血小板在炎症型血栓形成中的作用

杨沁雨，章泽恒（.中南大学湘雅药学院药理学系，长沙 4000；2.湖南省药品审评与不良反应中心，长沙 4000）

随着时间演化，高等哺乳生物机体形成了结构庞大且复杂的多细胞系统。当机体遭受病原体入侵或损伤时，先天免疫的重要成分补体系统被迅速激活，介导免疫应答和炎症反应。与此同时，凝血作为保护血管完整性的防御机制也迅速响应。补体成分5（C5）可诱导组织因子（TF）表达显著增加，TF 是凝血级联反应中重要的启动者。此外，多种凝血因子也可在不同水平激活补体级联反应。多项研究证实两者间存在密切的相互作用。不只是补体系统，血小板-白细胞聚集体的形成和凝血酶激活白介素-1

α

（IL-1

α

）都证明免疫与凝血系统正以复杂的方式协同参与抗感染过程。

疾病打破了体内凝血与抗凝的平衡，并引发了炎症。炎症型血栓形成（thromboinflammation）是指抗感染过程中血栓形成现象。病理性的炎症型血栓形成是导致发病和死亡的主要原因。自身免疫疾病中凝血系统的作用逐渐受到重视，系统性红斑狼疮（SLE）和类风湿关节炎（RA）均受凝血系统调控。血栓性疾病如非典型溶血尿毒综合征，其补体系统长期活化最终导致整个脉管系统广泛出现多发性血栓。急慢性炎症指标C 反应蛋白（CRP）与动脉粥样硬化中动脉血栓形成有密切联系。CRP 通过激活补体系统和血管细胞，或诱导细胞凋亡和血小板聚集等积极参与血栓最终的形成。

炎症与血栓形成两者间相互依赖日渐密切，炎症触发血栓形成，而血栓形成过程中进一步加重了炎症。血小板在此间发挥着关键作用。基于不同的病理条件下血小板在免疫血栓形成中的作用进行深入探讨将有助于临床新型疗法的发现以及针对治疗靶标新药的开发。

1 血小板异常活化

血小板活化是止血的先决条件，在生理状态下，受损的血管壁通过胞外基质蛋白与血管性血友病因子（vWF）形成vWF 多聚体捕获血小板。血小板上特定黏附糖蛋白（GP）与vWF 多聚体交联并诱发复杂的级联信号，从外至内的信号传导使血小板活化。血小板活化后不再呈圆盘状而是出现了许多伪足。胞内颗粒物释放，其中公认的二磷酸腺苷（ADP）和5-羟色胺（5-HT）是血小板激动剂，因此能募集更多的血小板和血细胞，最终形成聚集体。凝血级联加固了初始的聚集体，凝血酶与活化的血小板相互促进使凝血加强。在病理状态下，颗粒内容物释放增加，黏附分子及受体过度表达且凝血酶原激活变得紊乱，过度凝血反应造成血栓的形成。

在炎症性肠病模型中血栓形成增加，Yan等发现IL-6 与实验性结肠炎中血小板异常活化和血小板-白细胞聚集体（PLA）形成增加相关。输注IL-6 后活化的血小板及血小板-PLA 数量明显增多，血栓形成加速。

1.1 血小板颗粒释放

血小板作为无核的细胞碎片，活化后调节周围微环境主要是靠颗粒内容物的释放，内容物主要存在于致密颗粒和

α

-颗粒中。致密颗粒内含小分子如钙、ADP、5-HT 和多磷酸盐，对血小板的止血功能起决定性作用。钙有助于凝血级联的进行，ADP 则通过与两个G 蛋白偶联受体P2Y和P2Y结合刺激血小板，诱导其变形并增强其他激动剂作用。5-HT 与循环血小板上受体5-HT相互作用，使胞内钙储存释放并活化蛋白激酶C，整合素

α

Ⅱb

β

3 暴露并被激活促进血小板聚集和血栓形成。多磷酸盐是强促凝剂，通过诱导凝血因子Ⅻ（FⅫ）接触激活参与促凝血反应。致密颗粒中释放的多磷酸盐与钙离子复合以纳米颗粒的形式保留在促凝血小板表面，这些纳米颗粒启动FⅫ接触激活并驱动凝血。

α

-颗粒存储了约300 余种不同活性的蛋白质，影响凝血、血管生成和炎症。其中vWF、纤连蛋白和纤维蛋白原等对于稳定血栓的形成极为重要，还有血小板因子4（PF4）、

β

-血球蛋白（CXCL7）和IL-8 可通过吸引中性粒细胞来调节炎症。血小板中可溶性

N

-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体（SNARE）复合物是膜融合和颗粒释放的关键成分。败血症和脂多糖（LPS）诱导巨噬细胞活化的过程中，STX1A 表达增加，STX4与Munc18c 和突触小体相关蛋白23（SNAP-23）的结合显著增加，这些蛋白在SNARE 复合物的组装中发挥积极作用。抗炎制剂一氧化碳释放分子-2（CORM-2）能降低SNARE 复合物的合成而显著减少血小板颗粒的胞吐，颗粒释放受到限制，进而影响了炎症和止血作用。Cardenas 等发现，敲除控制血小板颗粒胞吐功能的Munc13-4 蛋白后，过敏性哮喘中嗜酸性粒细胞炎症减少，血小板活性与血栓形成稳定性大幅降低。血小板活化后会增强葡萄糖的摄入，反过来葡萄糖的摄入也会进一步促进血小板的活化。葡萄糖转运蛋白3（GLUT3）主要定位于血小板

α-

颗粒，是介导葡萄糖进入血小板的主要途径。随着

α-

颗粒释放与质膜融合活化的血小板葡萄糖摄取激增，易位的GLUT3 为凝块收缩等现象供给葡萄糖。在K/BxN关节炎模型中，GLUT3 的缺失减轻了血小板脱颗粒、扩散和凝块收缩等现象，GLUT3-KO 小鼠体内炎性因子IL-1

α

水平降低，存活率增加。

1.2 黏附分子及受体表达

黏附分子P-选择素存在于血小板

α

-颗粒和内皮细胞Weibel-Palade 小体（WPB），血浆中可溶形式的P-选择素加强了血管损伤部位炎症、血栓形成及凝血之间的联系。通过与主要配体P-选择素糖蛋白配体-1（PSGL-1）和GP1b

α

相结合使血小板、内皮细胞和白细胞紧密联接。动脉粥样硬化中发炎的斑块P-选择素高水平表达。炎症过程中P-选择素持续增加，促进P-选择素依赖性的血小板聚集、PLA 形成及内皮细胞黏附。长期吸烟导致炎症性细胞因子增加并诱发黏膜炎症。持续炎症状态促进了吸烟诱导的血栓形成。Harding 等发现吸烟者血小板表面CD40L表达增加，CD40L 可诱导内皮细胞和单核细胞TF表达，激活血小板并稳定动脉血栓。作为公认的心血管疾病风险因子，CD40L 可通过CD40/TAK1/NF-

κ

B 信号通路或与

α

Ⅱb

β

3、

α

5

β

1 和

α

M

β

2 结合诱导血小板活化聚集并对血栓刺激增强。整合素

α

Ⅱb

β

3 属于跨膜糖蛋白受体家族，在血小板中高表达，是止血和动脉血栓形成的核心。其独特的双向信号传导调节可启动并放大一系列细胞活动，如血小板扩散、聚集、凝块收缩和血栓稳定。血小板扩散和凝块收缩分别受早期和晚期

α

Ⅱb

β

3 外向内信号传导调节。全身性炎症已被证明是一种有效促进血栓形成的刺激，Murthy 等发现炎症小体NLRP3 与布鲁顿酪氨酸激酶共同调节血小板活化、聚集和体外血栓形成。Qiao 等对此进行了更深层的机制研究，其结果显示NLRP3通过IL-1

β

影响

α

Ⅱb

β

3 的信号传导，NLRP3血小板分泌的IL-1

β

显著减少，血小板扩散和凝块收缩能力大幅降低，添加IL-1

β

后情况得到改善。

1.3 凝血级联系统激活

凝血始于凝血酶原激活物的形成，一系列凝血因子参与内源性或外源性凝血途径，凝血级联瀑布式激活迅速发挥止血效应。

外源性凝血途径主要由组织因子调节。血管和周围组织受损后释放组织因子，将其暴露于凝血因子中形成TF-Ⅶa 复合物，催化凝血因子FⅩ和FⅨ水解活化，凝血酶生产，最终导致血栓形成。肿瘤坏死因子-

α

（TNF-

α

）、LPS 和IL-1 等炎症因子可促进血管内皮细胞TF 的表达。活化的凝血因子FⅩa 具有促炎特性，可增加IL-6、IL-8、单核细胞趋化因子-1（MCP-1）和黏附分子及E-选择素等炎性因子的表达，并通过抑制 TNF诱导的 MAPK 磷酸酶表达，增强内皮细胞中TNF介导的TF 和E-选择素过度表达。内源性凝血起自凝血FⅫ的活化，循环于血浆中的FⅫ与带负电的表面接触转化为双链活性形式的FⅫa，进一步激活凝血因子FⅪ成为FⅪa，由此启动内源性凝血。氯化铁诱导颈动脉和肠系膜动脉血栓形成的实验中，FⅫ的缺失有效减少了小鼠体内的血栓形成。流行病学调查显示血浆中FⅫ/FⅫa 的水平与动脉血栓形成相关，冠心病和心肌梗死患者血浆中FⅫa 循环水平增加，凝血接触系统似乎被激活。接触系统能够助长阿尔茨海默病（AD），AD 是一种以错误折叠的

β

淀粉样蛋白（A

β

）累积为主要病理特征的神经炎症。错误折叠的蛋白能够激活FⅫ，AD 小鼠模型和患者血浆中FⅫa 增加，并呈现高凝状态。FⅫa 可将血浆前激肽酶转化为激肽酶，使高分子量激肽原释放缓激肽。缓激肽是一种有效的促炎肽，遗传性血管水肿实验证明缓激肽与FⅫa 活性成正相关。在RA 中也有相似报道。

凝血酶是凝血级联的核心蛋白，将可溶性纤维蛋白原转变为不溶的纤维蛋白，稳固血栓。凝血酶不仅体内最强的血小板激动剂之一，还能影响免疫细胞的功能。它通过蛋白酶激活受体4（PAR）激活血小板，活化的血小板促进白细胞向内皮损伤部位迁移。Kaplan 等证实PAR小鼠血小板对凝血酶的刺激毫无反应，血栓稳定性显著降低且白细胞募集和迁移也受到干扰。凝血酶刺激血液中树突状细胞表达PAR，随后分泌细胞因子，如单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）、IL-10 和IL-12。然而凝血反应和炎症反应同时也受到这些因子的调控。

2 血小板-内皮细胞相互作用

血栓形成是一个多分子参与的复杂过程，内皮细胞是其中不可或缺的一部分。其完整性是维持血管稳态的必备条件，血管内血浆和管外间质的流体平衡主要靠内皮细胞维持。血管内皮受损常见于各类炎性疾病，可导致一系列并发症如血栓形成和组织水肿，同时血管张力同样受到影响。血小板与内皮细胞通过表面受体和细胞因子等信号传导途径共同促进血栓的形成。

内皮细胞和血小板之间有黏附依赖性和非依赖性的相互作用。血小板经体外活化数秒后表达CD40L 且在体内形成血栓，血小板上的CD40L 诱导内皮细胞分泌趋化因子并表达黏附分子，从而在损伤部位产生白细胞募集和外渗的信号。炎症因子TNF-

α

和IL-1

β

能有效激活内皮细胞NF-

κ

B信号级联，驱动NF-

κ

B 的靶基因黏附分子的表达。血管细胞黏附分子-1（V-CAM-1）、胞间黏附分子-1（I-CAM-1）和E-选择素介导炎症细胞进入血管壁。TNF 超家族另一个成员LIGHT 是内皮细胞中黏附分子和趋化因子的有效诱导剂，可刺激内皮细胞和单核细胞发生炎症。Otterdal 等通过检测急性心肌梗死患者的血栓和体外实验证实，血小板被激活后能持续释放LIGHT，发挥致炎作用。活化的血小板不仅参与凝血还可加重血管炎症反应。类似结果在肺动脉高压（PAH）和慢性血栓栓塞性肺动脉高压（CTEPH）患者中亦有发现。CTEPH 和PAH 患者体内高反应性血小板诱导内皮细胞表达V-CAM-1，V-CAM-1 是内皮细胞炎症的关键分子。活化的血小板借此增强了肺动脉内皮细胞炎症反应，促进肺血管中血栓的形成。败血症中血小板衍生的外泌体通过NADPH 氧化酶依赖性超氧化物的释放诱导内皮细胞Caspase-3活化并凋亡，造成脓毒性血管功能障碍。Nhek等研究发现，SLE 患者血小板活性增加且通过IL-1

β

途径诱导内皮细胞活化，增强了与血小板的黏附情况，促炎基因IL-8 和细胞间黏附分子-1（I-CAM-1）表达上调。高反应性血小板黏附和内皮细胞活化可能代表了通过内皮活化引起血栓并发症的各类疾病共同发病机制。

3 血小板-白细胞相互作用

血小板不单参与凝血系统的工作，它还在先天和适应性免疫中起到积极作用。与不同类型的白细胞接触是血小板发挥其免疫作用的先决条件。作为炎症型血栓形成的标志物，体内和局部炎症部位形成的PLA 在多种疾病中增加。Wang等通过敲除白细胞整合素Mac-1 及GPIb

α

的Mac-1 结合位点突变小鼠证实，白细胞整合素Mac-1 通过与血小板GPIb

α

的相互作用调节血栓形成。血小板-白细胞相互作用可能通过增加TF 的表达使纤维蛋白沉积，这一点在狒狒动脉血栓形成模型中得到验证。体外研究表明多形核白细胞（PMN）受P-选择素刺激后能够产生TF，这一结果支持炎症细胞与血小板相互作用与纤维蛋白沉淀和血栓存在相关性。

中性粒细胞产生的蛋白酶有助于血栓形成，在中性粒细胞-血小板相互作用过程中，组织蛋白酶G 和弹性蛋白酶影响凝血因子Ⅹ以促进凝血。中性粒细胞胞外杀菌网络（NETs）是富集于炎症部位的DNA 纤维网，由组蛋白和抗菌蛋白组成，其促进血栓形成主要是通过组蛋白与vWF 结合从而激活血小板。活化的血小板通过GPIb 继续与中性粒细胞结合并进一步促进NETosis（中性粒细胞的炎性细胞死亡方式），在这种恶性循环中血栓形成加重。新型冠状病毒肺炎（COVID-19）、动脉粥样硬化（AS）和SLE等炎性疾病中NETs可能对血栓形成起决定性作用。

近期体外实验结果表明活化血小板释放的趋化因子CXCL4 可诱导表达CCR1 单核细胞迁移。动脉粥样硬化斑块中的溶血磷脂酸在体外可激活血小板，促进血小板-单核细胞聚集体形成，可能刺激体内炎症反应和血栓形成加剧。单核细胞，树突状细胞和中性粒细胞被血小板释放的可溶性炎性介质CCL5、CXCL4 和CXCL7 激活并迁移至受损部位可进一步加重动脉粥样硬化的发展。

4 血小板-内皮细胞-白细胞相互作用

白细胞广泛参与炎症反应中并与血小板和内皮细胞相互作用共同促进免疫血栓形成。

炎症期间，血小板释放5-HT 激活内皮细胞WPB 分泌相关细胞因子，促进白细胞黏附与募集。连接黏附分子（JAM）由白细胞、血小板和内皮细胞表达，在炎症刺激下，JAM 上调且在细胞表面表达，JAM-A 和JAM-C 促进活化内皮细胞上的白细胞募集，同时JAM-C 支持白细胞在血小板上的黏附及随后的跨内皮迁移。Marques 等发现在代谢综合征全身性炎症的环境下，PLA 通过CX3CL1/CX3CR1 轴黏附于内皮细胞。中性粒细胞主要通过PSGL-1 或CD11b/CD18（MAC-1）与血小板P-选择素结合，进而向内皮迁移，通过CD11b/CD18 与已活化并构成血栓的血小板形成牢固的黏附，从而促进中性粒细胞与沉积在血管损伤部位的血小板结合。

血小板可直接与单核细胞相互作用，使得单核细胞表面CD40、PSGL-1、CD11b 和CCR2 的表达增强，进一步增加了血小板-单核细胞聚集体，使更多单核细胞被募集至内皮细胞。动脉粥样硬化中，活化的血小板会黏附于内皮细胞，通过释放趋化因子CCL5 和CXCL4 增强单核细胞的黏附和组织浸润。促炎性微环境增强了血小板的功能和黏附性，导致内皮功能障碍和斑块形成增加。深静脉血栓形成（DVT）早期白细胞被大量募集至静脉内皮，随后髓样白细胞表达TF 引发凝血。在此期间血小板亦被募集，通过GPIb 与白细胞相互作用促进白细胞募集并刺激中性粒细胞形成NETs 最终加剧DVT 发生。血小板在炎症型血栓形成中的作用机制总结见表1。

表1 血小板在炎症型血栓形成中的作用机制
Tab 1 Function of platelets in thromboinflammation

病理变化具体机制血小板颗粒异常释放 炎症条件下，SNARE 复合物合成增加[23-24]；GLUT3 易位，活化血小板摄取葡萄糖激增[25]血小板黏附分子及受体异常表达P-选择素高表达，通过与 PSGL-1 和GP1bα 相结合使血小板、内皮细胞和白细胞紧密联结[26]；CD41L 可通过CD40/TAK1/NF–κB 信号通路或与αⅡbβ3、α5β1 和αMβ2 结合诱导血小板活化聚集[31-34]；NLRP3 通过IL-1β 影响αⅡbβ3的信号传导，放大血小板扩散、聚集、凝块收缩等凝血活动凝血级联系统过度激活TNF-α、IL-1 和LPS 等炎症因子促进血管内皮细胞表达TF，启动外源性凝血途径[38-39]；凝血酶通过PAR4 激活血小板，促进白细胞向内皮损伤部位迁移，增加血栓稳定性[43]内皮细胞过度活化TNF-α 和IL-1β 有效激活内皮细胞NF-κB 信号级联，驱动NF-κB 靶基因黏附分子V-CAM-1、I-CAM-1 和E-selectin表达[48]；活化的血小板表达CD41L 或释放LIGHT 均可诱导内皮细胞分泌趋化因子并表达黏附分子[47，49]形成血小板-白细胞聚集体白细胞整合素Mac-1 通过与血小板GPIbα 的相互作用调节血栓形成[54]；多形核白细胞（PMN）受P-选择素刺激后能够产生TF，通过增加TF 表达使纤维蛋白沉积[56]；中性粒细胞产生组织蛋白酶G 和弹性蛋白酶影响凝血因子Ⅹ以促进凝血[57]；NETs 与vWF 结合激活血小板，活化的血小板通过GPIb 继续与中性粒细胞结合并进一步促进NETosis[58]血小板-内皮细胞-白细胞相互作用JAM-A 和JAM-C 均可在炎症条件下促进活化内皮细胞上的白细胞募集，同时JAM-C 支持白细胞在血小板上的黏附以及随后的跨内皮迁移[66]；PLA 通过CX3CL1/ CX3CR1 轴黏附于内皮细胞[67]；中性粒细胞向内皮迁移主要通过PSGL-1 或CD11b / CD18（MAC-1）与血小板P-选择素结合进行[63，68]，通过CD11b / CD18 与已活化并构成血栓的血小板形成牢固的黏附；血小板可直接与单核细胞相互作用，使得单核细胞表面CD40，PSGL-1，CD11b 和CCR2 的表达增强，进一步增加了血小板-单核细胞聚集体，使得更多单核细胞被募集至内皮细胞处[63]；活化的血小板会黏附于内皮细胞，通过释放趋化因子CCL5 和CXCL4 增强单核细胞的黏附和组织浸润[70]

5 抗炎症型血栓形成进展

血栓形成与炎症的密切相关，白细胞、血小板和内皮细胞三者相互作用进一步放大了细胞效应，在诸如动脉粥样硬化、败血症和SLE 等疾病中至关重要。时至今日，单纯针对血小板的药物已不足以应对多因素造成的血栓形成，靶向如炎症和内皮损伤等方面的新型药物将有助于临床更好地治疗相关顽疾。

姜黄素是一种具有抗血栓形成活性的多酚类化合物，其作用靶点主要涉及血小板和白细胞。姜黄素可抑制花生四烯酸、肾上腺素和胶原蛋白诱导的血小板聚集，剂量依赖性地减少血小板中血栓素的形成以抵抗花生四烯酸诱导的聚集。此外它还可通过影响环氧合酶活性及阻断钙信号发挥作用。使用姜黄素预处理血小板或内皮细胞后可降低凝血酶或TNF-

α

诱导的P-selectin 表达，并减少了白细胞-内皮细胞和白细胞-血小板间的黏附作用。鉴于姜黄素的抗血栓特性，已有研究开始将其制成载有姜黄素的纤维蛋白原纳米颗粒治疗癌症，结果表明该纳米颗粒可能是一种很有前途的癌症治疗药。

动脉瘤性蛛网膜下腔出血（SAH）中免疫细胞持续招募加强了免疫性血栓的形成，使细胞黏附分子持续激活血小板形成微血栓。临床研究显示SAH 中不仅凝血级联功能不正常，炎症反应也异常活跃。法舒地尔能显著改善SAH 预后，作为Rho 激酶抑制剂可阻断多种SAH 相关的病理通路，包括内皮功能障碍，炎症和白细胞活化等。尼莫地平与低剂量肝素合用的临床数据表明SAH患者出院率有所增加。作为钙离子通道阻滞剂，尼莫地平可减少白细胞浸润，而肝素可有效减轻血管梗塞。虽然具体作用机制尚不明确，但此类研究表明抗炎和抗凝合并治疗具有一定的潜力。

脾脏酪氨酸激酶（Syk）在各类造血细胞中均有表达，作为细胞信号转导因子，其在免疫系统中的作用备受关注。体外实验证明炎症和血小板通路交汇于Syk。Syk 不仅在血小板中传递高剪切应力诱导的信号，还可促进白细胞向发炎和受损血管募集。在活化内皮细胞中可调节选择素依赖的白细胞黏附。白细胞

β

2 整合素Mac-1和血小板受体GPIb

α

通过Syk 造成伴有内皮剥脱、血小板沉积和白细胞募集的血管损伤。具高度选择性的新型Syk 抑制剂PRT060318 在多个动物模型中表现出了卓越的抗血栓功效，此外明显抑制了血管损伤时白细胞-血小板依赖性反应，包括炎性细胞招募和新生内膜形成。治疗动脉粥样硬化小鼠模型的结果显示，PRT060318 能减少36%的病变面积而不改变白细胞、血红素和血小板数量，证明Syk 参与了急慢性动脉血管损伤。从炎症和血栓形成交点切入，Syk 有潜力成为新型抗血栓炎症的靶点。

Senchenkova 等发现AnxA1-Fpr2/ALX 信号通路作为血小板功能的关键调节剂还有促进炎症消退的作用。临床数据显示急性缺血性中风患者血浆中抗炎/可分解膜联蛋白A1（AnxA1）水平降低，给予AnxA1 后可有效预防脑部血栓炎症和中风后血栓形成的发展，减少了卒中后血小板对脑部发炎内皮细胞的黏附并改变了血小板-白细胞相互作用。通过AnxA1-Fpr2 / ALX 途径，AnxA1 外源性给药减轻了以血小板为主要靶标的免疫血栓形成。有希望用于治疗缺血再灌注的损伤和降低脑血栓形成风险。

6 展望

综上所述，炎症和血栓形成关系密切，血小板在免疫系统和凝血系统的串联中发挥关键作用。大量研究从不同分子机制揭示了其在免疫血栓形成中的作用，鉴于炎症病理状态和血栓形成过程中的复杂性，血小板在其中仍有着未知且有待发掘的潜力。笔者认为机体作为一个统一的循环整体，免疫系统和凝血系统间存在巨大的分子调控网络，血小板不仅能在凝血系统中发挥作用还兼具免疫细胞的部分功能，遍布机体的内皮细胞桥接血小板和免疫细胞，为免疫和凝血系统相互作用提供平台。目前尚需更深入、更广泛的研究阐述两系统中其他成分的功能及作用机制，构建完整的分子调控网络，为血栓这一高发性并发症的治疗提供新的思路和靶点。