脓毒症时血小板的功能改变及抗血小板治疗的研究进展

钟林翠综述，宋景春审校

0 引 言

脓毒症是由感染失控引起的宿主反应导致的危及生命的器官功能障碍［1］。随着人口的老龄化、肿瘤发生率的不断增加、器官移植不断增多、免疫抑制剂的广泛使用等，使得脓毒症的发生率不断上升，全球每年新增数百万，其中超过1/4的人死亡［2］。血小板减少在脓毒症中极为常见，并且是引起脓毒症患者死亡的重要危险因素［3］。近年来研究显示，血小板除了在止血和血栓过程中发挥着重要作用外，在感染⁃免疫反应的发生发展中也起着重要的作用［4］。已有较多临床试验表明，长期服用阿司匹林（Acetylsalicylic Acid，ASA）、氯吡格雷等抗血小板药物的患者发生脓毒症时，脓毒症的严重程度比未服用者减轻，且死亡率也有所降低［5］。本文拟对血小板参与脓毒症中的作用机制和抗血小板药物在治疗脓毒症的临床进展作一综述。

1 血小板与炎症反应

在脓毒症中，炎症引起凝血途径激活，导致凝血酶过度生成。作为强诱导剂，凝血酶可与血小板膜表面蛋白酶活化受体1和4结合启动血小板的活化、聚集及释放反应。另外，脓毒症造成的内皮细胞活化、内皮下胶原暴露、血管性血友病因子和组织因子显著表达也是激活血小板的重要因素。

血小板活化后能够释放超过300种的细胞因子和趋化因子，在调节炎症反应中起重要作用。例如，血小板活化后可分泌促炎物质、趋化因子、血管活性胺、类二十烷酸和蛋白水解级联成分，直接或间接地通过激活旁邻靶细胞引起炎症反应［6］。血小板在脓毒症和其他急性炎症反应过程中，能够对白细胞功能进行调节，如直接吞噬、外渗或黏附于病变血管壁的内皮细胞表面。血小板⁃白细胞的这种相互作用在炎症过程中，对白细胞的募集、激活和迁移起着关键作用，也是炎症反应的关键步骤［7］。其中血小板⁃中性粒细胞或血小板⁃单核细胞相互作用可发生于内皮细胞表面，促使中性粒细胞⁃单核细胞迁移到组织损伤部位。此外，血小板还可通过其它多种机制激活中性粒细胞和单核细胞发挥促炎作用，例如在中性粒细胞上激活髓样细胞触发受体1等。因此，炎症的放大是血小板与靶细胞相互作用的结果，而循环的单核细胞/和中性粒细胞⁃血小板聚集体可以促进炎症信号的播散［8］。血小板活化后还可以表达肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）⁃α、IL⁃1和IL⁃6等炎症因子，其中IL⁃1β为主要炎症分子。IL⁃1β能诱导内皮细胞表达黏附分子，促进单核细胞、中性粒细胞等黏附到内皮细胞，并同时促进内皮细胞合成和分泌趋化因子，进一步提高血管通透性、白细胞募集和趋化效应。

血小板还能通过多种机制对炎症控制做出贡献，包括释放抗炎细胞因子和抗炎症介质等［9］。例如，血小板释放的转化生长因子⁃β（transforming growth factor⁃β，TGF⁃β）作为一种多肽类生长因子就具有抑制炎性反应的作用，而血小板存有的一氧化氮合酶能够合成一氧化氮也能发挥抗炎作用等。还有一些血小板介质（如多磷酸盐）同时具有促炎和促凝功能。另外，血小板释放的促炎细胞因子可以在不同的步骤中激活凝血级联反应［10］，凝血酶生成又反过来促进血小板活化，加速血小板生成炎症因子，形成级联放大效应。

近年来研究发现，细胞外DNA（cell⁃free DNA，cfDNA）和DNA结合蛋白也是参与炎凝通路的重要因子［11］。正常情况下，DNA存在于细胞核的核小体中。核小体是由有145个碱基对的DNA缠绕在组蛋白八聚体上形成的特殊结构，内源性脱氧核糖核酸酶可水解cfDNA成150～300碱基大小的DNA片段并进入血液循环。健康成人的血浆cfDNA水平约为 1μg/mL，半衰期 10～15min，主要在肝清除［12］。脓毒症发生时，由于细胞坏死的增加和清除能力下降，血液中的cfDNA水平显著升高，并可激活凝血因子Ⅻ和Ⅺ，进而启动内源性凝血途径［13］。中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）是cfDNA、组蛋白、细胞质蛋白和颗粒共同组成的细胞外网状结构［14］。血小板在中性粒细胞表面发生黏附和聚集是NETs释放的触发阶段，NETs释放后能够继续促进血小板活化和放大炎症反应。

2 血小板与免疫反应

血小板在防御感染中的作用日益受到重视，能直接或间接地影响固有免疫与适应性免疫应答［15⁃16］。血小板目前被认为是病原体感受器，其与许多细菌、病毒、真菌和原虫病原体及其产物直接或间接相互作用，从而促使病原体清除。血小板与病原体及其产物的相互作用取决于病原体的性质、浓度和相互作用时间，并涉及多种机制。

已知血小板α颗粒含有多种趋化因子，能趋化和活化其他免疫细胞［17］。如血小板第4因子又称CXCL4、β⁃血小板球蛋白为CXCL7中间体形式、调节正常T细胞表达和分泌的细胞因子又称CCL5、巨噬细胞炎症蛋白⁃1α又称CCL3。血小板在迅速识别病原体后能分泌多种细胞因子和趋化因子，从而吸引免疫细胞到免疫应答局部，参与免疫调节。例如，血小板及其产物能够迅速募集、活化中性粒细胞发挥固有免疫效应。在静息状态下，血小板P⁃选择素（P⁃selectin/CD62P）的表达水平很低。而在脓毒症中，血小板活化后表面P⁃选择素表达上调并与白细胞上的P⁃选择素糖蛋白配体⁃1结合，可以介导血小板与白细胞黏附，促进中性粒细胞聚集，而血小板的糖蛋白（glycoprotein，GP）IIb/IIIa与中性粒细胞上的整合素αMβ2（Mac⁃1）通过纤维蛋白原的桥接作用亦形成血小板⁃中性粒细胞聚集体［18］。此外，血小板也可以表达toll样受体（toll⁃like recep⁃tors，TLRs），包括识别革兰阳性菌细胞壁成分肽聚糖的TLR2和革兰阴性菌细胞壁成分脂多糖的TLR4［18］。TLR4与脂多糖结合可以促进中性粒细胞活化，诱导NETs的产生［19］。NETs可结合细菌或真菌并防止其扩散，并保证足够高的局部中性粒细胞颗粒酶来杀灭微生物。

血小板可以通过对T细胞、B细胞和抗原提呈细胞的相互作用来调节机体的免疫应答。例如，血小板可以增强抗原提呈作用。树突细胞（dendritic cell，DC）是体内重要的专职抗原提呈细胞。CD40为CD154（CD40L）的受体，主要表达在DC、B细胞和单核/巨噬细胞上。活化的血小板表面表达CD154，通过CD40⁃CD154结合促进DC活化和成熟、单核细胞活化、免疫球蛋白类别转换（IgM转换成IgG）［18］。DC活化增加T细胞、B细胞的抗原提呈从而增强适应性免疫应答。T细胞识别抗原的能力受到主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）的限制，而MHC1抗原提呈途径的关键蛋白位于血小板α⁃颗粒中［20］。其除此之外，血小板可以通过CD154和CCL5促使T细胞向Th1和Th17极化。调节性T细胞（regulatory T cells，Treg）是一类具有免疫调节功能的T细胞亚群［21］，在脓毒症病理过程及其干预途径中具有重要意义。而Treg的分化需要TGF⁃β的参与，血小板能够合成和释放大量的TGF⁃β。

血小板还可以直接或间接清除病原体。血小板通过分泌多种抗菌肽和蛋白，如β⁃防御素1和杀血栓素、血小板杀微生物蛋白⁃1等直接杀菌［22］。活化血小板释放的CXCL4，CXCL7和CCL5也具有杀菌作用。血小板还通过自身表达Fcγ受体与免疫复合物结合进行免疫杀伤。

3 抗血小板药物与脓毒症治疗

脓毒症时大量细菌成分及炎性介质导致血小板异常活化，脓毒症休克时可出现血小板减少，并伴有血小板聚集和活化功能抑制。抗血小板治疗可以减少血小板活化，抑制炎性细胞周围的白细胞和血小板聚集，进而减轻炎症和免疫调节介质的释放，减轻脓毒症中的炎症反应［23］。

3.1 环氧化酶抑制剂ASA为环氧化酶抑制剂的代表药物，通过抑制环氧化酶⁃1和血栓素A2产物来抑制血小板的活化而实现抗炎作用。因为活化的血小板能够释放CD40L，其与CD40结合可增加核转录因子⁃kB及炎性因子表达。此外，ASA还可以触发15⁃脂氧素A4的合成，并通过内皮细胞和诱导型一氧化氮合酶来增加一氧化氮合成以发挥抗炎作用。一氧化氮还能够抑制白细胞和内皮细胞之间的相互作用，以减少多形核中性粒细胞的募集［24］。

已有动物实验发现，ASA对脓毒症模型具有保护作用。例如，1981年Halushka等［25］研究发现，在注射内毒素（20mg/kg）30 min前分别给予3.75 、15、30 mg/kg的ASA预处理，结果脓毒症休克大鼠24h存活率分别为11%、60%、70%。2011年，Erlich等［26］研究发现，入重症监护病房前就接受了抗血小板治疗（95%为ASA）的患者较未接受抗血小板治疗患者，其急性肺损伤发生率明显降低（12.7%vs28.0%）。2012年，Eisen等［27］对一家三级医院重症医学科近9年收治的7945例全身炎症反应综合征患者进行回顾性队列研究，所有患者被分为使用ASA与未使用ASA两组，结果发现24h内接受了ASA较未接受ASA治疗的患者死亡率明显降低（10.9%vs17.2%），其进展为脓毒症的发生率也显著降低（6.1%vs19.4%）。2015年Falcone等［28］报道，应用ASA治疗的肺炎患者较未使用ASA相比，进展为脓毒症和脓毒症性休克的发生率均更低（4.6%vs11.5%）。另外，还有两项研究ASA治疗脓毒症的随机对照临床试验正在进行。一项是“ASA治疗脓毒症”（NCT01784159），该试验将评估连续7d给予ASA治疗对严重脓毒症患者器官功能障碍和通气时间的影响。另一项是在澳大利亚开展的ANTI⁃SEPSIS 研 究 （Aspirin to InhibitSepsis，AC⁃TRN12613000349741），将评估长期（5～7年）应用ASA 100 mg/d，能否预防患者住院或入住ICU，能否缓解脓毒症严重程度、降低患者死亡率。

3.2 P2Y12受体抑制剂P2Y12受体是二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）诱导血小板聚集反应的主要受体。ADP与P2Y12受体结合促进致密颗粒进一步释放ADP，从而增强血小板聚集，形成血栓，进一步加重微循环障碍［29］。噻吩并吡啶类药物通过阻断血小板P2Y12受体与ADP的结合，阻断后续ADP介导的糖蛋白IIb/IIIa和GPIa/IIa的活化，从而抑制诱导的血小板活化和聚集。氯吡格雷是目前临床使用最广泛的噻吩并吡啶类药物，不可逆性抑制P2Y12受体。

已有动物实验证实，氯吡格雷预处理可以减轻脂多糖诱导的脓毒症大鼠的血小板下降，减轻肺组织内的纤维蛋白沉积，减少炎症介质的分泌，从而提高脓毒症大鼠生存率［30⁃31］。氯吡格雷的预治疗还可以减低脂多糖诱导脓毒症大鼠的促炎物质水平（IL⁃6和TNF⁃α），并使产生活性氧的中性粒细胞减少［32］。但 Gross等［33］对 2001⁃2005 年肯塔基州接受医疗补助的患者进行回顾性队列研究，结果发现氯吡格雷能够增加社区获得性肺炎的发病率，但不会

增加住院患者病情的严重程度。替格瑞洛为第一代环戊基三唑嘧啶类抗血小板药物，同样作用于血小板表面的P2Y12受体，是首个可逆地结合型P2Y12受体拮抗剂。Thomas等［34］将30名健康志愿者随机分为替格瑞洛治疗组（n=10）、氯吡格雷治疗组（n=10）和不使用抗血小板药物的对照组（n=10），结果发现两种P2Y12抑制剂均可显著降低血小板⁃单核细胞聚集体的形成，下调促炎性细胞因子（包括TNFα，IL⁃6和CC趋化因子配体2）的水平和抑制了D⁃二聚体的产生。与氯吡格雷相比，替格瑞洛不仅显著降低IL⁃8和集落刺激因子的峰值水平，还能提高了抗炎细胞因子IL⁃10的峰值水平。

3.3 GPIIb/IIIa受体拮抗剂血小板GPIIb/IIIa（α 1b/β3）受体为血小板聚集的关键介质。GPIIb/IIIa拮抗剂可阻断纤维蛋白原与活化的血小板GPIIb/IIIa受体结合，并通过抑制血小板聚集的最后共同通路发挥强大的抗血小板作用［35］。GPIIb/IIIa拮抗剂主要包括单克隆抗体、肽类抑制剂和非肽类抑制剂3类。AZ⁃1是一种新型抗GPIIb/IIIa受体的小鼠单克隆抗体，在兔脓毒症休克模型中，使用AZ⁃1可减少单核细胞组织因子表达，改善凝血功能，恢复内皮依赖性血管舒张功能和减轻内皮细胞损伤，最终降低死亡率［36］。同样在脓毒症兔模型中，已有研究发现阿昔单抗可以保护血管内皮功能［37］。依替巴肽也可以通过阻断GPIIb/IIIa来抑制血小板聚集，减弱血小板颗粒酶B介导的细胞凋亡，从而改善脓毒症小鼠的生存预后［38］。

4 结语与展望

综上所述，脓毒症是目前危重症患者主要的死亡原因之一，其主要表现为过度炎症反应、免疫功能失调和凝血功能紊乱。其中血小板在脓毒症的炎症和免疫调节方面发挥着重要作用，血小板被活化后通过释放细胞因子调节炎症、免疫功能以及凝血功能进而导致脓毒症的病情加重。目前临床上常用的抗血小板药物（如ASA）不仅能够有效抑制血小板聚集，还能够通过调节与血小板活化相关的物质水平进而发挥抗炎与免疫调节作用。但是，目前国内外关于抗血小板药物治疗脓毒症的循证依据尚未完全明确，并且脓毒症的抗血小板治疗时机、剂量和疗程尚不明确，需要进一步开展临床多中心、大规模的前瞻性研究。