新型冠状病毒凝血病与免疫血栓

宋景春

（中国人民解放军联勤保障部队第九〇八医院重症医学科／南昌市血栓与止血学重点实验室，330002，南昌）

自2019年12月迄今，SARS⁃CoV⁃2 已在全球导致确诊的新型冠状病毒病2019（COVID⁃19）患者456，797，217 例，累计死亡发生率为1.32%［1］。 据统计，约20%的COVID⁃19 可发展为重症患者，约5%的COVID⁃19 可发展为具有器官衰竭的危重症，其死亡率高达49%［2］。 COVID⁃19 患者可以表现为血栓形成和急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS），危重阶段也可出现弥散性血管内凝血（disseminated intravascular coagulation，DIC）和多器官功能障碍［3］。 一项纳入36 项研究入住ICU 的COVID⁃19 患者的荟萃分析显示，COVID⁃19 重症患者的静脉血栓栓塞发病率高达28%（95%CI，22% ～34%）［4］。 其中已经发生静脉血栓栓塞症（venous thromboembolism，VTE）的COVID⁃19 患者发生肺栓塞的发生率为80%，动脉血栓形成的发生率为3.7%［5］。尸检报告报道80%的COVID⁃19 死亡患者病理可见肺内微血栓形成［6］。

COVID⁃19 患者病情的危重程度与COVID⁃19 患者的免疫功能有关［7］。 机体感染时，免疫血栓（immunothrombosis）是感染激活的中性粒细胞、单核细胞与活化的血小板和凝血因子相互作用形成的血栓，具有限制、捕捉和杀死病原体的保护作用，可发生于各级静脉、动脉和微血管［8］。 当免疫与凝血反应失调时，免疫血栓大量形成可导致多器官功能损害，被认为是COVID⁃19 凝血病的主要致病机制［9］。 目前已有多种针对免疫血栓的治疗手段在研或在临床应用。 本文拟针对COVID⁃19 凝血病形成免疫血栓的病生机制、诊断标准和治疗措施进行介绍。

1 COVID⁃19 凝血病免疫血栓的形成机制

肺泡损伤、血管壁水肿、微出血和外周小血管弥漫性血栓形成是COVID⁃19 导致呼吸衰竭的主要特征［10］。 COVID⁃19 凝血病时机体可出现过度炎症反应导致细胞因子风暴，形成全身炎症反应综合征。 炎症因子大量释放可造成血管内皮细胞损伤，进而激活血小板和凝血因子，导致血液呈现高凝状态。 中性粒细胞与单核细胞活化导致中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs） 形成，NETs 与活化的血小板和纤维蛋白交联可形成免疫血栓［11］。COVID⁃19 凝血病时免疫血栓在肺部多见，亦可分布于各级动脉、静脉和微循环。

1.1 过度炎症反应 COVID⁃19 凝血病以高水平的促炎细胞因子为特征，如白细胞介素⁃6（IL⁃6）、白细胞介素⁃1β、白细胞介素⁃18 和粒细胞⁃巨噬细胞集落刺激因子（GM⁃CSF）［12］。 Blanco⁃Melo 等研究证明，SARS⁃CoV⁃2 比其他类型的冠状病毒能更大程度地激活IL⁃1／IL⁃6 途 径 来 促 进 炎 症 反 应［13］。 炎 症 小 体（inflammasome）是炎症反应的中的重要组成部分，是由细胞质传感器、细胞凋亡相关斑点样蛋白和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（cysteinyl aspartate specific proteinase⁃1，caspase⁃1）前体组成的三体复合物。 NLRP3 炎症小体是其中最具代表性的类型，由NLRP3 受体和caspase⁃1 组成。 已有研究对因重度ARDS 而死亡的COVID⁃19 患者的进行肺组织病理分析，发现COVID⁃19 死亡患者肺组织中的NLRP3 通路的相关蛋白含量组显著高于非COVID⁃19 的ARDS 死亡患者［14］。 体外研究还显示，SARS⁃CoV⁃2 感染原代人单核细胞后，NLRP3 炎性小体被激活，并促进炎性细胞因子IL⁃1β、IL⁃18 水平和Casp1 p20 的显著升高，其升高水平与COVID⁃19 患者的预后显著相关［15，16］。

此外，COVID⁃19 死亡患者的肺部还检测到大量胞内含有SARS⁃CoV⁃2 蛋白的CD68＋巨噬细胞［17］。重度COVID⁃19 患者支气管肺泡灌洗液中的巨噬细胞和中性粒细胞比例也明显升高，并含有大量促炎细胞因子（如IL⁃6、IL⁃8 和IL⁃1β）和趋化因子（如CCL2、CCL3、CCL4 和CCL7）［18，19］。 这些研究表明SARS⁃CoV⁃2 感染时巨噬细胞活化可加重肺部炎症反应。

1.2 内皮功能损伤 已有研究发现，COVID⁃19 凝血病患者的血管内皮细胞损伤的分子标志物（可溶性P⁃选择素、血栓调节蛋白、可溶性血管细胞粘附分子（soluble vascular cell adhesion molecule⁃1，sVCAM⁃1）和血浆可溶性细胞间粘附分子1（soluble intercellular adhesion molecule⁃1，sICAM⁃1）水平可显著升高，这是血管内皮细胞损伤的直接证据［20⁃22］。 血管内皮细胞损伤的机制与SARS⁃CoV⁃2 感染直接相关。 与SARS⁃CoV 相比，SARS⁃CoV⁃2 与其受体血管紧张素转换酶2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）的结合力较SARS⁃CoV 增加了将近20 倍。 因为ACE2 在肺内分布广泛，所以COVID⁃19 凝血病患者的肺部可出现更严重的病毒感染。 SARS⁃CoV⁃2 能直接导致血管内皮损伤和细胞凋亡，降低血管内皮的抗栓能力［23］。COVID⁃19 凝血病的血管内皮细胞损伤也可以肺血管为主，但也可能造成全身各器官的血管损伤。

大量炎症因子释放也是COVID⁃19 凝血病患者血管内皮损伤的重要机制。 已有研究证实，高水平的促炎性细胞因子（IL⁃1、IL⁃6 和TNF）会导致肺血管内皮细胞释放组织因子，造成血液呈现高凝状态，容易形成微血栓［24］。 微血栓形成又会加重微循环障碍，造成组织缺血和内环境紊乱，反过来又加重内皮细胞损伤。

1.3 凝血功能紊乱 COVID⁃19 凝血病患者的凝血功能常表现为血液中纤维蛋白原、血管性血友病因子（vWF）、 纤维蛋白降解产物（fibrin degradation products，FDPs）和D⁃二聚体水平显著升高，而凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、抗凝血酶水平、活化蛋白C 水平和血小板计数无特征性变化，这提示COVID⁃19 凝血病特征呈现血栓前状态，而不是经典的DIC［25，26］。 此外，大量炎症因子释放会抑制血管性血友病因子裂解酶（ADAMTS13） 活性，导致vWF 多聚体的形成增多和活性明显升高，继而引起血小板过度活化，与NETs 相互作用促进血小板性血栓形成［27］。 此外，COVID⁃19 凝血病患者的血浆纤溶抑制物水平升高，导致患者整体呈现纤溶抑制状态，这也是加重血栓形成的重要机制［28］。

SARS⁃CoV⁃2 可与ACE2 结合，导致ACE2 相对缺乏，不能分解血管紧张素Ⅱ成为血管紧张素1⁃7。 血管紧张素Ⅱ水平升高可激活血管紧张素受体型受体，促进血管收缩和血栓形成。 血管紧张素Ⅱ水平升高还会引起醛固酮水平升高，进一步导致纤溶激活物抑制剂⁃1 水平升高，加重纤溶抑制状态［29］。

2 COVID⁃19 凝血病的诊断标准

既往DIC 诊断通常基于国际血栓止血学会（International Society of Thrombosis and Hemostasis，ISTH）制定的诊断标准。 ISTH 的显性DIC 诊断标准包括四项实验室检查结果，即血小板计数减少、纤维蛋白相关生物标记物（如D⁃二聚体）升高、凝血酶原时间延长和纤维蛋白原水平降低［30］。 据报道，COVID⁃19 患者早期的D 二聚体水平可明显升高，约占所有COVID⁃19 患者的46%（其中非重症患者的43%与重症ICU 患者的60%）［31］。 大多数COVID⁃19患者的血小板计数在（100 ～150）×109／L 之间，严重的血小板减少症占比＜5%。 并且汉族人群的血小板正常值范围低于西方人，血小板计数在100×109／L 才认为是血小板减少，所以血小板计数对COVID⁃19 凝血病的诊断价值不高。 纤维蛋白原水平通常作为对炎症的急性期反应而升高并导致高凝状态［32］。 凝血酶原时间延长一般不超过3 秒，而部分活化凝血活酶时间往往在正常范围，其原因与VIII 因子活性和纤维蛋白原水平增高有关［33］。 ISTH 的DIC 诊断标准不适合用于早期识别COVID⁃19 凝血病。

因此，Iba 等提出了COVID⁃19 凝血病的诊断标准［34］，即满足以下四条标准的两条以上即可确诊：①血小板计数减少（＜150×109／L）；（②D⁃二聚体升高（超过正常上限的两倍）；③凝血酶原时间延长1s 以上或INR＞1.2；④存在血栓形成（大血栓形成，包括深静脉血栓形成／静脉血栓栓塞、血栓性中风、急性冠状动脉综合征、肢体动脉血栓形成、肠系膜动脉血栓形成等，和／或微血栓形成，包括皮肤、肢端病变等）。

如果COVID⁃19 患者仅满足上述四个标准之一，则需评定再满足以下标准之一，即可确定为COVID⁃19 风险患者：①血浆纤维蛋白原水平升高；②vWF 水平升高（超过正常上限的两倍）；③狼疮抗凝物阳性和／或高滴度抗磷脂抗 体。 COVID⁃19 凝血 病 和COVID⁃19 凝血病风险患者可能会随着COVID⁃19 的严重程度增加发展成DIC。 据此标准分析COVID⁃19患者资料后发现，入院时不到10%的COVID⁃19 患者符合COVID⁃19 凝血病标准，而转入ICU 时COVID⁃19凝血病患者的发生率超过60%。 该标准尚处于COVID⁃19 凝血病诊断的研究阶段，并未得到学术组织的认可。

此外，黏弹力凝血检测设备已经表现出对高凝状态的敏感性。 已有研究发现，重度COVID⁃19 患者经血栓弹力图检测可提示显著高凝状态，并且与D 二聚体升高、纤维蛋白原水平升高、凝血因子Ⅷ活性和vWF 活性明显相关［35］。 全军重症医学专业委员会发布的《新型冠状病毒肺炎重症患者相关凝血功能障碍诊疗专家共识》（以下简称共识）根据武汉火神山医院救治经验，也推荐应用血栓弹力图评价重症COVID⁃19 患者的凝血功能［36］。

3 COVID⁃19 凝血病免疫血栓的治疗

有效的抗病毒治疗是针对病因的有效方法。 以下主要介绍COVID⁃19 凝血病免疫血栓的抗凝治疗和可能的免疫疗法。

3.1 抗凝治疗 COVID⁃19 凝血病的抗凝治疗指征为：①预防血栓形成；②治疗已经形成的血栓；③用于DIC 前期患者以减少凝血底物消耗［36］。 目前大多数指南均建议对排除禁忌症外的所有住院患者使用低分子量肝素或普通肝素预防血栓，然而，对于抗凝治疗的最佳风险分层、抗凝强度和持续时间尚无定论［37，38］。 2021年8月，《新英格兰医学杂志》发布了关于使用肝素类药物对COVID⁃19 患者进行治疗的多中心随机对照研究。 其中1098 名危重COVID⁃19 患者随机分为治疗剂量抗凝组和预防剂量抗凝组，两组的存活率相似（62.7%和64.5%），而且接受治疗剂量抗凝的患者中的大出血发生率略高于接受预防剂量肝素抗凝组（3.8%和2.3%）［39］。 针对2219 例非危重COVID⁃19 患者进行肝素类药物治疗剂量抗凝组和预防剂量抗凝组的比较，结果显示接受肝素类药物进行治疗剂量抗凝的患者的存活概率略有增加（4%），需要心血管或呼吸功能支持的患者比例降低，但大出血的发生率略高于接受预防剂量肝素抗凝组（1.9%和0.9%）［40］。 这说明应用肝素类药物治疗COVID⁃19有效，进行预防性抗凝治疗安全性高，治疗目标人群以非重症COVID⁃19 患者效果更好。 针对重症患者，共识已推荐应用血栓弹力图肝素酶对比试验指导肝素抗凝治疗以减少出血并发症，但尚缺乏有力的循证证据［36］。

此外，因为肝素也是SARS⁃CoV⁃2 与宿主细胞结合的受体之一，因此雾化吸入肝素可能通过与SARS⁃COV⁃2 表面蛋白S1 结合，从而抑制病毒进入。 据报道，肝素还具有抗炎和化痰的作用［41］。 目前已有雾化吸入肝素治疗COVID⁃19 的临床研究正在进行中。

3.2 溶栓治疗 溶栓治疗是治疗COVID⁃19 血栓并发症和ARDS 的可能治疗方法。 COVID⁃19 导致ARDS 的特征是弥漫性肺泡损伤、纤维蛋白沉积、透明膜形成并逐步发展为肺泡纤维化。 这与ARDS 中纤溶酶原激活物抑制物⁃1 上调导致的纤溶抑制有关。因此，COVID⁃19 患者使用溶栓疗法具有理论依据。Wang 等已经报道应用溶栓治疗COVID⁃19 患者的临床案例，但需关注出血风险［42］。 据报道，在接受全身溶栓治疗的患者中，有1⁃3%的患者会发生颅内出血。

3.3 抗血小板治疗 潘生丁属于磷酸二酯酶抑制剂，可通过增加细胞内环磷酸腺苷浓度来抑制血小板聚集。 潘生丁还具有广谱抗病毒作用，能在体外抑制正链RNA 病毒。 研究表明，双嘧达莫对SARS⁃CoV⁃2的蛋白酶Mpro 具有特异性亲和力，并能在体外抑制SARS⁃CoV⁃2 的复制［43］。 使用潘生丁治疗的患者D二聚体水平降低，血小板和淋巴细胞计数改善，临床治愈率和出院率均较对照组有改善的趋势。

3.4 补体抑制剂 因为在COVID⁃19 死亡患者尸检中发现，组织器官中存在大量补体沉积，因此有学者尝试应用补体抑制剂治疗人冠状病毒感染的小鼠，并获得成功［44］。 目前在研究的补体抑制剂主要有针对C5 的依库珠单抗和IFX⁃1，针对C3 的的潜在靶点有坎普他汀（Compstatin）和针对凝集素激活剂MASP⁃2的纳索利单抗（narsoplimab）。

3.5 肽基精氨酸脱亚胺酶抑制剂（peptidylarginine deiminases inhibitors，PADI） 为了应对SARS⁃CoV⁃2的动态进化，研究人员拟开发针对SARS⁃CoV⁃2 病理生理学的药物疗法。 包括瓜氨酸组蛋白是NETs 的主要成分，与COVID⁃19 免疫血栓的表现密切相关。 肽基精氨酸脱亚胺酶（PAD）是一类可以介导修饰翻译后的蛋白质瓜氨酸化的钙依赖性半胱氨酸水解酶家族，家族成员中主要包括PAD1、PAD2、PAD3、PAD4和PAD6。 PAD4 是一种负责组蛋白瓜氨酸化的酶蛋白，其中特定的精氨酸残基在组蛋白尾部转化为瓜氨酸残基，允许精氨酸正电荷中和，随后染色质解聚［45］。 这种化学修饰对SARS⁃CoV⁃2、呼吸道合胞病毒（RSV）、细菌内毒素、新生隐球菌和真菌中的NETs释放至关重要［46］。 PADI 抑制剂阻断瓜氨酸化组蛋白形成的能力可为控制免疫血栓形成提供新的治疗手段。

4 总结与展望

在SARS⁃CoV⁃2 不断进化的过程中，针对COVID⁃19 的战斗还在持续。 COVID⁃19 凝血病通过过度炎症反应、内皮细胞损伤、凝血系统激活、血小板活化等病理生理过程促进免疫血栓形成，是COVID⁃19 的主要机制。 虽然经过大量研究，但临床上目前仍然缺乏有力的治疗手段。 兼具抗凝、抗炎和调节免疫效能的治疗药物是未来的研究方向。