脓毒症相关性血小板减少

高其庆，李卓虹，周 浩，彭 劼

(南方医科大学南方医院 a.感染内科；b.医院感染管理科，广东 广州 510515)

脓毒症在当今医疗问题中仍然是一种常见且病死率极高的危急重症[1-2]，可引起全身炎症反应综合征，甚至严重的脓毒症性休克或多器官功能障碍，其病死率仍在15%以上[3-4]。近年来，重症感染的临床治疗方式和器官功能支持技术不断发展完善，不少相关的治疗指南也相应更新，而人们也越来越认识到血小板功能在重症感染特别是脓毒症中的重要性。有相关数据表明[5-6]，脓毒症患者中出现血小板减少的概率可高达50%以上。脓毒症出现的血小板减少与其病死率高及预后差密切相关。目前有不少关于感染疾病相关性血小板减少的研究，然而脓毒症相关性血小板减少的病因及分子机制仍尚未完全明确。本文将从脓毒症相关性血小板减少的病因及分子机制这两方面的研究进展进行综述。

1 脓毒症及血小板概述

脓毒症是指因细菌、真菌等致病微生物感染引起的宿主反应失调导致的危及生命的器官功能障碍。脓毒症的临床症状无特异性，病情复杂，可迅速进展为脓毒症休克、多器官功能障碍，甚至导致死亡。研究表明，脓毒症患者常出现血小板减少，且血小板减少程度与患者的预后密切相关。血小板无核，直径约2～3 μm，由骨髓中的巨核细胞分化发育而成，主要含有α颗粒、致密颗粒(δ颗粒)与溶酶体(λ颗粒)等3种颗粒。这些颗粒储存着大量黏附蛋白、生长因子、趋化因子和细胞因子等介质，在机体的炎症与免疫反应中发挥着重要作用。血小板表面存在多种与血小板黏附、聚集和功能活化相关的受体，包括跨膜蛋白Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)、补体受体、FcγⅡa受体(Fcγ receptor Ⅱa，FcγRⅡa)、膜糖蛋白、P选择素等。

2 脓毒症相关性血小板减少的病因

2.1骨髓功能损伤导致血小板生成减少 重症感染特别是脓毒症往往引起多器官损伤甚至衰竭，骨髓是常见的受累器官之一。病菌或其代谢产物可直接或间接抑制骨髓造血组织中巨核细胞的活性，影响巨核细胞成熟分裂为血小板的功能；感染导致的机体免疫反应失调也会产生一些免疫调节因子，从而抑制巨核细胞生成血小板[7-8]。利奈唑胺等抗生素的使用也可引起骨髓抑制导致血小板减少[9]。但脓毒症相关的血小板减少似乎并不仅是由于骨髓功能损伤导致的血小板生成减少，还可能与循环中血小板消耗和生成速率两者之间的比值高低有关[10]。有研究发现脓毒症患者中血小板生成数量却是增加的[10-11]，这可能与脓毒血症中增加的IL-6具有促血小板生成的特性相关[12]。

2.2炎症及免疫反应引起的血小板破坏、消耗增加 机体受到感染时，血小板被刺激活化后通过诱导膜蛋白的表达和介质的产生参与机体的炎症反应，起到抗感染、清除病原体等作用。活化的血小板产生并释放促炎因子、抗炎因子、趋化因子、抗微生物因子等介质调节机体的先天性免疫或适应性免疫应答[13]。血小板与病原体或其产物、内皮细胞及免疫细胞之间相互作用，促使内皮细胞损伤和白细胞激活，从而血小板与之黏附作用增强，且循环中血小板被不断活化，机体不断产生抗血小板抗体及巨噬细胞-集落刺激因子，加速破坏、消耗血小板[7, 14]。另一方面，活化的血小板表达功能性TLRs等蛋白，大量释放含P选择素的颗粒、外泌体、白细胞介素-1等细胞调节因子，导致循环中的血小板-内皮细胞-白细胞黏附作用增强，形成的中性粒细胞外网状陷阱(neutrophil extracellular traps，NETs)则会不断捕获细菌，从而发生瀑布反应形成更多的NETs[15-17]。有研究表明[18]，基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMP)-2和MMP-9等的释放可促进血小板-白细胞聚集体的形成；同时机体释放纤溶酶原激活物抑制物I并抑制纤溶系统，进一步激活血小板、促进血小板聚集与释放，这些过程都会消耗血小板及凝血因子，从而形成弥散性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation, DIC)，最终导致血小板的减少。

2.3药物、特殊治疗等因素引起的血小板减少 临床上常用的一些抗生素(如利奈唑胺、头孢菌素、磺胺类、万古霉素等)、肝素、奎宁、替罗非班、卡马西平、利福平等药物可导致巨核细胞功能受损外，还可直接刺激机体产生药物依赖性相关性抗体，发生抗原-抗体反应进而破坏血小板[19-20]。肝素诱导血小板减少症的免疫介导机制主要是形成的肝素-血小板因子4复合物与血小板上的Fcγ受体结合，从而增加血小板的消耗[21]。此外，临床上的一些治疗方法(如连续性肾替代治疗、主动脉内球囊反搏等)也可导致血小板的损耗，这可能与机械性破坏或升高的P选择素水平相关[22]。

2.4循环内血小板迁移、聚集引起的血小板分布异常 研究表明[16, 23]，感染早期即有大量中性粒细胞在肺部或肝脏中聚集，继而血小板向肝血窦迁移、聚集，随后在这些靶器官上瀑布式形成NETs。白细胞-血小板聚集体的形成、血管内皮细胞的损伤会导致靶器官的局部免疫反应不断增强，免疫失调时可导致急性肺损伤和急性肾损伤[24]。在一定程度上，血小板在局部的聚集也导致了循环中血小板的减少。

3 脓毒症相关性血小板减少的分子机制

血小板正常功能的一个必不可少的机制是通过可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子结合蛋白受体(soluble NSF attachment protein receptor, SNARE)依赖性发生血小板颗粒的分泌和胞吐作用。血小板被活化后，颗粒与伴侣蛋白Rab27a和Munc13-4融合到质膜上，机体通过SNARE蛋白(包括VAMP-8，SNAP-23和STX-11等)调节囊泡和质膜融合，从而释放其内部的分泌因子进入细胞外环境，使血小板参与机体的止血、凝血及炎症反应[25-28]，这个过程被Sec1/Munc18和Rab蛋白、钙离子和磷酸激酶C等分子调节[26, 29]。机体受到感染时，病原体或其代谢产物与血小板受体或作为血小板受体配体的血浆蛋白相互作用，产生并传导调节蛋白和第二信使的信号，从而促使血小板活化并释放介质参与机体免疫反应[30]。现较受关注的血小板受体有跨膜蛋白Toll样受体(TLRs)、补体受体、FcγⅡa受体(FcγRⅡa)、糖蛋白Ⅱb-Ⅲa(glycoprotein Ⅱb-Ⅲa，GPⅡb-Ⅲa)及糖蛋白Ⅰbα(glycoprotein Ⅰbα，GPⅠbα)[31-32]。

3.1跨膜蛋白TLRs TLRs是一类高度保守的模式识别受体家族，存在于单核细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、内皮细胞等细胞中，主要结合脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)、脂蛋白、双链RNA等病原体相关模式分子。目前人类TLRs家族成员有10个，人血小板可表达的功能性TLRs包括TLR1，TLR2，TLR4，TLR5，TLR6，TLR8，TLR9和TLR10。目前研究较多的是TLR2及TLR4。

TLR4是血小板表达最丰富的TLRs，其配体包括LPS、高迁移率族蛋白1(high mobility group box 1，HMGB1)、组蛋白H3和H4、热休克蛋白等。Aslam及Andonegui等在小鼠模型中发现TLR4在LPS诱导的血小板减少中发挥重要作用[33-34]。有研究表明LPS刺激TLR4的信号通路可能涉及髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)、Toll/白细胞介素-1受体相关蛋白(Toll/interleukin-1 receptor domain-containing proteins，TIRAP)介导的JNK、PI3K/AKT及cGMP/PKG途径[35-36]。Sebastian等证明血小板来源的HMGB1识别血小板上的TLR4/MyD88，促使MyD88/GC复合物形成并激活血小板cGMP依赖蛋白激酶I，最终导致血小板聚集[37]。此外，有研究发现组蛋白H3和H4激活血小板TLR4可能与PI3K/AKT、ERK1/2和p38MAPK信号通路以及核因子-κB的活化相关，但仍需要进一步探索[38]。

TLR2是一种高度炎症受体，可识别多种病原体相关模式分子。TLR2需与TLR1或TLR6形成异源二聚体后才能识别细菌脂肽进而诱导血小板活化和聚集，参与血小板的血栓形成和炎症反应。TLR2/TLR1复合物主要与革兰阴性菌或支原体的三酰化脂肽结合，TLR2/TLR6复合物则优先结合革兰阳性菌或支原体的二酰化脂肽。这可能与TIRAP-MyD88-白细胞介素1受体相关激酶1/4(interleukin-1 receptor-associated kinase 1，IRAK1)-肿瘤坏死因子受体相关因子6(tumor necrosis factor receptor associated factor 6，TRAF6)信号通路相关[35]。Biswas等研究发现循环中的氧化磷脂与CD36的结合可能是诱导CD36/TLR2/TLR6复合物和激活TLR2/TLR6下游信号必不可少的一部分[39]。

3.2补体受体 补体系统是天然免疫系统的重要构成之一，主要通过在靶细胞膜上形成有孔的膜攻击复合物进而溶解细胞或病原体。血小板活化后可表达多种补体受体直接或间接识别病原体，不同程度地发挥调节免疫趋化性、溶解病原体等作用。血小板的补体受体可以通过经典补体途径和替代补体途径与病原体相互作用[40]。细菌与C1q因子黏附后可被血小板膜上过度表达的gC1q受体识别、结合，而与C3b因子黏附后则被活化血小板表达的CD62P标志物识别[32]。此外，血小板α颗粒中含有的C1q抑制剂(一种105 000的α2-球蛋白)及C3、C4前体参与补体系统的调节。

3.3糖蛋白Ⅱb-Ⅲa(GPⅡb-Ⅲa)和糖蛋白Ⅰbα(GPⅠbα) GPⅡb-Ⅲa和GPⅠbα是特异性表达于巨核细胞系表面的膜糖蛋白，分别为纤维蛋白原受体和血管性血友病因子(von Willebrand factor，vWF)受体，均可与病原体直接或分别通过纤维蛋白原/vWF间接结合，参与血小板黏附和聚集[32, 41]。葡萄球菌的表面受体具有富含丝氨酸-天冬氨酸重复序列的区域，如金黄色葡萄球菌的凝集因子A(clumping factor A, ClfA)和ClfB、表皮葡萄球菌的纤维蛋白原结合蛋白SdrG等，它们通过结合纤维蛋白原与GPⅡb-Ⅲa相互作用而活化血小板[31-32]。也有研究发现表皮葡萄球菌的SdrG[42]、戈登链球菌的细胞表面蛋白PadA等[43]可直接与GPⅡb-Ⅲa结合而使血小板活化。GPⅠbα属于富含亮氨酸重复序列蛋白家族成员，可通过高度糖基化、富含丝氨酸重复序列的细菌蛋白与细菌直接结合激活血小板，比如血链球菌的富含丝氨酸蛋白A(serine-rich protein A，SrpA)[44]、戈登链球菌的表面蛋白GspB及Hsa[45]。

3.4FcγⅡa受体(FcγRⅡa) FcγⅡa受体(Fcγ receptor Ⅱa，FcγRⅡa)作为识别IgG的Fc段受体，主要在免疫细胞膜上表达，也是迄今为止在血小板上发现的唯一一种Fcγ受体类型。FcγRⅡa在感染疾病中血小板的激活发挥重要作用。金黄色葡萄球菌感染机体时，ClfA通过两种途径与血小板结合。在纤维蛋白原依赖的途径中，细菌ClfA通过纤维蛋白原与血小板GPⅡb-Ⅲa结合，和ClfA结合后的IgG与血小板膜上的FcγRⅡa相互作用促使血小板聚集。而在非纤维蛋白原依赖的途径中，识别ClfA的IgG和补体分别与血小板膜上的FcγRⅡa和补体受体结合，从而促进血小板聚集[31, 46]。另外，Tomo等[47]发现在登革热病毒感染中，血小板的活化也与FcγRⅡa和IgG复合物的结合相关。

4 展望

脓毒症仍然是目前重要的医疗问题之一，其常见的血小板减少也越来越受到临床医生和科研工作者的关注，预防或控制血小板的减少在临床治疗中显得日趋重要。感染引起的血小板减少涉及骨髓造血功能受损、机体炎症及免疫反应、循环内异常迁移或聚集等多方面。脓毒症相关性血小板减少的作用机制主要是病原体或其代谢产物通过直接或间接与血小板表面受体结合而促使血小板活化后参与机体炎症反应。目前已初步表明与血小板受体相关的分子机制主要涉及MyD88和TRIF两种衔接蛋白依赖性途径的TLRs通路及补体受体参与的涉及FcγRⅡa、GPⅡb-Ⅲa和GPⅠbα的多重信号交互作用的通路。但关于上述通路的具体分子机制仍未完全清楚或存在一定争议，这些通路的下游信号途径涉及广泛，不同通路信号分子间又可能存在复杂的相互作用。若能进一步明确脓毒症相关性血小板减少的通路信号分子机制，找到脓毒症相关性血小板减少的可能治疗靶点，必将让广大临床工作者和患者获益深远。