魏瑞奇 樸春梅 張文美 朱光發(fā)

1首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科100029;2首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院 北京市心肺血管疾病研究所100029

通信作者：朱光發(fā),Email:gfzhu63@hotmail.com

肺動(dòng)脈高壓 (pulmonary hypertension,PH)是一種以肺小動(dòng)脈異常收縮以及病理重構(gòu)為特征的一組臨床綜合征。根據(jù)2018年法國尼斯第六屆世界PH 研討會(huì)結(jié)果,更新的PH 臨床分類包括：動(dòng)脈性PH、左心疾病引起的PH、肺部疾病和/或低氧性PH、肺動(dòng)脈阻塞性疾病所致PH、病因未明和/或多因素引起的PH 五大類。PH 引起肺循環(huán)分子和病理改變,主要導(dǎo)致進(jìn)行性肺血管阻力增加,肺動(dòng)脈重構(gòu),最終引起右心衰竭和死亡[1-2]。

血小板來源于骨髓中的巨核細(xì)胞,是一種小的圓盤狀的巨核細(xì)胞碎片,在血小板生成素刺激下產(chǎn)生,壽命約為5～9 d。多項(xiàng)研究顯示血小板參與PH 的發(fā)生、發(fā)展,并與PH 的預(yù)后相關(guān)[3-8]。目前有關(guān)PH 發(fā)病機(jī)制的研究主要集中在肺血管壁組成細(xì)胞-動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞及成纖維細(xì)胞等,而血液細(xì)胞,特別就有關(guān)血小板在PH 形成過程中的作用以及對(duì)上述細(xì)胞的綜合作用的研究比較少,本文旨在對(duì)血小板在PH 形成中的可能機(jī)制作一綜述,為開展進(jìn)一步的研究和找到新的治療靶點(diǎn)提供思路。

1 血小板的功能

血小板在血液中以非活性狀態(tài)循環(huán),膜表面含有多種糖蛋白受體,包括纖維蛋白原受體 (GPⅡb-Ⅲa,是最豐富的表面糖蛋白)、von Willebrand因子受體 (GPⅠb-Ⅸ-Ⅴ)、膠原受體 (GPⅠa-Ⅱa、GPⅥ),還有不同的G-蛋白偶聯(lián)受體等[9]。血小板主要通過與可溶性因子 (如凝血酶)或直接與受損血管的內(nèi)皮下基質(zhì)接觸的方式被激活。正常情況下,循環(huán)中的血小板由血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的NO 和前列環(huán)素的作用而保持靜止?fàn)顟B(tài),內(nèi)皮細(xì)胞還表達(dá)CD39,可將ADP轉(zhuǎn)化為AMP抑制血小板聚集[10]。ADP作為血小板致聚劑,不僅引起血小板的初級(jí)聚集,由于血小板致密顆粒中也含有ADP,故也參與誘導(dǎo)血小板的次級(jí)聚集。ADP還可誘導(dǎo)血小板形態(tài)改變、Ca2+內(nèi)流和胞內(nèi)動(dòng)員、儲(chǔ)存顆粒分泌、血栓素A2合成增加等,ADP 的以上這些作用是由P2Y1和P2Y12這兩個(gè)G-蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的,分別通過與Gq和Gi2這兩個(gè)具有抑制作用的G 蛋白結(jié)合,抑制腺苷酸環(huán)化酶活性,使得環(huán)磷酸腺苷的生成減少 (環(huán)磷酸腺苷具有抑制血小板聚集的作用),促進(jìn)血小板聚集與活化[11]。臨床上常用的抗血小板藥物氯吡格雷就是通過特異性阻斷P2Y12這一ADP受體發(fā)揮作用的。

當(dāng)血小板被激活時(shí),其表面受體發(fā)生構(gòu)象變化,結(jié)合受損血管中的von Willebrand因子和膠原蛋白,粘附于血管壁,并且改變形狀,形成偽足,彼此附著聚集,并分泌釋放顆粒內(nèi)容物。血小板內(nèi)含有α顆粒和致密顆粒 (δ-顆粒)2 種,其中α 顆粒中有P-選擇素、轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor-β,TGF-β)、血小板源性生長因子 (platelet derived growth factor,PDGF)、β-血小板球蛋白、血小板因子4、腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)、IL-1α、IL-1β、基 質(zhì) 細(xì) 胞 衍 生 因 子1(stromal cell-derived factor-1,SDF-1)、可溶性腫瘤壞死因子樣細(xì)胞凋亡弱誘導(dǎo)因子 (soluble tumor necrosis factorlike weak apoptosis induced factor,s TWEAK)、纖維蛋白原和凝血因子Ⅴ和Ⅷ等[12]。致密顆粒含有血清素 (又名五羥色胺,5-hydroxytryptamine,5-HT)、鈣離子和ADP/ATP?；罨难“鍙钠渲旅茴w粒中釋放ADP,并經(jīng)環(huán)氧合酶和Tx A2合成酶的連續(xù)作用而合成Tx A2[13],ADP 和Tx A2進(jìn)一步增加血小板活化,產(chǎn)生正反饋效應(yīng),活化的血小板也會(huì)開啟凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng),引發(fā)下游的瀑布式反應(yīng)。

2 血小板促進(jìn)PH 發(fā)生、發(fā)展的機(jī)制

2.1 血小板活化與血栓形成參與PH 的發(fā)生、發(fā)展 血小板在血栓形成和PH 的進(jìn)展中起著重要的作用,血栓性病變是PH 常見的病理改變,早在1984年的一項(xiàng)研究中就發(fā)現(xiàn)57%的PH 患者尸檢發(fā)現(xiàn)肺小動(dòng)脈有血栓栓塞,多年來血栓形成被認(rèn)為是PH 發(fā)病的關(guān)鍵因素[14]。也有部分病人呈現(xiàn)叢狀病變,叢狀病變多發(fā)生于動(dòng)脈分支處或閉塞肺動(dòng)脈的遠(yuǎn)端,呈血管球狀結(jié)構(gòu),多由管腔內(nèi)細(xì)胞異常增殖所致,叢狀病變管腔內(nèi)壁由肌成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和結(jié)締組織樣基質(zhì)構(gòu)成,病理學(xué)檢查常在叢狀病變中發(fā)現(xiàn)纖維素性血栓及血小板的存在[15]。盡管血栓形成是常見的病理特征,但其在PH 中的確切作用仍有爭(zhēng)議,有學(xué)者認(rèn)為血栓形成和血管重塑導(dǎo)致的管腔狹窄引起了PH,另一種觀點(diǎn)是血栓形成是肺血管重塑的一種附帶現(xiàn)象[16]。組織因子是一種跨膜糖蛋白,通常不表達(dá)在內(nèi)皮細(xì)胞上,在內(nèi)皮損傷后暴露,通過與因子Ⅶa形成復(fù)合物,啟動(dòng)凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng),進(jìn)而催化因子Ⅹ的活化,產(chǎn)生凝血酶與血小板相互作用促進(jìn)血栓形成。組織因子不僅促使原位血栓形成,還在平滑肌細(xì)胞的遷移和增殖中起作用,組織因子和下游凝血酶信號(hào)還通過介導(dǎo)血管生成和內(nèi)皮細(xì)胞遷移在叢狀病變的發(fā)展中起作用[17]。

雖然PH 患者中可看到血小板激活,然而多項(xiàng)研究觀察到患者血液中血小板減少,尚不清楚血小板減少是血小板生成缺陷還是外周血小板清除所致。還有臨床研究表明,血小板減少可作為嚴(yán)重PH 患者的預(yù)后指標(biāo),這些患者血小板減少的原因可能是：由于免疫過程或無效的血小板生成使得血小板破壞增加,或者血小板在流經(jīng)纖維蛋白凝塊和叢狀病變時(shí)發(fā)生剪切,也有可能是由肺血管血栓形成過程中血小板的消耗過度導(dǎo)致血小板計(jì)數(shù)減低[6,18-19]。有臨床研究的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明PH 患者的兩項(xiàng)血小板活化指標(biāo),平均血小板體積 (血小板大小)和血小板分布寬度 (血小板大小的變異性)均高于對(duì)照組[4-5]。平均血小板體積隨血小板數(shù)量的減少而增加,表明血小板在周圍的消耗之后,造血干細(xì)胞活動(dòng)的增加,但是新的 (更大的)血小板的產(chǎn)生是不夠的,由于新生的血小板更大,含有更多的顆粒,通常更容易形成血栓。

2.2 血小板活化分泌的促血管收縮因子與PH 相關(guān) 如Tx A2、5-HT。

2.2.1 Tx A2 PH 一個(gè)重要的原因是縮血管物質(zhì)與舒血管因子之間的平衡被打破。Tx A2 是血小板來源的血管收縮劑和致聚劑,在PH 患者中升高,同時(shí)內(nèi)皮源性前列環(huán)素和NO 等舒血管物質(zhì)的減少會(huì)加劇肺血管收縮[20]。Tx A2是由磷脂酶A2、環(huán)氧合酶2和Tx A2合成酶3種酶序列作用產(chǎn)生的花生四烯酸代謝物,Tx A2 可由血小板釋放,也可由巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞釋放,具有促進(jìn)血栓形成的特性。因?yàn)樗碳ぱ“宓幕罨c聚集,還是一種已知的血管收縮劑,在組織損傷和炎癥時(shí)被激活,故參與PH 的形成[21]。

2.2.2 5-HT 5-HT 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)合成,并被血漿中的血小板吸收 (通過其表面的血清素轉(zhuǎn)運(yùn)體)并儲(chǔ)存在致密顆粒中[22],血漿中的5-HT 被肝臟中的單胺氧化酶A 代謝,或者通過血清素轉(zhuǎn)運(yùn)體到達(dá)肺,被內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的單胺氧化酶B降解,因此在正常生理?xiàng)l件下血漿中游離血清素水平非常低。5-HT 是一種強(qiáng)效的肺血管收縮劑,但在全身血管系統(tǒng) (體循環(huán))中卻引起血管舒張,5-HT對(duì)這兩種血管系統(tǒng)的不同作用與低氧血癥下觀察到的現(xiàn)象相似。已有研究證明5-HT 的受體之一5-HT2BR 在小鼠和人類肺血管系統(tǒng)中的過表達(dá)與PH 的進(jìn)展有關(guān)[23]。

大多數(shù)外周5-HT 儲(chǔ)存在血小板中,一旦激活,血小板就會(huì)分泌5-HT[24]。除了促肺血管收縮,5-HT 在肺血管重構(gòu)和增殖中也起著重要作用,靜脈注射5-HT 處理的慢性缺氧大鼠2周后出現(xiàn)肺動(dòng)脈壓升高、右心室肥厚和肺血管重構(gòu)[25]。在20世紀(jì)60年代,觀察到肥胖婦女服用減肥藥物后會(huì)出現(xiàn)PH,同樣在80年代,許多患者接受另一種具有類似機(jī)制的芬氟拉明治療后,發(fā)展為PH。這些藥物的作用之一是影響肺部5-HT 轉(zhuǎn)運(yùn)體,抑制5-HT 在神經(jīng)元和血小板中的再攝取,誘導(dǎo)血小板釋放5-HT,并通過與單胺氧化酶的相互作用阻止其降解,從而增加循環(huán)中的5-HT,增強(qiáng)5-HT 依賴的血管重構(gòu)。色氨酸羥化酶1 (調(diào)節(jié)5-HT 合成的酶)基因敲除的小鼠外周5-HT 減少,并且對(duì)芬氟拉明誘導(dǎo)的PH 具有保護(hù)作用[26-27]。

2.3 血小板直接對(duì)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞增殖的影響與PH 相關(guān) 活化血小板α顆粒分泌多種細(xì)胞因子與肺血管重構(gòu)相關(guān),如PDGF、血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF)、TGF-β等。

2.3.1 PDGF 肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷會(huì)出現(xiàn)血小板活化和局部血栓形成,血小板還會(huì)釋放各種生長因子如PDGF 或VEGF,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞增殖。PDGF是肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的有絲分裂原和趨化劑,在誘導(dǎo)肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞表型從收縮狀態(tài)向增殖狀態(tài)轉(zhuǎn)變起著重要作用[28]。PDGF受體在PH 患者的肺中表達(dá)增強(qiáng)。伊馬替尼 (可以抑制PDGF的α和β受體)能夠逆轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的PH,并在動(dòng)物模型中具有肺血管舒張作用,以及對(duì)特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓患者肺動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的促凋亡作用。一項(xiàng)為期24周的隨機(jī)、雙盲、安慰劑臨床對(duì)照試驗(yàn)表明伊馬替尼改善了晚期PH 患者的活動(dòng)耐力和血流動(dòng)力學(xué)[29]。

2.3.2 VEGF VEGF是一種內(nèi)皮細(xì)胞特異性絲裂原,是多種細(xì)胞和組織分泌的一種強(qiáng)效血管生成肽。研究表明,VEGF也可由巨核細(xì)胞合成,并儲(chǔ)存在循環(huán)的血小板中[30]。VEGF和PDGF在血栓形成或血小板黏附于血管損傷部位的內(nèi)皮下基底膜后釋放,聯(lián)合促進(jìn)血管修復(fù)和傷口愈合。PDGF作為成纖維細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的有絲分裂原,可有效促進(jìn)創(chuàng)面愈合,而VEGF可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)膜的修復(fù),促血管生成,但其過度釋放會(huì)導(dǎo)致肺動(dòng)脈重塑。研究證實(shí)VEGF 在PH 大鼠肺血管系統(tǒng)中表達(dá)增強(qiáng),使用PDGF受體酪氨酸激酶抑制劑伊馬替尼或多靶點(diǎn)VEGF 和PDGF受體抑制劑蘋果酸舒尼替尼治療可以逆轉(zhuǎn)缺氧或野百合堿誘導(dǎo)的大鼠右心室收縮壓、右心室功能改變和肺動(dòng)脈中膜增厚[31]。

2.3.3 TGF-β 血小板中含有轉(zhuǎn)化生長因子,參與PH 患者和動(dòng)物模型肺血管重構(gòu)過程,TGF-β1/Smad信號(hào)通路是調(diào)節(jié)膠原合成的經(jīng)典通路,據(jù)報(bào)道,TGF-β1/Smad通路在PH 動(dòng)物模型和患者中被激活,TGF-β信號(hào)抑制減弱了PH的發(fā)展,降低了肺血管重構(gòu)[32-33]。

2.4 血小板通過釋放細(xì)胞因子招募炎癥細(xì)胞促進(jìn)炎癥反應(yīng)參與PH 血小板是血液中第二豐富的細(xì)胞群,含有許多促炎反應(yīng)的介質(zhì),這些介質(zhì)在血小板激活時(shí)被釋放。

2.4.1 CD40L CD40L 是一種結(jié)構(gòu)與TNF-α結(jié)構(gòu)相關(guān)的跨膜糖蛋白,一種包含在血小板內(nèi)的促炎介質(zhì),于血小板活化后轉(zhuǎn)移到表面,隨后裂解為可溶性形式sCD40L,大約95%的循環(huán)sCD40L 是血小板衍生的[34]。通過sCD40L 與純化的糖蛋白GPⅡb/Ⅲa 直接結(jié)合的實(shí)驗(yàn),證明了sCD40L是GPⅡb/Ⅲa的配體,體外研究表明,GPⅡb/Ⅲa拮抗劑 (eptifibatide、abciximab 和tirofiban)能夠以劑量依賴的方式抑制sCD40L 的釋放[35]。Dam?s等[35]報(bào)道了PH 患者與對(duì)照組相比,血漿sCD40L 升高。CD40L 作為源自血小板的炎癥介質(zhì),通過促進(jìn)細(xì)胞因子和趨化因子的釋放、細(xì)胞活化和免疫細(xì)胞之間的相互作用,參與放大炎癥的作用[35-37]。

2.4.2 IL 研究表明在特發(fā)性和遺傳性PH 患者中,IL-6水平升高與PH 死亡風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)PH 患者血清IL-6及其可溶性受體的濃度高于對(duì)照組,可以評(píng)估預(yù)后[38-39]。除了膜結(jié)合受體IL-6R (一種可溶性形式的IL-6R)已從血小板中純化出來,肺特異性IL-6 過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因小鼠復(fù)制了晚期PH 中觀察到的病理病變,包括遠(yuǎn)端小動(dòng)脈血管肌化和叢狀動(dòng)脈病變,并出現(xiàn)肺血管阻力升高[40]。

2.4.3 SDF-1 SDF-1是一種趨化因子,通過結(jié)合CXCR4和CXCR7 2個(gè)受體轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào),SDF-1濃度升高已被證明與PH 的預(yù)后有關(guān)[41]。CXCR7是介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞再生、修復(fù)和增殖的受體,而CXCR4參與趨化細(xì)胞的遷移,SDF-1在低氧誘導(dǎo)的PH 大鼠中表達(dá)上調(diào),并參與血管重構(gòu)[42]。有研究表明,血漿中SDF-1水平升高與存活率降低有關(guān),且抑制SDF-1/CXCR4軸可以預(yù)防和逆轉(zhuǎn)嚙齒類動(dòng)物肺血管重構(gòu)[43-44]。血小板是SDF-1 的主要來源,儲(chǔ)存在α顆粒中,SDF-1增加祖細(xì)胞的招募,介導(dǎo)祖細(xì)胞向內(nèi)皮表型的遷移和分化,促進(jìn)血管修復(fù)或再生。血小板不僅分泌SDF-1,而且受其調(diào)控,SDF-1 釋放后再通過與血小板表面的CXCR4受體結(jié)合產(chǎn)生自分泌作用,血小板來源的SDF-1可能是維持局部血管再生和炎癥平衡的重要因素[41]。

2.4.4 s TWEAK s TWEAK 屬于腫瘤壞死因子超家族成員,與機(jī)體炎癥、凋亡甚至血管生成、組織修復(fù)等過程以及對(duì)祖細(xì)胞的調(diào)控有關(guān)。Meyer等[12]通過免疫學(xué)方法發(fā)現(xiàn)人類血小板激活后會(huì)釋放它的可溶性形式s TWEAK。s TWEAK 通過與成纖維細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)受體 (Fn14)結(jié)合,可以調(diào)節(jié)右心室肥厚和纖維化過程,抑制s TWEAK/Fn14通路可以顯著減少右心室纖維化和功能障礙[45]。還有研究認(rèn)為PH 患者血栓形成過程中s TWEAK 的少量釋放可能影響局部炎癥和肺微循環(huán)血管重構(gòu)[46]。

2.4.5 與固有免疫的聯(lián)系 血小板上的Toll樣受體4可能是血小板與先天免疫之間聯(lián)系的 “橋梁”。脂多糖是一種來自細(xì)菌細(xì)胞壁的物質(zhì),是一種Toll樣受體4激動(dòng)劑,可增強(qiáng)血小板P 選擇素的表達(dá)、分泌IL-1β和增強(qiáng)血小板聚集對(duì)低劑量凝血酶的反應(yīng)。Bauer等[8]證實(shí)血小板Toll樣受體4缺失減弱了缺氧誘導(dǎo)的小鼠模型PH 和右心室肥大程度。血小板通過炎癥和免疫機(jī)制對(duì)PH 的進(jìn)展起作用。

2.5 血小板來源的微粒體對(duì)PH 的影響 血細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞之間的細(xì)胞外通訊可以通過細(xì)胞接觸、可溶性介質(zhì)的擴(kuò)散和微粒體介導(dǎo)。微粒體是一種很小的(0.1～1μm)由細(xì)胞活化或凋亡產(chǎn)生的膜性小泡,約80%的血液微粒體是血小板衍生的,而其余20%則來自紅細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞[47-48]。微粒體表面含有各種受體、脂質(zhì)和信號(hào)分子,還普遍存在磷脂酰絲氨酸,它們可以通過直接接觸與鄰近的細(xì)胞相互作用,而且能將它們的胞質(zhì)內(nèi)容物傳遞給靶細(xì)胞,作為調(diào)控細(xì)胞功能的一種手段。

近年來,有學(xué)者研究了PH 患者中微粒體的數(shù)量和組成情況,報(bào)道指出與對(duì)照組相比,患者循環(huán)血中血小板源性微粒體和內(nèi)皮細(xì)胞源性微粒體的數(shù)量有所增加[49]。血小板源性微粒體的凝血活性大約是血小板的100倍,因其表面存在磷脂酰絲氨酸,可以作為凝血酶組裝和凝血酶生成的催化位點(diǎn)[50]。與頸靜脈相比,PH 患者肺動(dòng)脈中的促凝血磷脂酰絲氨酸陽性微粒水平明顯更高,有理由認(rèn)為這些促凝微粒在肺中發(fā)揮局部促炎和促血栓形成的作用[51]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述,血小板不僅通過自身聚集、活化,促進(jìn)血栓形成導(dǎo)致肺血管阻力增加,還通過分泌各種促血管收縮因子、生長因子、炎癥介質(zhì)和產(chǎn)生微粒體等,造成肺動(dòng)脈收縮,血管組成細(xì)胞增殖引起肺血管重構(gòu),成纖維細(xì)胞活動(dòng)引起右心室纖維化和功能衰竭,招募各種炎癥細(xì)胞促進(jìn)局部損傷等綜合作用促進(jìn)PH 的發(fā)生、發(fā)展。目前針對(duì)血小板對(duì)PH 作用的靶向治療手段仍然有限,深入研究血小板對(duì)PH 發(fā)生、發(fā)展各個(gè)機(jī)制,有望找到新的治療靶點(diǎn),對(duì)改善PH 患者病情、提高預(yù)后具有重要的意義。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突