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终末期肝病凝血功能障碍的基础与临床表现研究进展

2019-02-25王文鑫综述福军亮审校

医学研究生学报 2019年6期
关键词:凝血因子终末期凝血酶

王文鑫综述,福军亮审校

0 引 言

肝在机体的凝血机制中扮演着重要角色。它是大部分促凝和抗凝因子、纤溶蛋白、促血小板生成素(thrombopoietin,TPO)的主要合成场所。另外,肝还参与了许多止血和纤溶组分的清除过程。在失代偿期肝硬化、肝衰竭等终末期肝病时,患者肝的合成能力显著下降,血浆中相应的凝血分子减少,导致凝血功能障碍。同时由于肝硬化门静脉高压导致的脾功能亢进,使得血小板降低,进一步加重了患者的凝血异常。急慢性肝病的系统性炎症和肝内炎症导致内皮细胞的慢性活化,从而使内皮细胞分泌的相关凝血组分明显增加,但也加剧了血小板和凝血因子的消耗[1]。以上各个方面的变化使得终末期肝病的凝血障碍变得异常复杂,而其导致的最终结果也变得难以预测。

1 凝血机制——以细胞为核心的凝血反应模型

较早提出的级联反应模型(Cascade Model)重点反映的是凝血因子间的相互作用过程。止血中非常重要的血小板以及控制凝血酶形成和血栓局限化的抗凝组分在这一模型中并未体现。其实早在140年前就已经发现了细胞组分参与了止血过程,在缺少细胞相关的组织因子(tissue factor,TF)和血小板的情况下无法完成正常的止血[2]。因此提出了以细胞为核心的凝血模型,即在相关细胞的表面产生一系列步进式的凝血因子反应过程,同时抗凝因子也参与其中[3]。这一模型由启动、放大、扩增和局限化等步骤组成。首先当血管损伤时TF暴露在血液中,并立即活化凝血因子Ⅶ,形成TF/Ⅶa复合物,并活化因子Ⅹ和Ⅸ。TF负载细胞表面形成的Ⅹa和它的辅因子Ⅴa相互作用后激活形成少量的凝血酶,它们可以大量活化血小板和血小板表面因子Ⅴ、Ⅷ和Ⅺ,从而为在血小板表面产生爆发式的凝血酶生成奠定基础[4]。活化的Ⅸa与血小板表面的Ⅷa形成Ⅸa/Ⅷa的酶复合物后进入扩增阶段。凝血酶活化凝血因子Ⅺ的过程即可解释正常止血过程中并非一定需要Ⅻ参与的原因。在血小板表面装配形成Ⅸa/Ⅷa酶复合物后,血浆中的因子Ⅹ被活化并在血小板表面与活化的因子Ⅴa形成凝血酶原激活物,最终诱导爆发式的凝血酶产生。

以细胞为核心的止血模型与级联反应模型中的外源性和内源性凝血途径并不相互排斥。外源性凝血途径中的TF在TF负载细胞表面完成启动和放大凝血步骤。内源性凝血途径中的各个组分在活化的血小板表面完成大量凝血酶产生的增殖过程。因此,凝血酶原时间(prothrombin time,PT)检测的是凝血过程的启动阶段,而活化部分凝血活酶时间(activated partial thromboplastin time,aPTT)是检测血小板表面所介导的凝血增殖阶段。

以细胞为核心的止血模型中还有一个重要的特征,即凝血蛋白酶抑制因子的存在能够将凝血局限在损伤部位。由于抗凝血酶(antithrombin,AT)和组织因子途径抑制子(tissue factor pathway inhibitor,TFPI)的存在,因子Ⅹ仅能在TF负载细胞和血小板表面被活化并发挥作用。细胞表面的Ⅹa能够免于被AT和TFPI灭活[5];而游离于血浆中的Ⅹa半衰期仅有数秒,从而在其到达其他细胞表面之前就被灭活[6]。AT由肝实质细胞产生,其缺陷会导致严重的血栓倾向[7]。

肝实质细胞还合成维生素K依赖的抗血栓因子蛋白C和蛋白S,活化的蛋白C在其辅因子蛋白S作用下活性增强,并在血小板和内皮细胞表面灭活因子Ⅴa,导致无法产生凝血酶。内皮细胞表面还有凝血酶的受体—血栓调节蛋白(Thrombomodulin,TM)。当凝血酶从损伤部位逃逸后就会被附近完整的内皮细胞表面的TM捕获从而失去促凝血作用,且凝血酶/TM复合物还可以活化蛋白C。因此,蛋白C和S以及TM的作用均是为了阻止在健康部位形成血栓[2]。

2 终末期肝病时的凝血异常

由于终末期肝病时肝脏的合成能力下降,很多由肝合成的凝血因子产生不足,包括凝血因子Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、XIII、纤维蛋白原、AT、蛋白C和蛋白S等。因此,补充新鲜冰冻血浆(fresh frozen plasma,FFP)等方法一直是终末期肝病凝血紊乱的重要治疗手段。但越来越多的证据表明,肝疾病时促凝和抗凝系统变化的复杂程度远不是部分凝血因子减少所能解释[8]。

2.1 血小板的变化通常情况下,损伤使血管壁的胶原和血管假性血友病因子(von Willebrand Factor,vWF)暴露从而激活血小板聚集并发生形态变化,进一步激活凝血因子的级联反应最终产生纤维蛋白,纤维蛋白在聚集的血小板上相互交联形成稳定的不可溶性栓子。

终末期肝病时肝合成TPO减少,以及门静脉高压导致脾脏淤血肿大和功能亢进,常常出现明显的血小板减少,通长可以降低到(30~100)×109/L。此外由于内皮活化产生NO和前列环素增加,使血小板活化抑制。这些因素导致肝病患者血凝块形成障碍。但是肝病时肝合成血管性血友病因子裂解酶(A disintegrin and metalloprotease with thrombospondin 1 repeats,ADAMTS13)也减少,其作用是裂解血小板/vWF复合物。ADAMTS13减少使得更大的vWF多聚体形成增加,进而刺激血小板聚集。内皮细胞的活化也促进vWF产生增加。这些改变又在一定程度上帮助了肝病患者的血小板功能恢复[8]。综合以上2方面对血小板数量和功能影响的结果,终末期肝病患者的初级止血功能得以保存。

2.2 凝血因子的变化肝硬化时很多肝合成的促凝和抗凝因子减少,但因子Ⅷ的水平增加。因子Ⅷ由肝窦内皮细胞与Kupffer细胞产生,其他组织如肾、肺、脾也可产生。当肝细胞合成功能减退时,内皮细胞及Kupffer细胞仍维持凝血因子Ⅷ的合成;肝损伤使其清除减少,内毒素及免疫因素刺激使其合成与释放增加[10]。因子Ⅷ的增加导致凝血酶生成增多,并与静脉栓塞的风险增高相关[11]。肝硬化患者因子Ⅷ的增加和蛋白C减少,抵抗TM的能力增强,最终形成了高凝状态。且随着肝硬化严重程度的进展,Child-Pugh C级的肝硬化患者较A、B级患者的高凝状态更为严重[12]。

终末期肝病尤其是严重肝硬化和急性肝衰竭患者纤维蛋白原的数量和功能都有所下降,纤维蛋白原表面唾液酸残留增加,影响了纤维蛋白的多聚化和凝块的稳定性[13]。但在轻-中度的肝损伤情况下纤维蛋白原水平基本正常,甚至可能增加,其水平的增加也是急性期反应的一种表现[13-14]。

综合以上变化,终末期肝病促凝和抗凝分子似乎出现了同等缺陷,形成了止血的再平衡状态,但这种不稳定平衡状态很容易被打破,从而存在出血和血栓的风险[8,10,15]。

2.3 纤溶系统的变化100多年前就已经发现了肝病患者纤溶活性增强,并陆续被后续研究证实。但有研究认为,只有严重肝硬化才出现纤溶亢进[16]。严重肝病时由于肝合成能力下降,凝血酶活化的纤溶抑制子(thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor,TAFI)减少,导致纤溶酶原活化为纤溶酶增加,由此表现为高纤溶状态。然而此时纤溶酶原也显著减少,内皮细胞合成的纤溶酶原激活抑制子-1(plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1)和组织纤溶酶原激活物(tissue plasminogen activator,tPA)却大幅增加。tPA的增加是血管内皮细胞活化和肝清除能力下降的结果。有研究提示肝硬化的内毒素血症同时激活了凝血和纤溶系统,或者说这种纤溶亢进状态是被高凝导致的血凝块所活化的[17]。目前多种纤溶检测试验均证实了终末期肝病存在纤溶活性增强,但是这种纤溶系统复杂的紊乱是否会导致具有临床意义的出血尚无定论[8,10,16]。

3 终末期肝病凝血异常的检测

上世纪30年代和50年代分别发明了PT和aPTT检测用于评估出血风险。但是这2种检测方法并没有反映止血过程中的细胞组分,也没有包含止血抑制分子和纤溶分子,而且它们对于一个或多个可溶性凝血分子的变化较为敏感,故难以反映肝疾病时的凝血状态和出血风险,只能作为肝合成能力下降的重要指标。国际标准化比值(international normalized ratio,INR)最初是用于帮助调整口服抗凝药物的剂量,并不能够预测出血倾向。PT/INR能够很大程度上校正不同实验室之间的变异,但仍不能克服其固有缺陷[8]。PT、INR是作为Child-Pugh评分的组成部分,从而与肝硬化胃食管静脉曲张出血的风险存在间接关系[18]。同时也有多个证据表明,在一些侵入性操作过程中,以上的检测手段并不能可靠的预测出血风险[10,15]。

近年来,2种粘滞弹性检测方法逐渐用于全面的评估凝血功能,即血栓弹力图描记法(thromboelastography,TEG)和血栓弹力测定法(thromboelastometry,TEM),后者是前者的改良。它们的优势在于使用全血检测,并把抗凝、凝血因子以及血小板都考虑在内,从而能全面的、动态的评估血液凝固和溶解的全过程,在多种急性凝血异常中发挥了重要作用[19]。一项随机对照研究显示,相较于PT或INR,对存在显著凝血异常的肝硬化患者进行侵入性操作前,通过TEG方法评估其出血风险,能够大幅减少FFP和血小板等血液制品的使用,而患者的出血风险没有明显增加[20]。但由于该研究的样本量较少,其在预防性输血中的应用价值仍有待进一步观察。另有多项研究证实TEM可以指导肝移植手术的输血治疗,能够显著减少血液制品的应用且没有明显的出血并发症[15]。Blasi等[21]应用TEM检测慢加急性肝衰竭患者的凝血状态,发现患者在入院时即存在初始纤维蛋白和凝块形成时间延长、凝块硬度降低等低凝状态,并在入院后逐渐加重;低凝状态与患者发生系统性炎症和生存期缩短密切相关,但与是否需要输注血液制品无关,也并未增加发生出血事件的风险。国内也有学者应用TEG检测慢加急性肝衰竭患者的凝血功能,发现患者TEG各项指标均值均在正常范围内,但按照有无并发症分组后发现,TEG各项指标的异常分别与发生感染、肝性脑病、肝肾综合征等并发症相关,特别是R值延长的患者出血风险增加[22]。

4 终末期肝病凝血异常的治疗

终末期肝病患者虽然存在多种凝血因子合成减少,但其凝血功能的变化非常复杂,现有的证据尚不能证明患者存在显著的自发性出血风险。而肝硬化患者发生自发出血或外科出血更多的是与门静脉高压有关。相反,越来越多的证据表明终末期肝病患者实际上处于高凝状态,发生血栓的风险相对较高[10]。

4.1 出血的预防和治疗升高的INR经常被作为终末期肝病预防性应用FFP的依据。但实际上如前所述,INR并不能预测出血风险,且输注FFP后导致INR一定程度的改善,可能会掩盖实际病情,使肝移植等的重要治疗措施的判断受到影响,况且FFP的应用也不能完全纠正INR;FFP输注还会导致容量负荷增加,在急性肝衰竭患者会加重颅内高压,以及产生其他的输血不良反应。输血相关的急性肺损伤在肝病患者发生率也相对较高。最后,应用FFP、血小板或重组凝血因子制品还存在加重血管栓塞的风险从而促进疾病进展[10]。虽然美国肝病学会建议急性肝衰竭患者在高出血风险的侵入性操作前使用FFP或重组凝血因子Ⅶa[23];但是应用FFP或血小板是否能够降低肝穿刺、胃镜下硬化剂注射等治疗相关的出血风险目前仍无定论。已有INR高达8的患者进行无血制品输注的肝移植成功的报道[24]。同样的,预防性使用去氨加压素、抗纤溶药物(胰蛋白酶抑制剂)、维生素K和重组凝血因子Ⅶa等药物虽然在一定程度上改善了凝血指标,但最终的临床获益非常有限[18]。不过,在侵入性操作前需要考虑短暂停用抗血栓或抗凝药物以降低出血风险。而对于肝硬化患者降低出血风险的根本措施实际上应着眼于降低门静脉压力,如进行TIPS和服用非选择性β受体阻滞剂。

当发生自发性或治疗性出血的情况下,可考虑应用FFP、血小板或凝血因子复合物等,但也缺少大样本随机对照试验的研究证实其对于最终临床结局的改善是否具有意义,且还要关注动脉栓塞风险的增加。所以,其应用最好是在全血凝血功能检测例如TEG的指导下进行。

4.2 血栓的预防和治疗肝硬化患者发生门静脉血栓(portal vein thrombosis,PVT)的概率为2.1%~16.2%[25]。一项应用低分子肝素预防肝硬化患者PVT的随机对照研究发现,在48周的治疗结束时和随访96周时,肝素治疗组没有发生PVT,未应用肝素的对照组PVT发生率为16.6%和27.7%[26];肝素治疗组发生肝功能失代偿的情况和生存率也显著优于对照组;同时治疗组没有发现明显的副作用和出血并发症。这项研究表明使用低分子肝素预防PVT是安全的,并能够改善患者预后。相关的机制可能是通过减少微血栓形成而改善了内脏血流,维持了肠上皮细胞的紧密性。

PVT的形成较为隐匿,往往是在进行影像学检查时发现。目前仍缺少针对PVT治疗的大样本、前瞻性的临床研究。小样本的研究发现单独或联合应用低分子肝素、维生素K拮抗剂,能够使60%的患者达到血栓再通,越早启动抗凝治疗则再通的成功率越高[27]。针对凝血因子Ⅹa和凝血酶的口服直接抗凝药物如利伐沙班在肝硬化患者PVT治疗的个案中也初步显示了有效性和安全性[28-29]。

关于PVT的形成是肝功能失代偿的原因还是结果目前仍不清楚。另外PVT是否会影响肝硬化患者整体的预后仍然存在争论。所以针对PVT的预防和治疗的实际意义也就值得进一步商榷,特别是还要考虑到相应的风险。

5 展 望

近30年来对于肝疾病时出血和凝血的认识发生了很大变化,从最初认为肝硬化患者是低凝并高出血风险的状态,逐渐认识到肝硬化患者实际上处于促凝和抗凝的再平衡这一复杂的凝血状态。而肝病本身的严重程度和进展速度对于凝血功能的影响也至关重要。目前仍缺少专门指导终末期肝病患者凝血相关诊断和治疗的较为权威和切实可行的指南或推荐意见。所以在今后的研究中,基础和临床必须更加紧密的结合起来,通过完善的设计、细致的分组和观察,更为深入的阐明肝病凝血的机制和临床变化特点,为制定合理有效的预防和治疗方案提供充分的依据。

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