血小板输注的免疫学研究进展*

赵晓明，杨　冀，胡　靓 综述，吴文娟 审校

(同济大学附属东方医院南院检验科，上海 200120)



·综述·

血小板输注的免疫学研究进展*

赵晓明，杨冀，胡靓 综述，吴文娟△审校

(同济大学附属东方医院南院检验科，上海 200120)

关键词:血小板；免疫；输血反应；出血

近年来随着输血医学的迅速发展，成分输血的比率大幅地提高，血小板的输注也越来越被广泛应用。输注血小板制品是临床上治疗因血小板数量减少或功能异常导致出血的重要举措之一，其主要目的是提升血小板数及止血。急性白血病、再生障碍性贫血等血液病患者由于血小板减少可引起致命的并发症，常需要多次输注血小板，另外，恶性肿瘤接受联合化疗的患者、骨髓移植的患者等都需要输注血小板。而目前血小板的输注尚无具体的适用标准，在临床应用中70%是用于预防性输注或慢性疾病，而不是用于急性出血的治疗。然而预防性的输注血小板后，高达75%的患者仍有出血现象的发生。血小板的主要功能是参与生理止血，促进血块收缩和维持血管内皮的完整性，在血液凝固中起重要作用。最近几年，关于血小板免疫学的研究逐渐增多，它在炎症反应、血栓形成中发挥重要的作用，并且与肿瘤的生长及转移也有密切关系。血小板输血可引起发热、过敏、急性肺损伤等输血不良反应。血小板输注的有效性也一直是备受关注的研究课题，因为在临床上导致血小板输注无效的情况经常发生，达不到治疗的效果而成为困扰临床的一大难题。本文主要就血小板的免疫调节功能和血小板输注后机体免疫系统的变化进行了综述。

1血小板的免疫学研究进展

1.1血小板的起源血小板是起源于巨核细胞的一种无核的细胞成分，其在血栓形成与止血中的作用已非常清楚，最近的研究发现它们在炎症中发挥重要的作用。从进化的角度来看，血小板可能起源于一个具有强大的止血功能和防御特性的多样性的细胞类型[1]。因此他们的止血作用是与监督和抗炎特性密切交织在一起的。血小板表面受体的激活引起由内而外的信号传导和整合素的活化，而这一活动对血栓的形成是至关重要的。

1.2血小板表达的免疫介质血小板除了表达G-蛋白偶联受体外[主要是蛋白酶激活受体(PARs)]，也有基于酪氨酸活化基序的免疫受体(ITAM)，例如Fc受体、糖蛋白VI(GPVI)和C型凝集素样受体2(CLEC2)。Fc受体促使免疫球蛋白和免疫复合物的结合，而GPVI和CLEC2在炎症反应中对保持血管的完整性起重要作用[2]。Toll样受体(TLR)也存在于血小板上，而它们的功能还不是特别的明确。最近的一个报道表明血小板表达的TLR4可能在调节LPS诱导的细胞因子产生中发挥作用，并且具有一定的调节炎症因子、黏附因子的作用[3]。

此外，血小板表达柯萨奇病毒和腺病毒受体，柯萨奇病毒1和3可以诱导血小板上P-选择素和磷脂酰丝氨酸的暴露。血小板的存在导致柯萨奇病毒1和3滴度的降低，致使感染这种病毒的小鼠有较低的心肌病毒负荷量。近期的一个报道阐述了患者在脑心肌炎病毒(EMCV)感染期间，血小板是怎样通过TLR7来保护宿主的。血小板减少导致生存率的下降，给TLR7 缺失的小鼠输注血小板后其存活率显著提高[4]。最近发现了另一种与血小板相关联的病毒是H1N1流感病毒。在H1N1流感病毒感染期间，血小板表面受体激活，产生脂质介质并且释放血小板微粒子(SPS)，患者血液循环中的病毒和IgG免疫复合物通过FcγRⅡa来激活血小板，而H1N1病毒能够通过凝血酶的产生来激活血小板[5]。

血小板还表达高迁移率族蛋白1(HMGB1)，血小板激活后，HMGB1从细胞质转运到外层的细胞膜，其在胞外影响血小板的抗炎，增殖和迁移过程[6]。TLR2、TLR4和TLR9作为高级糖基化末端产物的受体(RAGE)参与HMGB1的炎症反应，而这些信号最终导致NF-κB的活化。随着血小板保存期限的延长，HMGB1会逐渐增加并且会引起一些输血不良反应。

1.3血小板与白细胞之间的相互作用活化血小板表面表达P-选择素，通过与白细胞上P-选择素糖蛋白配体-1(PSGL-1)结合，可以促使活化的血小板与中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞等多种免疫细胞黏附，从而形成血小板白细胞复合体，促进白细胞黏附于内皮细胞[7]。

在分子水平，P-选择素通过识别酪氨酸硫酸残基，岩藻糖、半乳糖和唾液酸残基，而以立体构象的形式结合在PSGL-1的N-末端区域。总的来说，P-选择素和PSGL-1之间的结合/解离速率都是非常快速的。整合素通过Src家族激酶(SFK)进行内外信号传导，引起富含脯氨酸的酪氨酸激酶2(Pyk2)的磷酸化，整合素连接的稳定性引发持续的白细胞活化，最终引起包括NF-κB激活在内的炎症反应[8]。

1.4血小板在免疫应答中的作用血小板含有大量的CD40L(通常被称为CD154)，它一种在T细胞依赖的同型转换和B细胞亚类的抗体产生中发挥重要作用的蛋白质，因此它在适应性免疫中的作用非常显著。血小板可以通过CD40L刺激中性粒细胞、T细胞和内皮细胞。血小板减少症的患者在血小板计数高于10×109/L的情况下通常不会有出血现象的发生，除非是有炎症发生时，而炎症反应通常伴随着一定程度的血管渗漏。血小板在保持血管完整性方面的作用主要取决于血小板ITAM受体，借此保护肿瘤患者的血管并且预防其肿瘤内部出血[9-10]。令人惊讶的是，在炎症反应期间血小板可以增强血管通透性，这可能是由于他们分泌VEGF、5-羟色胺和其他相似作用因子的缘故，尤其是5-羟色胺已被证明在增强血管通透性方面的作用是不容忽视的。

在患者感染登革热病毒期间，通过检查血管的完整性，有学者发现在富亮氨酸蛋白与核苷酸结合区域(NLRP3)装配后，血小板通过释放富含IL-1β的微粒子而促进血管渗漏，因此在这种病毒的感染过程中患者会经常出现出血现象[11]。有研究提示血小板可以作为血管内皮损伤和其他潜在的入侵者的第一个传感器。血小板黏附于中性粒细胞上继而激活粒细胞，通过释放核小体和丝氨酸蛋白酶从而触发内源性和外源性的凝血途径，血小板和中性粒细胞为了捕获微循环中的入侵者而局部地促进血栓的形成过程，这表明内在的防御机制和血栓形成过程是密切交织在一起的[12]。血小板作为一个循环LPS的传感器，起到促进中性粒细胞的活化的功能。值得注意的是，在输血相关急性肺损伤小鼠模型中，血小板也参与到中性粒细胞捕获外来入侵者的过程中[13]。

2血小板储存中的炎症变化

储存的血小板中α颗粒内容物的释放会引起P-选择素和CD40L的表达逐步增加。通常随着储存时间的延长，白细胞上附着的血小板数量会增加[14]。大量的P-选择素和CD40L以可溶性P-选择素(sPS)和可溶性CD40L(sCD40L)的形式分别流入胞浆。CD40L与中性粒细胞和内皮细胞的相互作用是与非抗体介导的输血相关性急性肺损伤(TRALI)有密切关联的。血小板与T细胞一起参与介导B细胞的激活，而且作为其激活的第一个信号，使B细胞产生的IgG1、IgG2和IgG3增加，而IgG4、IgA和IgM量并不增加。有趣的是，血小板对树突状细胞的活化已被证明是与sCD40L无关的。但血小板确实是黏附于树突状细胞，树突状细胞的激活是由核苷酸ADP和ATP介导的。除了P-选择素和CD40L，在血小板上清液中还发现许多其他的α颗粒和致密颗粒物质存在：例如β-血小板球蛋白、血小板因子4和5 -羟色胺等。

血小板微粒(PMP)是在血小板活化或凋亡后释放的，浓缩血小板的上清液中含有PMP，它在采集或存储血小板的过程中被激活。机采的血小板中PMP含量比从全血中手工分离的血小板中要低[15]。输注活化的PMP早期即能引起动脉粥样硬化病变并且加剧患者的动脉粥样硬化。此外，PMP能使血小板运输RNA、细胞因子、趋化因子或其他细胞和组织，因为它们足够小以至于可以离开血液循环并进入到周围的组织[16]。此外，PMP还作为使者把炎症信息传递至内皮细胞和白细胞。至今尚未有学者研究过输注血小板后PMP是如何发挥其抗炎作用的，其在止血性能方面发挥的作用也有待进一步的研究，但它确实会对受血者产生一些系统性的影响。存储的血小板也含有一些白细胞的微小成分，这与临床研究中的HLA激活和血小板输注无效有关。

通过一些临床相关性的研究发现，对炎症高发的儿科病患输注洗涤的红细胞和血小板(即除去上清液)相对于输注非洗涤血小板的对照组来说，其炎症发生率较低，此外，与对照组相比较，其输血需求量较少而且死亡率也较低[17]。

3血小板输注的输血反应与免疫调节的关系

输注血小板比输注任何其他的血液成分更能引起输血反应的发生，其输血不良反应的范围从轻微的过敏反应到严重的过敏反应、非溶血性发热反应、输血相关的败血症和输血相关性急性肺损伤(TRALI)。可以采取一些措施来降低输血反应的发生率，例如输注少白细胞或洗涤的血小板，还有输注ABO血型相匹配的血小板等。如上面所描述的，存储的血小板释放sCD40L，它们表面的CD40L也增加。事实上与其他的血液制品相比较，机采的浓缩血小板和在全血中采集的血小板中sCD40L浓度是最高的。sCD40L能够加速中性粒细胞氧化酶的合成，这一现象提示sCD40L参与非抗体介导的急性肺损伤。早期的研究数据表明，sCD40L通过激活环氧合酶-2而产生前列腺素E2(PGE2)，由此可以引起发热性输血反应。值得注意的是，在体外很低的sCD40L浓度即可产生PGE2，而在输注未洗涤的血小板后PGE2会急剧增加[18]。此外，血小板保存袋中细胞因子(如IL-1β、IL-6、IL-27)和可溶性OX40配体的累积增加已被证明促进非溶血性发热反应的发生，而洗涤和去白的血小板可以减少发热性输血反应的发生率[19]。对恶性血液病的患者输注血小板后，这些细胞因子可以促进肿瘤的生长，并且对生长因子靶向疗法有拮抗作用[20]。

有研究发现，输注血小板引起的非溶血性发热反应会使患者容易产生自身抗体，从而需要输注更多的血制品[21]。由于血小板中的细胞因子浓度高到足以诱导发热性输血反应和体液免疫应答的发生，使受血者更容易产生有效的抗体。有学者认为输血会改变受血者的免疫系统，这一观点源于对于接受移植的患者来说同种异体输血会提高肾移植的存活率的发现。也有研究表明输血与大肠癌的复发及围手术期癌症患者的感染相关联。聚集在浓缩血小板中的可溶性介质很有可能会影响受血者的免疫调节功能，例如sCD40L及其类似的生物活性介质可以改变宿主的免疫应答方式，使肿瘤的免疫防御功能受损，并可以刺激PGE2的产生[22]。另一个可能的机制是sCD40L作为循环中的白血病细胞的增殖和存活因子而发挥功能。对白血病患者来说，输注洗涤的血小板或许可以提高他们的生存率[23]。洗涤的血小板是除去上清液的血小板，它是比较容易获得的，其制作成本不高而且制作方法也相对简单。

在输注血小板引起的输血反应中TRALI是最常见的。虽然还未证实血小板输注与TRALI发展之间的因果关系，但有研究发现血小板与抗体介导的TRALI的发病机制相关联，在小鼠模型中用阿司匹林治疗和降低血小板数量的方法可以预防TRALI的发生[24]。

4ABO血型相合对血小板输注的重要性

在现代输血医学中，ABO血型系统仍然是最重要的系统，在上世纪50年代人们发现血小板也表达ABO抗原[25]。早期的临床研究发现，ABO血型不相合的血小板输注使血小板计数增量较低，大量的随机和观察性的研究进一步证实了这一观点。有研究发现ABO血型相同的血小板输注可以更有效地预防出血并且减少输注的次数[26]。体外模型的研究数据表明，ABO血型抗体可以抑制血小板聚集，不同滴度的抗-A和抗-B甚至影响血小板的分布、凝血酶的生成和血栓弹力图度量，所有的这些证据都表明患者的止血功能有不同程度的损害，这个发现为ABO血型不相合的血小板输注会降低血小板的止血活性提供了一种可能的解释[27]。对患者进行ABO血型不相合的血小板输注后，其血液循环中的ABO血型高分子质量的免疫复合物可以通过Fc受体和补体受体C1q黏附于血小板上，从而导致受血者发生炎症反应和出血现象。

ABO血型相同的血小板输注对进行外科手术的患者来说，可以改善临床效果并且降低输血的需求。观察性的实验研究表明，为外科手术患者输注至少一个单位ABO血型不相合的血小板后，患者的住院时间和发热的时间都明显延长，并且需要输注更多的红细胞。值得注意的是，接受ABO血型相同的血小板输注的患者的死亡率是ABO血型不相合的血小板输注的死亡率的四分之一，并且前者使用抗生素的时间减少，在ICU病房的时间也缩短[28]。

5血小板输注无效

血小板输注无效指患者在输注血小板后对血小板反应性下降，即连续两次输注足量随机供者血小板后，没有达到合适的校正血小板增高指数值(CCI)，临床出血现象也未见改善。反复输注血小板的患者，血小板输注无效 的发生率为30%～70%。多种因素均有可能导致血小板输注无效的发生，其影响因素大致分为非免疫因素和免疫因素，其中非免疫因素主要有：感染发热、脾肿大、骨髓移植等，免疫因素主要有：ABO血型不合、HLA、血小板特异性抗体(HPA)等。

总体而言，非免疫因素比免疫因素介导的血小板输注无效更常见[29]。但鉴于这篇综述的重点，在此笔者重点讨论免疫因素介导的机制。免疫介导的血小板输注无效的最常见的原因是，表达于血小板和其他多数细胞上的抗体HLA-A、B(MHCⅠ类分子)的形成，或HPA的形成。输注含白细胞的血制品，HLA抗原的敏感性较高，因此有较高的免疫发生率，而去白细胞输血能够明显地减少血小板输注无效的发生。解决同种免疫性的血小板输注无效的潜在方案是，通过HLA配型或是由试验确定抗体特异性而选择缺乏其相应抗原的供血者的方法，从而找到HLA相匹配的供者，但这需要花费大量的时间与金钱[30]。

6结语

血小板输血是一把双刃剑，探讨输血后机体免疫系统的改变、发生及其对治疗效果的影响对临床输血技术的发展和科学合理用血的实施有着重要的意义。临床输血不应该仅仅停留在无不良反应的阶段，还应该关注其治疗效果以及影响因素。临床医生要把握好血小板输注的指征，尽可能减少或避免输注，积极治疗原发病，需反复输注者尽可能地选择HLA相匹配的单采血小板，做到科学、合理、充分地利用现有血小板资源，最大限度发挥其临床效应。

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(收稿日期：2015-12-21)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.08.033

文献标识码：A

文章编号：1673-4130(2016)08-1096-04

基金项目：浦东新区卫生系统重点专科建设(PWZz2013-03)。

作者简介：赵晓明，女，检验师，主要从事输血医学的研究。△通讯作者，E-mail：wwj3289@easthospital.cn。