创伤性颅脑损伤继发凝血功能异常的发生机制

李田飞 李军 魏梁锋 王守森

创伤性颅脑损伤继发凝血功能异常的发生机制

李田飞 李军 魏梁锋 王守森

创伤性颅脑损伤（TBI）可继发凝血功能异常，其发生机制包括：血小板功能异常、uPA/tPA的异常激活、神经细胞源性微颗粒的释放、蛋白C系统激活、组织因子释放、凝血因子Ⅶ活性改变等。本文就近年来的研究进行简要综述，阐述在TBI的不同时期继发凝血功能异常的可能机制。

创伤性颅脑损伤；凝血功能异常；研究进展

创伤性颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）是一种常见的致死因素，严重者可以继发凝血功能异常[1]。Epstein等[2]的meta分析表明，单纯颅脑损伤患者继发凝血功能异常的发生率高达35.2%。随着患者颅脑损伤严重程度的增加，凝血功能异常的发生率随之增高，凝血功能的变化也更为明显和持久，对TBI患者的治疗和预后影响极大，应当引起重视[3]。大量出血、低蛋白血症及入院高血糖等因素，也增加了TBI继发凝血功能障碍的发生风险[4]。目前对于TBI继发急性及慢性凝血功能异常的发生机制的研究已有不少文献报道，形成了多种假说。本文回顾了近期文献，就TBI继发凝血功能异常发生机制的研究进展作一综述。

一、发生机制

（一）血小板功能异常

在止血过程的开始阶段，血管损伤使内皮下基质暴露，血小板被捕获形成血小板血栓。通过凝血级联反应的激活和凝血酶的产生，纤维蛋白交联形成纤维蛋白凝块，进一步形成纤维血栓。血小板还为凝血酶复合物的形成提供了一个带负电荷磷脂的表面，使得纤维蛋白凝块能够顺利形成[5]。

既往有文献指出，TBI患者血液中血小板计数明显降低，血小板计数的降低可能是诱发TBI早期凝血功能异常的重要机制之一[6]。Davis等[7]的研究则表明，在 TBI患者循环血中，单纯的血小板计数的变化并无统计学意义，与TBI患者凝血功异常密切相关的是二磷酸腺苷（adenosine diphosphate, ADP）和花生四烯酸（arachidonic acid,AA）受体功能的抑制。研究发现，与对照组相比，TBI患者循环血中ADP及AA受体功能抑制的百分比明显增加，且GCS评分越高，这种抑制现象越明显。

Sillesen[8]回顾既往文献发现，ADP对血小板的诱导作用的抑制，是导致TBI患者急性期血小板功能异常的主要机制。有学者对比研究胶原 （collagen，COL）、AA以及ADP对TBI患者体内血小板聚集的影响，结果发现，在TBI患者体内，由ADP所诱导的血小板的聚集活动明显减少，这种异常的抑制状态一直持续到伤后2 h，而COL与AA所诱导的血小板聚集活动并未呈现出如此明显的变化趋势[9-10]。研究还发现，丙戊酸（valproic acid，VPA）能够明显削弱TBI所继发的血小板功能异常，进而改善TBI患者急性期的凝血功能异常。这一发现提示VPA在治疗TBI继发凝血功能异常方面具有重要作用，但其作用机制尚需要进一步的研究。

（二）uPA/tPA的异常激活

纤溶系统能够通过溶血级联反应诱导血栓的溶解，该溶血过程依赖于无活性的纤溶酶原向有活性的纤溶酶的转化。组织型纤溶酶原激活剂（tissue-type plasminogen activator，tPA）和尿激酶型纤溶酶原激活剂（urokinase-type plasminogen activator，uPA）是上述活化过程主要的催化剂。

组织型纤溶酶原激活物tPA是一种由527个氨基酸组成的单链糖蛋白，主要由血管内皮细胞合成、分泌并释放入血液。Docagne等[11]对108篇研究文献进行分析后发现，tPA广泛存在于脑实质中，能与多种结合蛋白、受体相互作用，强化其溶解血栓的能力。尿激酶型纤溶酶原激活物uPA是机体内另外一种纤溶酶原激活物，uPA与tPA均可诱导无活性的纤溶酶原向有活性的纤溶酶的转化[12]。

在TBI早期，受损脑组织快速释放预存的uPA、tPA，这种应激反应可以导致机体处于纤溶亢进状态，而随后的合成与缓慢释放，则维持了这种纤溶亢进状态。通过抑制这种内源性纤溶酶原激活物的释放与活化，可以延缓TBI早期血凝块的溶解，改善凝血参数，同时降低TBI继发性凝血功能异常的发生率。在TBI早期，相对于tPA水平的快速升高，uPA水平的升高缓慢，这提示损伤脑组织释放uPA可能是通过从头合成途径。对大鼠体内注射tPA和uPA的实验也表明，tPA注射组凝血功能异常的发生率明显高于uPA注射组[13]。基于以上两点，在TBI继发凝血功能异常的发生过程中，tPA发挥着更为重要的作用。

既然tPA在TBI继发凝血功能异常发生机制中具有重要地位，是否存在一种物质可以通过抑制tPA的纤溶作用来纠正TBI继发的纤溶异常状态。研究者选择了无促纤溶活性的tP-S481A，其为tPA的同型异构体，与野生型tPA具有相同的纤维蛋白结合力，可以竞争性抑制tPA与纤维蛋白的结合，从而抑制tPA的促纤溶活性。与氨甲环酸的抗纤溶活性相比，tP-S481A不仅具有更强的抗纤溶活性，而且具有更小的毒副作用。

（三）神经细胞源性微颗粒的释放

神经细胞源性微颗粒（brain-derived microparticulars，BDMP）在透射电镜下具有完整的膜结构，表面表达大量的胶质纤维酸性蛋白。流式细胞仪及 Western Blot结果显示，BDMP表达大量的神经元和胶质细胞特异性标记，而不表达血小板、红细胞、白细胞和内皮细胞的标志物。这些特异性的标志物，从侧面印证了BDMP的脑源性[14]。

TBI小鼠模型血液循环中可以检测到BDMP水平的明显变化。这种变化呈现先增高后降低的趋势，BDMP浓度在TBI后3 h达到峰值。以3 h为时间节点，活化因子X凝血时间检测结果显示TBI组小鼠贫血小板血浆促凝血时间明显缩短，结合流式细胞仪结果，TBI组较对照组 PPP含有更多的BDMP，据此推断BDMP可能具有促凝作用。另一方面，研究者采用脑组织匀浆分步离心的方法成功制备出纯化的BDMP，然后经大鼠尾静脉注射到正常大鼠血液循环内，应用活化因子X凝血时间实验、血浆纤维蛋白原水平测定等方法，体内检测到BDMP的促凝作用。

目前推测BDMP可能的促凝机制为：（1）BDMP上表达的磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine，PS）和组织因子，二者均可以促进凝血因子的聚集，激活外源性凝血途径；（2）BDMP能够与血小板结合，促进血小板表面PS的表达增加，同时可以激活血小板，导致血小板活化标志P-选择素表达增加和钙离子内流增加，进一步的研究揭示，被BDMP所激活的血小板可以协助BDMP穿透血脑屏障，这也解释了为何局限性的颅脑损伤可以导致全身性的凝血功能障碍[15]。该项研究还发现，Lactadherin蛋白与BDMP的结合能起到清除BDMP的作用，一旦该作用得到临床试验的证实，将为TBI继发性凝血功能异常的治疗提供了一个突破口。

（四）蛋白C系统的激活

蛋白C系统是具有抗凝作用的血浆蛋白系统，包括蛋白C（protein C，PC）、蛋白S、血栓调节蛋白及活化的蛋白C抑制物。蛋白C系统在体液抗凝系统中发挥重要作用。传统观点认为，PC系统是调节血栓形成的重要体系，活化的 PC（activated protein C，aPC）可以同时影响内源性与外源性凝血通路的功能，从而导致凝血酶原时间和部分凝血活酶时间的改变[16]。

蛋白C系统还可以影响血小板微粒的功能，进而影响凝血过程。Somajo等[17]通过凝血酶±胶原或钙离子载体A23187±凝血酶来激活血小板，产生血小板微粒状囊泡，然后通过对此时活化蛋白C系统重要性表征参数的测定，来探究aPC系统对于血小板微粒状囊泡表面凝血酶形成过程产生的影响。结果证实，aPC够抑制血小板微粒状囊泡表面上两个重要的凝血因子：凝血因子Va和凝血因子Ⅷa，进而抑制凝血酶原向凝血酶的转化过程。Cohen等[18]对于39例受试者进行的单中心的前瞻性队列研究则发现，单纯的TBI并不足引起蛋白C通路及纤维蛋白溶解通路的开放，只有当颅脑损伤合并低灌注压时，才会通过蛋白C通路引起机体凝血功能的紊乱。

（五）组织因子的释放

组织因子（tissue factor，TF）是一个由263个氨基酸残基组成的跨膜单链糖蛋白，可表达于血管壁外膜细胞、脑皮质以及心肌细胞。TF是外源性凝血途径的启动因子，它在激活外源性凝血途径、促进血栓形成方面发挥重要的作用[19]。脑组织损伤能释放TF入血，进而激活外源性凝血系统，诱发凝血功能异常[20]。

研究表明，在TBI之后的第1天，循环血中TF的水平即开始明显升高，伤后第2天达到高峰，高峰时间可维持2～3 d，在第7天基本恢复正常。与对照组相比，TBI后2～3 d，病例组患者循环血中TF水平与对照组的差异具有明显的统计学意义。对组织因子途径抑制物 （tissue factor pathway inhibitor，TFPI）的监测结果显示，与TF在伤后的升高趋势不同，TFPI的水平自伤后第1天开始下降，在伤后第7天基本恢复正常。TFPI的这种变化趋势可能与损伤脑组织释放入血的TF使得TFPI的消耗不断增加有关[21-22]。TF的升高及TFPI的降低均提示在伤后1周内，机体血液循环处于高凝状态。

（六）凝血因子Ⅶ活性改变

凝血因子Ⅶ（factorⅦ，FⅦ）在外源性凝血途径中发挥着极为重要的作用，它通过与TF的结合，启动外源性的凝血途径，促进血栓形成，发挥着止血、促凝等作用[23]。输注冰冻血浆补充凝血因子是目前治疗TBI后凝血功能障碍的常用手段栗超跃等[25]对81例TBI患者进行了研究[24]，以探索TBI患者FⅦ血浆活性与凝血功能障碍和进展性颅内出血的相关性，结果发现凝血功能异常组血浆FⅦ活性显著低于凝血功能正常组，进展性颅内出血性损伤患者血浆FⅦ活性显著低于非进展患者，但死亡组与幸存者两组之间的FⅦ活性的差异并无统计学意义。Wu等[26]的研究也取得了相似的结果。Yuan等[27]进一步对重组凝血因子Ⅶa的作用进行了研究，该研究给予试验组小剂量的rFⅦa（20 μg/kg）联合血液制品，对照组仅给予血液制品。结果证实小剂量 rFⅦa的使用，不仅可扭转异常的凝血指标，还可以减少进展性出血的发生率。

二、展望

TBI后继发复杂的凝血功能异常，这对继发性脑损伤的发展有持久的影响。对TBI继发凝血功能异常发生机制的研究，有助于在TBI后不同的时间点给予针对性的治疗措施。目前关于TBI继发凝血功能异常的发生机制仍存在着种种分歧，各种机制均有其局限性，尚需进一步的动物实验和临床研究来证实。

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Research progress of mechanism about the secondary coagulation dysfunction following the traumatic brain injury

Li Tianfei,Li Jun,Wei Liangfeng,Wang Shousen.Department of Neurosurgery,Fuzong Clinical College，Bengbu Medical College,Fuzhou 350025,China

Wang Shousen,Email:wshsen@126.com

Coagulant abnormality can occur secondary to traumatic brain injury （TBI）.The mechanism includes platelet dysfunction，abnormal activation of UPA/TPA,brain-derived microparticulars（BDMP）,activation of protein C system,release of tissue factors（TF）,change of blood coagulation factor Ⅶ activity,etc.In this review, recently researches were briefly reviewed to illuminate the possible mechanisms of this secondary coagulant abnormality in the different phases of TBI.

Traumatic brain injury;Coagulation abnormalities;Research progress

2016-04-23）

（本文编辑：张丽）

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2016.05.010

全军后勤科技重大项目（AHJ14J001）

350025 福州，南京军区福州总医院神经外科

王守森，Email：wshsen@126.com

李田飞,李军,魏梁锋,等.创伤性颅脑损伤继发凝血功能异常的发生机制[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2016,2(5):302-304.