有促凝活性的蛋白(如组织因子),磷脂酰丝氨酸为FⅩa和FⅨa的生成提供了催化表面;研究发现[6],血小板微粒膜上磷脂酰丝氨酸形成的阴离子磷脂表面,能明显增强组织因子组装和催化活性,导致血小板膜释放更多的凝血酶,这种正反馈引起血小板的减少和血液的高凝状态。②血小板微粒不仅具有促凝作用还具有一定的抗凝作用,血小板微粒可通过抑制蛋白C激活FVa通路抑制凝血功能。③血小板微粒具有一定的促炎作用,能激活中性粒细胞等炎症细胞并增强其作用,还能刺激内皮细胞使细胞因子白细胞介素(interleukin,IL)8、IL-6等表达上调,细胞间黏附分子1也明显增加,临床研究[7]中也发现风湿性关节炎患者外周血中血小板微粒含量明显增加,这也有力地说明血小板微粒与炎症反应存在一定的相关性。④研究表明,血小板微粒作用于不同细胞间能传递彼此生物学信号,增强偶联,形成聚集体,增强其凝血、促炎等活性,并影响不同细胞及因子的生物学功能[8]。
1.3血小板微粒的检测血小板微粒的检测方法有以下几种:①电子显微镜观察法,该方法可直接观察血小板微粒的内部结构和形态;②放射免疫标记法,该方法复杂繁琐,且产生射性污染物,已很少应用;③酶联免疫吸附测定法,该方法可测定大小不一的血小板微粒,但易受可溶性抗原干扰;④流式细胞仪法,该法操作简单,能准确测定血小板微粒表达的蛋白,为目前经典的检测方法[9]。因流式细胞仪有局限性,Strasser等[10]提出了酶联免疫吸附测定联合依赖磷脂的促凝血凝固试验来测定血小板微粒的活性,但仍需慎重探究。
2血小板微粒在心血管疾病中的研究进展
2.1血小板微粒与冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)冠心病是指冠状动脉粥样硬化使血管腔狭窄、堵塞或痉挛引起的心肌缺血缺氧性心脏病,冠状动脉易损斑块破裂后形成的血栓是急性冠状动脉综合征发生的主要因素。Suades等[11]证实血小板微粒作为一类促凝因子对受损冠状动脉内血栓形成起一定的作用。
当冠状动脉的供血不能满足心肌的需氧量从而引起心肌急剧的、暂时的缺血缺氧时,即可发生心绞痛。心绞痛发作时可有左心室收缩力和收缩速度降低、射血速度减慢、左心室收缩压下降、心搏量和心排出量降低等病理生理的变化,微观上也存在着一定的变化如心肌的缺氧、应激、凝血状况、各种因子的活化等,已研究证实这一病理生理过程有炎性因子及各种活化的血液成分参与[12]。Stepien等[13]对比了12例心肌梗死患者、10例稳定型心绞痛患者以及9例健康对照组的循环血中血小板微粒数、P-选择素和IL-6水平,发现心肌梗死组的血小板微粒数、P-选择素和IL-6水平明显高于稳定型心绞痛组,且两组均高于对照组,说明炎性因子及血小板微粒参与了斑块活动。但是关于稳定型心绞痛与不稳定型心绞痛之间血小板微粒是否存在差异,目前研究较少。在我国,根据心绞痛的诊断标准及分类,临床工作中接诊的多为不稳定型心绞痛,稳定型心绞痛的患者分散在医院以外,知晓率和就诊率均非常低,这也许是这一临床研究受限的一个重要原因。
血小板微粒与凝血、血栓形成有密切关系,而心血管疾病中一个典型的血栓栓塞性疾病就是心肌梗死,本病的发病基础是炎症及免疫反应的激活导致易损斑块的破裂,继而引起血小板的活化形成血栓[14]。心肌梗死患者血循环内不仅血小板活化数量增加,而且血小板微粒数量也增加,检测循环中血小板微粒水平可能对易损斑块的预测及早期识别本病有重要的指导意义[15]。邓新立等[16]分别对心肌梗死患者服用阿司匹林前和服用阿司匹林24 h后的血样本进行研究,以20 μmol/L ADP为激活剂检测血小板微粒表达的血小板激活复合物-1和CD62P水平,结果与正常对照组比较差异有统计学意义,说明心肌梗死与血小板微粒有一定的关联性。不仅如此,Porto等[17]还对ST段抬高型心肌梗死患者外周循环的血小板微粒水平和冠状动脉局部的血小板微粒水平作一比较,此外还检测了冠状动脉血栓溶解后的心肌梗死溶栓(thrombolysis in myocardial infarction,TIMI)血流分级、校正的TIMI分级、血栓分级、心肌显色分级及90 min ST段回落幅度,结果提示局部的血小板微粒水平显著高于外周循环,并且与血流TIMI分级、校正的TIMI分级、心肌显色分级及90 min ST段回落幅度呈负相关,与血栓分级呈正相关;这个试验更加有力地说明血小板微粒与ST段抬高型心肌梗死冠状动脉血栓的关系密切,特别是与微血栓的关系。血小板微粒水平与心肌显色分级、定量评估具有相关性,也提示血小板微粒可能与急性心肌梗死的梗死面积有关,但是Jung等[18]在其试验中以CD31+/CD42-微粒代表血小板微粒,对急性心肌梗死后1周的患者采用冠状动脉MRI检查评估梗死面积,试验结果得出两者并不具有相关性,这一假说未得到证实。
2.2血小板微粒与高血压由于交感神经系统亢进、钠水潴留、肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活、细胞膜离子通道转运异常、胰岛素抵抗等引起血压的升高,长期高血压引起的全身小动脉痉挛硬化,包括管壁的增粗、管腔的狭窄,以及会出现微血管的扭曲变形,顺应性降低等,这些改变都可能增加血小板的活化,导致血小板微粒水平的动态改变。赵燕等[19-20]采用流式细胞仪及单克隆抗体标记的方法检测了60例高血压患者和20例健康对照组的血循环中血小板膜表面糖蛋白CD62P、血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa进行检测,以20 μmol/L ADP为激活剂,结果显示高血压组膜蛋白的百分率显著高于对照组。此外他们还研究了阿司匹林、氯吡格雷、阿托伐他汀对高血压患者血小板微粒的影响,发现其均可有效地降低血小板微粒的水平。
2.3血小板微粒与心房颤动心房颤动是临床最常见的心律失常之一,心房颤动发生的机制也有颇为丰富的研究。血小板微粒是否参与目前尚不清楚,心房颤动时的高心室率、低射血分数以及低氧、炎症、氧化应激等都能引起血小板的活化和凋亡,从而导致血小板微粒的释放,血小板微粒放大了促凝作用,也增强细胞微粒间的黏附聚集,这可能也是心房颤动患者易形成血栓的机制之一。Choudhury等[21]对70例心房颤动患者进行研究,发现心房颤动患者循环内血小板微粒水平高于健康对照组。Wang等[22]利用AD-1单克隆抗体酶联免疫吸附测定方法检测90例中国儿童循环血中微粒水平,还检测IL-1β、P-选择素等指标,这些儿童分为持续性非瓣膜心房颤动、阵发性非瓣膜心房颤动和健康对照组,试验结果显示这些检测指标在心房颤动组均较对照组升高,差异有统计学意义,IL-1β与P-选择素的检测结果经过统计学分析具有相关性,这说明在非瓣膜性心房颤动中炎性因子参与血小板的活化。
2.4血小板微粒与心脏瓣膜病血小板微粒与心脏瓣膜病可能也有关联。Azzam和Zagloul[23]对20例伴有心房颤动的风湿性二尖瓣狭窄患者进行了研究,发现二尖瓣狭窄患者循环中血小板微粒水平显著高于健康对照组,虽然这些患者伴有的心房颤动会引起血小板微粒水平的升高,但是研究中还发现,血小板微粒水平与二尖瓣狭窄的严重程度呈正相关,提示了血小板微粒与风湿性二尖瓣狭窄有关联,但血小板微粒是否与所有类型的心脏瓣膜病有关还有待更多的专家学者探讨研究。
2.5血小板微粒与先天性心脏病先天性心脏病的患者长期处于血流动力学紊乱的状态,致肺循环的血容量增大,肺毛细血管压力升高、内皮破坏、再生等,血流动力学的改变引起血流剪切力的增加使血液中的微成分更易被激活。Ismail和Youssef[24]对53例先天性心脏患儿和30例健康儿童血液中的微成分经行检测,其中先天性心脏病的患儿中23例为紫绀型,30例为非紫绀型,研究结果显示,紫绀组血友病因子抗体、血红蛋白、血细胞比容和D-二聚体的水平明显高于非紫绀组;紫绀组血小板微粒和P-选择素的表达高于非紫绀组并且均高于对照组,血小板微粒水平与血细胞比容具有正相关性;但是紫绀组血小板计数、聚集、血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa的表达比非紫绀组下降,血小板聚集与血细胞比容呈负相关。这一试验结果提示血小板微粒水平增高和血小板活化低聚集参与了先天性心脏病患者的异常凝血。血小板微粒多为血小板活化、凋亡产生的,多作为血小板活化的标准,并且具有增强其聚集性的作用,而本研究中血小板高活化低聚集的状态如何解释,这其中的机制还需要更多学者参与研究。
3血小板微粒与经皮冠状动脉介入术
经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention,PCI)术目前是治疗冠心病病变血管狭窄或堵塞的主要手段之一,能对病变血管进行诊断加治疗是其重要特点,极大地改善了患者的预后。但是通过冠状动脉造影置入支架后,被激活的血小板能高表达多种表位,这些表位能使血小板与白细胞、内皮细胞之间形成聚集性,形成更多的血小板微粒,增强促凝、炎症等作用,而这些过程最终导致PCI术后亚急性血栓的形成,有研究也提示血小板微粒参与了血管的再堵塞[25]。Nagy等[26]对比了裸支架植入组手术早期(支架置入15 min)和单纯的冠状动脉造影检查组的血小板微粒水平,且支架置入组患者术前已服用阿司匹林抗血小板药物进行预处理,结果显示支架置入组血小板微粒水平显著升高。Biasucci等[27]也发现PCI术后循环中血小板微粒水平较术前升高。这两个试验结果提示血小板微粒可以在一定程度上作为反映PCI术后血小板活化的指标。那么回归到临床实践,这一指标虽然可在一定程度上反映PCI术后血小板的活化,但与PCI术后血栓的形成、无复流的发生是否一定具有相关性,能否作为PCI术后血流分级的预测指标和无复流发生风险的评估指标,还有待更多的研究。
4小结
血小板微粒由血小板活化或凋亡时产生,具有重要的生物学作用。在心血管方面,血小板微粒在该领域多种疾病中的作用也在不断地被发现,特别是在血栓栓塞性疾病方面,但其具体的作用机制仍不是十分清楚;抑制血小板微粒的形成可能成为治疗某些心血管疾病的新策略,但需要更多的循证医学证据支持;相信针对血小板微粒的深入研究,将为心血管疾病尤其是血栓栓塞性疾病的特异性治疗及预防提供更多的理论依据。
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The Research Development of Platelet Microparticle in Cardiovascular DiseaseLIANGPeng,ZHOUXin-hua,CHENKai-xiang.(DepartmentofEmergency,theAffiliatedLianyungangHospitalofBengbuMedicalCollege,theSecondPeople′sHospitalofLianyungang,Lianyungang222000,China)
Abstract:Platelet microparticle is generated with the activation and apoptosis of platelet,the membrane of which has a variety of active markers,rendering important biological activities.The microparticle not only has strong procoagulating character,but also anticoagulating,anti-inflammatory and mediatiing information transmission between cells.It′s closely related to cardiovascular diseases,especially with acute myocardial infarction and other thromboembolic diseases.With the deepening of understanding of platelet microparticles,it′s expected to become a new diagnostic and therapeutic target for cardiovascular diseases.
Key words:Platelet microparticle; Cardiovascular diseases; Thromboembolic disease
收稿日期:2014-10-16修回日期:2014-12-25编辑:相丹峰
doi:10.3969/j.issn.1006-2084.2015.13.014
中图分类号:R541.4
文献标识码:A
文章编号:1006-2084(2015)13-2340-04