李 峰， 吴璟奕， 陈 影， 陈尔真

（上海交通大学医学院附属瑞金医院a 急诊科； b.重症医学科，上海 200025）

脓毒症及脓毒性休克是重症监护病房 （intensive care unit, ICU）收治的主要患者，也是ICU 患者的第二大死因。全身过度炎症反应、血管内皮细胞损伤以及被异常激活的凝血反应等是脓毒症最主要的病理生理特征[1-2]。而后者则可以导致机体产生高凝状态，微循环内大量微血栓生成，从而加重机体的炎症反应[3]。 肝素作为临床中常用的抗凝剂，能有效抑制血栓的形成，同时也具有抗炎作用。 近年来，有关普通肝素在脓毒症中的治疗作用逐渐得到实验室的论证及临床上的关注，本文就这一方面作一综述。

抗凝作用

脓毒症是宿主对感染的反应失调所致危及生命的器官功能障碍临床综合征，该定义涵盖了炎症反应、宿主反应和器官功能障碍三个要素。 脓毒症时产生大量炎症介质，而这些介质会导致凝血及纤溶系统的激活。 反过来，凝血激活后又能促进炎症介质的释放， 这就是所谓炎症与凝血的交叉作用， 这种看似互相无关联的两个系统交叉作用在机体针对致病微生物入侵方面起重要作用。 然而过度的炎症反应会进一步加剧凝血功能紊乱，炎症与凝血互为因果，相互促进，最终导致弥漫性血管内凝血（disseminated intravascular coagulation, DIC）和多器官功能障碍综合征（multiple organs dysfunction syndrome, MODS）， 甚至多器官功能衰竭（multiple organs dysfunction failure, MOF）。

肝素是硫酸化的多糖聚合物， 分子量3 000～57 000 不等，对内源、外源凝血途径均可产生影响。 而其中最为主要的是，普通肝素与抗凝血酶Ⅲ（antithrombin Ⅲ, AT-Ⅲ）结合后使后者在空间构象上发生不可逆改变，抑制了活化的Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ和Ⅻ凝血因子的作用，同时将AT-Ⅲ对凝血酶及Ⅹa 因子的抑制作用放大了近千倍[4]。AT-Ⅲ是机体血浆中最重要的抗凝因子， 肝素在患者体内的抗凝作用几乎完全依赖于AT-Ⅲ的数量及活性。 而其活性受血液pH 影响，当pH 越偏向酸性，AT-Ⅲ数量下降，活性越受抑制。 在脓毒症中，微血栓的形成造成微循环障碍，患者往往出现代谢性酸中毒，AT-Ⅲ活性受到抑制[5]。 同时由于微血栓的大量形成，患者体内AT-Ⅲ大量消耗，往往表现为血液高凝状态，甚至DIC。 肝素还可直接与血小板结合，抑制局部血小板聚集。 另外普通肝素可抑制凝血酶介导的Ⅴ、Ⅷ因子活化，增加组织因子通道抑制剂（tissue factor pathway inhibitors, TFPIs）的释放，一定程度上拮抗了TF-Ⅶa 复合物的促凝作用[6]。

脓毒症抗凝治疗旨在重建脓毒症炎症及凝血的平衡，同时并不干扰机体对抗感染的免疫防御能力[7]。 有研究表明，脓毒症患者的儿茶酚胺类物质和内皮损伤标志物水平高，并且与患者病情的严重程度及凝血功能相关[7]。 Ding 等[8]在内毒素动物模型实验中发现普通肝素可以改善脓毒症早期的凝血功能障碍，减轻全身炎症反应，有效降低病死率。

但是需要关注的是，普通肝素抗凝治疗的时机需要根据患者不同的疾病状态仔细甄别。 有学者提出脓毒症早期微循环血栓可能对机体存在保护作用： ①可以把病原体封闭在微血栓内，阻碍其在血管内的移动；②微血栓可能成为保护性屏障，限制病原体通过血流传播；③纤维蛋白、纤维蛋白原及纤维蛋白降解产物能够募集和活化中性粒细胞及巨噬细胞，增强局部细胞免疫应答；④微血管内血栓可以刺激局部抗菌肽的聚集，利于病原体的清除[9]。 因此，这种微血管内的血栓形成也被称为免疫血栓，对脓毒症患者有利。 若此时给予不合适的抗凝治疗，导致微血管内血栓溶解，将破坏局部免疫防御机制，使病原菌随血流播散。 反之，若患者感染长时间无法控制， 一旦细菌毒力增强或患者免疫防御功能减退，凝血功能障碍恶化为失控的DIC，则加重多脏器功能损伤。

抗炎作用

一、通过拮抗组蛋白以调控炎症反应

在脓毒症病程中， 由于外来病原体对机体造成的打击，脂多糖、内毒素、组胺、儿茶酚胺等炎症因子的过表达，造成血管内皮细胞损伤及微循环障碍。 经研究揭示，普通肝素也具有调控炎症反应的作用。

组蛋白是脓毒症中的调节介质之一，能够诱导血小板活化并抑制蛋白C 活化，具有一定的细胞毒性，与内皮细胞功能紊乱、器官功能障碍、全身炎症反应关系密切。 肝素作为一种带负电荷的高硫酸化多糖结构， 可以阻碍带正电荷的组蛋白与血小板之间的相互作用， 可能会成为脓毒症调控炎症反应的潜在方案[10]。 Wildhagen 等[11]应用特殊方法去除了普通肝素与凝血酶的亲和力，即去除了肝素的抗凝活性。而这种不具备抗凝活性的肝素也能够拮抗组蛋白诱导的内皮细胞损伤，同时也能够改善脓毒症小鼠的生存率。 这一研究提示普通肝素拮抗组蛋白的作用与其抗凝活性无关，充分显示了肝素自身参与调控炎症反应的作用。

组蛋白来源于凋亡细胞及中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps, NETs）。 NETs 本身是中性粒细胞在受到病原微生物刺激后所释放出的细胞核内网状结构，因此在脓毒症发病机制中受到越多越多的关注及研究。 NETs具有捕获并杀灭病原微生物发挥抗感染的作用， 而在脓毒症中大量NETs 释放入血时， 血液中的DNA 酶无法完全降解NETs，而持续存在的NETs 会对血管内皮细胞造成损伤，诱导炎症反应发生。 肝素在体内表现出类似重组人DNA 酶的作用[12]，可以使NETs 解聚，减少组蛋白生成，从而降低其对机体的损害作用。

二、抑制炎症因子生成

一旦病原体对机体的感染作用失调，突破机体免疫防御体系，便会引发全身炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）， 大量促炎因子如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、p65 等释放与抗炎性因子IL-10 释放失调等， 各种细胞因子的级联式释放，最终加重各重要器官功能受损。 有研究表明，普通肝素可抑制NF-κB， 导致促炎因子在单核细胞和内皮细胞内表达的转录因子活化，抑制缺血-再灌注损伤的促炎反应，并通过增加一氧化氮和前列环素生成减少内皮功能障碍[13]。而NF-κB 作为细胞因子如 IL-6、IL-8、TNF-α 等的上游因子， 一旦被抑制，下游的炎症因子释放同样相应地被抑制。 Li 等[14]已分别通过离体及在体实验发现当普通肝素使用后， 在细胞及造模小鼠中测得炎症因子表达下降， 全身炎症反应水平得到一定程度的缓解。

免疫调节作用

脓毒症所引发的宿主反应相当复杂，既包括促炎反应也包括抗炎这两种免疫抑制反应，宿主因素（如遗传特征、年龄、基础疾病等）和病原体因素（如微生物负荷和毒力）共同决定了宿主免疫反应的方向、严重程度及持续时间[15]。 病原微生物表达的病原体相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）或内源性损伤相关分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP） 与宿主免疫细胞表达的分子模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）相结合，从而引发机体炎症反应，激活机体的宿主防御机制，包括凝血系统、补体系统及免疫系统。 脓毒症早期形成的微循环血栓则是宿主早期固有免疫防御机制中重要的一环[16]。而在脓毒症病程后期， 由于全身炎症反应中大量炎症细胞及炎症因子被释放入血，机体呈现出免疫麻痹，即免疫抑制状态。肝素对组蛋白及细胞因子抑制作用已前述。 另外有实验发现肝素更多的免疫调控作用，可以参与血小板活化、白细胞募集、细胞因子释放及黏附因子表达[17]。 肝素可以介导脓毒症早期的关键一环， 即中性粒细胞对血管内皮细胞的黏附。 需要注意的是，虽然降低宿主炎症反应、减轻局部组织缺氧、调控细胞因子生成均是脓毒症免疫应答的重要病理生理基础， 但通过使用普通肝素打破其中任意一环对总体病情的改善仍未有定论， 目前的研究发现为探究肝素的免疫调节作用提供了新的靶点及方向。

血管保护作用

血管内皮细胞表面覆有一层超微结构， 称为多糖包被，核心蛋白是糖胺聚糖-1（glycosaminoglycan-1），主要由硫酸乙酰肝素（heparin sulfate, HS）所组成[18]。 多糖包被对细胞表面的屏障、离子交换、保持内皮通透性等功能起到重要作用。 研究发现，内皮细胞损伤以及多糖包被的减少是脓毒症发病的关键之一。 首先，炎症反应导致的多糖包被损伤与毛细血管渗漏征密切相关， 而后者在重症感染患者中主要表现为大量液体进入第3 间隙，引起组织水肿，有效循环容量缺乏。 另外，其功能损伤还可导致内皮细胞屏障打破，中性粒细胞黏附及迁移受阻，大量微血栓形成。 Yini 等[19]发现治疗剂量的普通肝素可以通过抑制炎症反应来保护多糖包被。机制可能是因为普通肝素作为一种HS 的类似物， 动员糖胺聚糖修复受损内皮细胞功能，重建血管屏障功能[20]。

结 言

脓毒症新指南3.0 中抗凝治疗仅建议针对深静脉血栓而进行，并非是脓毒症中的常规治疗。 但脓毒症中有一定比例患者出现出凝血功能障碍甚至DIC 症状， 准确识别及干预非常必要。 虽然迄今为止在多个大规模随机对照研究中，普通肝素的作用仍未明确， 但已有不少多中心非随机对照研究报道了普通肝素在脓毒症治疗中的作用。 相信在未来会出现更多设计及操作流程规范且严格的多中心随机对照研究，论证治疗剂量普通肝素的安全性及有效性，另外需要再进一步明确肝素治疗的最佳时机、最佳剂量，使得脓毒症合并有凝血功能障碍的患者可从中获益。