張喆婷 徐新 張社兵
隨著科技發(fā)展,人們對細胞微粒(microparticles,MPs)的認識不斷提高。雖然MPs的產(chǎn)生過程未被闡明,但普遍認為MPs是血液中細胞活化和凋亡過程中通過細胞的胞吐作用產(chǎn)生的一種直徑為0.1~1.0 μm的小囊泡。大量的基礎(chǔ)和臨床研究表明,血栓性疾病與凝血因子、血小板、血管內(nèi)皮細胞、組織因子有關(guān)。近幾年的研究發(fā)現(xiàn),MPs也在其中發(fā)揮重要作用,其中紅細胞微粒(erythrocyte-derived microparticles,ErMPs)具有調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)[1,2]及激活凝血系統(tǒng)[3,4]的作用。Wu等[5]報道,血栓性疾病患者血液中ErMPs水平明顯升高。由此可見,探究ErMPs是否可成為一種預(yù)測深靜脈血栓形成等血栓性疾病進展及預(yù)后的新標(biāo)志物顯得十分有意義。本文就微粒結(jié)構(gòu)、紅細胞微粒產(chǎn)生、促凝活性以及與深靜脈血栓形成關(guān)聯(lián)性進行闡述,以期為后續(xù)深入研究提供基礎(chǔ)。
深靜脈血栓形成(deep venous thrombosis,DVT)是指血液在深靜脈內(nèi)非正常凝結(jié),屬于一種靜脈回流障礙性疾病,在臨床較為常見。其發(fā)病率占周圍血管疾病的40%。DVT的并發(fā)癥多為肺栓塞、股白腫或股青腫及慢性靜脈功能不全綜合征等。無論是深靜脈血栓本身還是其并發(fā)癥,均可影響患者的工作及生活質(zhì)量甚至導(dǎo)致死亡。并且據(jù)報道,約30%的靜脈血栓患者經(jīng)抗凝治療后5年間仍存在一定的復(fù)發(fā)可能性[6]。流行病學(xué)調(diào)查報道,美國靜脈血栓每年新發(fā)病例超過100萬例;在國內(nèi)尚缺乏DVT發(fā)病率確切的統(tǒng)計數(shù)據(jù),但是其發(fā)病率有逐年上升趨勢。目前由于患者對DVT意識不足、診斷缺乏早期精確指標(biāo)、抗凝治療周期長及INR值監(jiān)測頻繁等眾多因素,故患者依從性差,疾病的診治及預(yù)后并不理想。因此,尋找一種能早期精準(zhǔn)診斷DVT的生物學(xué)標(biāo)志物顯得尤為重要。
MPs是在各種刺激因素下(如血流切應(yīng)力、補體攻擊、氧化應(yīng)激及凋亡前刺激等)真核細胞活化或凋亡時的產(chǎn)物,可循環(huán)于人類外周血中。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),MPs含有豐富的母細胞的表面蛋白、脂質(zhì)和胞質(zhì)成分,如表面受體、細胞因子、磷脂、信使核糖核酸(mRNA)和小分子核苷酸(microRNA)。Rank等[7]的研究提及,MPs的生命半周期平均為5.8 h。從MPs分類而言,根據(jù)細胞來源,MPs分為血小板源性的MPs(PMPs)、白細胞源性的MPs(LMPs)、紅細胞源性微粒(ErMPs)、巨噬細胞源性MPs、內(nèi)皮細胞源性MPs(EMPs)及癌細胞源性MPs等多個類型。不同源性MPs表達不同的促凝物質(zhì),其促凝方式也存在一定差異。
隨著MPs的臨床應(yīng)用研究越來越多,MPs的檢測技術(shù)也不斷增多,應(yīng)用最廣泛的為流式細胞儀(FACS)。同時運用免疫熒光技術(shù)還可以精確地檢測到細胞微粒的數(shù)目和來源。
Nomura等[8]的研究證實,不同起源細胞的MPs具有不同的表面標(biāo)記物,如PMPs可表達CD41a、CD62P及Annexin V等,EMPs可表達CD31、CD144及Annexin V等。而Grisendi等[9]則發(fā)現(xiàn),ErMPs的表面標(biāo)志物為CD235a(+)及Annexin V等。故根據(jù)MPs大小和表面標(biāo)記物,可以更準(zhǔn)確地檢測出不同來源的MPs。目前人們對PMPs、LMPs及EMPs研究較多,對ErMPs的認識較少。
ErMPs是指紅細胞在各個因素刺激下發(fā)生活化或凋亡反應(yīng)時所釋放的一種產(chǎn)物。隨著關(guān)于ErMPs的蛋白組學(xué)研究的不斷深入,有研究報道,ErMP組成成分與紅細胞存在一定的區(qū)別,但ErMPs可表達某些紅細胞的表面蛋白抗原[如CD235a(+)][8]。并且不同的刺激因素可引起ErMPs組成成分發(fā)生相應(yīng)的變化,現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的主要成分有含Band3蛋白、血型糖蛋白A、補體蛋白和GPI錨定蛋白等。
目前ErMPs的檢測技術(shù)多種多樣,常用的方法有顯微鏡觀察、酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)、流式細胞儀(FACS)和蛋白組學(xué)等。FACS的操作方法簡便快捷,并且可進行熒光標(biāo)記檢測,使其成為臨床檢測ErMPs的重要方法[10]。隨著技術(shù)的發(fā)展,F(xiàn)ACS不僅可以檢測到直徑最小約0.1 μm的ErMPs,還可以對其進行定量分析。近年來,國外相關(guān)研究證明,通過CD235a(+)、膜聯(lián)蛋白V及二醋酸羥基熒光素琥珀酰亞胺脂(CFSE)三者同時與ErMPs表面蛋白抗原結(jié)合,可以更有效地測定血液中ErMPs的數(shù)量[8]。
5.1 ErMPs與內(nèi)皮細胞 眾所周知,正常的血管內(nèi)皮細胞具有調(diào)節(jié)凝血和抗凝血等作用,血管內(nèi)皮細胞里產(chǎn)生的一氧化氮(NO)可進入血小板細胞,使血小板活性降低,抑制其凝集和向血管內(nèi)皮黏附,從而防止血栓的形成。當(dāng)內(nèi)皮細胞功能受到損傷時可促進凝血反應(yīng)發(fā)生,進而促進血栓形成。由此推測血管內(nèi)皮細胞損傷與DVT的發(fā)生有密切關(guān)系。
當(dāng)紅細胞發(fā)生活化或凋亡反應(yīng)時,將釋放含有血紅蛋白的ErMPs及游離的血紅蛋白,其中所含有的亞鐵離子可迅速與NO結(jié)合,以比紅細胞快1000倍左右的清除速度把NO從體內(nèi)清除,進而達到降低NO生物利用度的目的[11]。當(dāng)NO生物利用度下降后,血小板便更容易被激活,從而增加血栓形成的風(fēng)險。大量研究已證實NO作用于平滑肌細胞時,平滑肌松弛,引起血管舒張作用。Camus等[12]報道,ErMPs、游離血紅蛋白具有收縮血管的作用,從側(cè)面提示ErMPs及游離紅細胞在NO清除過程中起一定作用。由此表明ErMPs可通過降低NO生物利用度而達到促凝的作用。
5.2 ErMPs與PS外翻 相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),ErMPs的膜主要為雙層磷脂,由脂類、蛋白質(zhì)及糖類組成。靜息狀態(tài)下,各種磷脂不對稱地分布于細胞膜兩側(cè)分布于細胞膜外側(cè)的為磷脂酰膽堿和鞘磷脂,而磷脂酰乙醇胺(phosphatidyiethanolamine,PE)和磷脂酰絲氨酸(hosphatidylserine,PS)則分布于內(nèi)層,這種不對稱性需要消耗能量來維持。當(dāng)紅細胞激活或凋亡后釋放ErMPs,其位于膜內(nèi)側(cè)的大量PS(帶負電荷)外翻,更易與凝血蛋白上的γ-羧基谷氨酸酶結(jié)構(gòu)域(帶正電荷)發(fā)生靜電反應(yīng),更容易與凝血因子結(jié)合,從而進一步促進凝血反應(yīng)[13]。眾所周知PS作為凝血啟動和吞噬識別過程中重要的信號分子,可有效地促進凝血因子FX的激活和凝血酶生成,從而促進血栓的形成。Guo等[14]的研究發(fā)現(xiàn),合并DIC的急性早幼粒細胞白血?。╝cute promyelo cytic leukemia,APL)患者血漿中PS呈高表達水平PS表達水平對評估血栓形成傾向有一定的意義Mankelow等[15]的研究表明,SCD患者的高凝狀態(tài)可能與攜有PS促凝微粒的紅細胞存在密切關(guān)系由此推測,PS外翻在深靜脈血栓形成過程中發(fā)揮著一定的促凝作用。
5.3 ErMPs與TF表達 組織因子(tissue factor TF)是一種跨膜糖蛋白,是體內(nèi)凝血途徑的主要啟動因子。TF主要以在微粒上表達的形式存在,這種微粒即為TF+MPs,其促凝作用最大。相關(guān)研究已證實TF+MPs的促凝活性高于無TF表達的MPs約10倍[16]。有研究[17]表明,MPs表面可表達組織因子TF,ErMPs也不例外。當(dāng)組織和血管損傷后釋放TF,TF與凝血因子Ⅶ/活化凝血因子Ⅶa(FⅦ/FⅦa結(jié)合,從而啟動外源性凝血反應(yīng)[18]。因為TF是FⅦⅦa的受體,其對FⅦ/FⅦa有很高的親和力,當(dāng)紅細胞活化或凋亡時產(chǎn)生ErMPs,其表面表達TF時更容易結(jié)合FⅦ/FⅦa,從而形成凝血起始復(fù)合物激活FX和FIX啟動凝血,故增強了ErMPs的促凝活性。
DVT是臨床常見病、多發(fā)病。1946年,Virchow提出:DVT三大發(fā)病原因為靜脈壁損傷、血流緩慢和血液高凝狀態(tài)。目前對此理論有了更多新的認識,尤其是DVT發(fā)病相關(guān)高危因素受到了重視。目前普遍認為內(nèi)在和環(huán)境因素(年齡、制動、原發(fā)性高凝狀態(tài)、血型、地域差異、肥胖)、手術(shù)和創(chuàng)傷、靜脈留置導(dǎo)管、疾病因素(惡性腫瘤、SLE、炎癥性腸?。?、女性特殊因素(妊娠、口服避孕藥)等是深靜脈血栓形成的高危因素[19],但其確切發(fā)病機制還不清楚。
目前相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),MPs已經(jīng)涉入廣泛疾病譜,包括心血管疾病、糖尿病、炎癥狀態(tài)、敗血癥、抗磷脂抗體綜合征、血栓性血小板減少性紫癜和癌癥等。而這些疾病常導(dǎo)致血栓形成的高凝狀態(tài)。Zhou等[20]提出MPs在靜脈血栓栓塞癥(VTE)的病理生理過程中發(fā)揮重要作用。從病理學(xué)角度分析,血栓性淺表靜脈炎病理變化特點是靜脈壁有不同程度的炎癥、增厚和血管腔內(nèi)血栓形成。而靜脈血流滯緩和血液高凝狀態(tài)等情況往往可引起深靜脈血栓形成,其血栓主要組成部分為紅細胞、血小板及少量纖維蛋白等。由此推測,由紅細胞釋放的ErMPs在深靜脈血栓形成中也起到一定作用。
大量的研究表明,MPs是幾種病理生理過程中的關(guān)鍵效應(yīng)物,如內(nèi)皮損傷和功能障礙、斑塊破裂、新生血管形成及急性血栓形成等。Jia等[21]的研究提及外周血中的PMPs可與ErMPs結(jié)合形成結(jié)合體,并通過試驗發(fā)現(xiàn)冠心病血淤證患者外周血中結(jié)合體呈高表達水平,由此推斷ErMPs在血淤證中發(fā)揮一定作用。而Amabile等[22]也提出,隨著患者血漿MPs水平的升高,患者發(fā)生動脈粥樣硬化、血栓形成及急性冠狀動脈疾病的風(fēng)險也隨之升高。同時也證實靜脈血栓栓塞患者的血漿中可檢測到CD31(+)-EMPs,而慢性腎衰竭合并內(nèi)皮細胞功能障礙患者的血漿中可檢測到ErMPs,但DVT與ErMPs相關(guān)性仍需不斷探究。
Suades等[23]的研究發(fā)現(xiàn),急性ST-T段抬高型心肌梗死患者外周血中ErMPs及CD235a(+)的表達水平較健康對照組顯著升高,并且進行再灌注治療后ErMPs及CD235a(+)表達水平呈明顯下降趨勢。此研究發(fā)現(xiàn),冠狀動脈血栓患者的外周動脈血中ErMPs水平高表達,表明外周血中ErMPs定量可用作急性期動脈血栓形成的敏感標(biāo)記物。Suades等[23]表示,將進一步深入探究CD235a(+)-ErMPs在預(yù)測靜脈血栓形成中的評估價值。
近年來,國外有研究報道,血液-骨髓細胞源性的TF在某些疾病患者外周血中呈高表達水平,尤其是靜脈血栓疾病[24]。眾所周知,APL患者為下肢靜脈血栓形成好發(fā)人群,Zhang等[25]的研究證實,APL-BM-MNC來源微粒具有明顯的促凝活性。而其中ErMPs是否亦發(fā)揮相應(yīng)作用仍需深入研究。Tesselaar等[26]首次描述了TF+MPs與急性靜脈血栓的關(guān)系。這項研究表明,合并VTE的胰腺癌和乳腺癌患者體內(nèi)TF+MPs水平最高,并且TF+MPs活性明顯高于健康個體及自發(fā)性VTE患者。Zwicker等[27]也得出相似的結(jié)論,胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌、直腸癌患者體內(nèi)TF+MPs高表達,原未合并靜脈血栓的癌癥患者其1年內(nèi)發(fā)生血栓率為38%,且均為TF+MPs高表達患者,不高者發(fā)生率為0。Thaler等[28]則提及TF與癌癥組織學(xué)分級、血管相關(guān)侵襲、血管生成和靜脈血栓栓塞的發(fā)生具有相關(guān)性,并證實高活性的TF-MP存在于低分化的胰腺癌表型中,其可浸潤胰周血管。因此,TF+ErMPs可能參與靜脈血栓形成的過程。
最近國外有關(guān)MPs的研究報道,MPs高表達可能增加自身免疫性疾病患者發(fā)生血栓事件的風(fēng)險。Niccolai等[29]報道,ErMP可能在血栓形成中具有一定作用,尤其是慢性溶血性疾病,如地中海貧血(halassemia)、鐮狀細胞?。╯ickle cell disease,SCD)及陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿(paroxysmal nocturnal hemoglobinuria,PNH)等。相關(guān)研究證實,溶血過程中紅細胞裂解所產(chǎn)生的ErMPs能夠激活內(nèi)源性凝血途徑,促進凝血酶的生成[30]。
近年來,人們對ErMPs與慢性溶血性疾病患者合并血栓性疾病的關(guān)注不斷增加。例如Sun等[31]報道中提及,中間型地中海貧血患者脾切術(shù)后,血漿中ErMPs數(shù)量較術(shù)前急劇增多。
Camus等[32]通過大鼠模型實驗證實,SCD來源的ErMPs可引起大鼠血管閉塞及腎、腦血液灌流的減少,且隨著MPs劑量的增加,其血管閉塞持續(xù)時間延長。Kozuma等[33]的研究表明,PNH患者發(fā)生溶血反應(yīng)時常伴有血栓形成,其外周紅細胞釋放的MPs的促凝活性促進PNH的血栓形成。而最近相關(guān)研究報道,PNH細胞通過補體沉積的非鈣離子依賴途徑釋放ErMPs,從而增加血栓形成風(fēng)險[34]。
綜上所述,深靜脈血栓形成是一種臨床常見病、多發(fā)病,近年來我國DVT的發(fā)病率呈上升趨勢。初診DVT主要通過患者的臨床癥狀、臨床體征、相關(guān)輔助檢查(如D-二聚體、血管B超)等多個方面綜合考慮,但診斷存在一定的滯后性,這將延誤治療的最佳時機并影響患者的預(yù)后。如果可以尋找到一種可早期預(yù)測DVT的生物標(biāo)志物,無疑是診治DVT的福音。目前隨著人們對ErMPs的關(guān)注不斷增加,其在血栓性疾病中的作用不斷被發(fā)現(xiàn)[8],如調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細胞功能、激活凝血系統(tǒng)及調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)等。但ErMPs具體的促凝機制及與深靜脈血栓形成的關(guān)系仍未被闡明,仍需我們進行大量科研研究及臨床應(yīng)用。相信在不久的未來,ErMPs將為深靜脈血栓的預(yù)防和治療開拓一個全新的視野。
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