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急性膿毒癥性凝血病
急性膿毒癥性凝血病
重癥行者翻譯組 子木譯
綜述的目的  膿毒癥,被定義為存在感染和宿主炎癥,是一種全球范圍內(nèi)死亡率呈增加趨勢的致死性的臨床綜合征。嚴(yán)重的病例,其凝血系統(tǒng)廣泛地被激活,伴隨多種凝血因子消耗,從而導(dǎo)致播散性血管內(nèi)凝血(DIC)。DIC出現(xiàn)預(yù)示著死亡率更高。對炎癥和彌漫性血栓的機制的認識,有助于在治療方面取得進步。急性膿毒癥性凝血病是一個動態(tài)的過程,既花費時間,又特別消耗財力。與傳統(tǒng)的檢驗相比,全血凝血方面的檢驗可為臨床提供更多有用的信息。在膿毒癥中,調(diào)節(jié)血栓的天然抗凝劑是下調(diào)的。當(dāng)全身炎癥和高凝狀態(tài)存在時,患者可能從凝血系統(tǒng)的調(diào)節(jié)中獲得益處。找到合適時機進行抗凝治療,可能會最終使多器官功能不全的發(fā)生率降低。
 
近期的研究成果  膿毒癥性凝血病的發(fā)病機制,由致凝機制上調(diào),且同時天然的抗凝機制下調(diào)共同參與而引起。侵襲性微生物導(dǎo)致的炎癥,是一種自然的宿主防御過程,這種過程在治療過程中不能被清除。如果預(yù)防多器官功能不全的策略想獲得成功,需要在DIC高?;颊叻謱幼R別方面下功夫,同時需要恢復(fù)炎癥和凝血之間的平衡。
 
總結(jié)  對于膿毒癥患者,預(yù)防DIC是預(yù)防多器官功能不全避免死亡的關(guān)鍵治療靶點。治療中應(yīng)用血栓彈力圖、DIC的特異性指標(biāo)、以及復(fù)合評分系統(tǒng)來對患者進行危險分層,是一個具有研究前景的領(lǐng)域。
關(guān)鍵點
● 炎癥和凝血紊亂不可分割地聯(lián)系在一起,兩者互為激活對方的正反饋因子
● 凝血異常在膿毒癥患者中幾乎普遍存在,且在多器官功能不全可能發(fā)揮關(guān)鍵的作用
● 膿毒癥性凝血病可能是由針對單一媒介存在多條途徑紊亂而造成的,這樣就是為什么許多單一治療策略并不能夠改善預(yù)后的原因
● 針對急性膿毒癥性凝血病,理想化的治療應(yīng)是恢復(fù)炎癥和凝血間的平衡,且不伴有不良的宿主反應(yīng)。
● 治療策略應(yīng)該是及時的、且應(yīng)針對即將發(fā)生DIC的高?;颊摺?/section>
前言
膿毒癥是一個動態(tài)的過程,常常是由感染引起的威脅生命的全身宿主反應(yīng)。幾個世紀(jì)以來,醫(yī)生們一直在尋找控制該疾病的各種辦法。1841年,奧地利內(nèi)科醫(yī)生Ignaz Semmelweiss觀察發(fā)現(xiàn),“學(xué)生們和醫(yī)生們近期解剖污染的手掌和手指,會把處理尸體的藥物傳遞給正在分娩的母體的生殖器官。通過這一敏銳的觀察,他在自己所在的產(chǎn)科病房開展合適的手衛(wèi)生策略,至此因膿毒癥而死亡的胎兒得發(fā)生率從16%下降到3%。

今天,膿毒癥仍然是全球范圍內(nèi)首位的死亡原因,其發(fā)生率在(75-300)/10萬。在美國,膿毒癥的經(jīng)濟負擔(dān)是驚人的。每年膿毒癥患者花費接近240億美元,且該數(shù)字呈增加趨勢。

單一的膿毒癥病死率為25%,但是當(dāng)合并多器官功能不全,其病死率成倍增加。

目前,人們把更多注意力集中在對膿毒癥炎癥宿主反應(yīng)方面。事實上,膿毒癥患者表現(xiàn)出一些炎性生物標(biāo)志物,往往在器官功能衰竭之前出現(xiàn),這些標(biāo)志物和器官衰竭之間呈一種因果關(guān)系。宿主對感染的炎癥反應(yīng),可能最終被認為是機體抵御微生物入侵的一種保護機制。然而,當(dāng)這種反應(yīng)過分夸大時,炎癥可導(dǎo)致多器官功能不全(MODS)。炎癥和凝血紊亂密不可分地聯(lián)系在一起,兩者互為激活對方的正反饋因子。凝血異常在膿毒癥患者中幾乎普遍存在,可能在MODS中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。急性膿毒癥性凝血?。–AS)從顯性血栓栓塞性病變到微血管纖維蛋白沉積,變化多端。在嚴(yán)重的病例,爆發(fā)性DIC表現(xiàn)為既有血栓形成,又有彌漫性出血。

急性膿毒癥性凝血病,可能是針對單一媒介存在著多種途徑的紊亂引起的,這就是為什么許多單一治療并不能改善預(yù)后的原因。本文將討論急性膿毒癥性凝血病的發(fā)病機制,以及它是如何與MODS發(fā)生關(guān)聯(lián)的。本文還將重點關(guān)注檢測凝血狀態(tài)的工具,以及可能的治療干預(yù)措施。
膿毒癥凝血功能檢測
急性膿毒癥中,凝血功能障礙的檢測是一項復(fù)雜且與時限性要求高的測量,由一系列的檢測手段來提供最好的解釋。傳統(tǒng)的凝血實驗室檢查,如凝血酶原時間(PT)、部分凝血活酶時間、纖維蛋白原均存在一些限制。首先,基于血漿的凝血試驗清除了血小板,有助于血栓的形成?;罨难“?,通過提供凝血酶生成的表面,促使凝血因子聚集,傳遞至整個凝血系統(tǒng),也有助于血栓形成。傳統(tǒng)的凝血實驗室檢查不能反映體內(nèi)凝血狀況,不能提供定性或功能的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的凝血實驗室的備選檢測,如天然的抗凝劑、纖溶活性標(biāo)志物、以及DIC分子標(biāo)志物,對于特定疾病類型并未無特有的優(yōu)勢,在臨床上并不實用。傳統(tǒng)的凝血實驗室檢查通常面臨與之類似的缺憾(見下述)。DIC傳統(tǒng)的凝血實驗室檢查項目如下:
(1)血小板計數(shù)
(2)凝血酶原時間/部分凝血活酶時間/國際標(biāo)準(zhǔn)化比例(INR)
(3) 纖維蛋白原
(4) 纖溶標(biāo)志物:D二聚體(纖維蛋白降解產(chǎn)物)
(5) 抗凝標(biāo)記物:蛋白C(PC)以及抗凝血酶(AT)III
(6)纖溶活性:纖溶酶原和a2抗纖維蛋白溶酶
(7)抗纖溶活性:纖溶酶原激活劑抑制物(PAI-I)
(8) DIC標(biāo)志物:血酶原活化片段F1+2,凝血因子9(FIX),以及因子10(FX)活化肽,以及
(9)復(fù)合評分系統(tǒng)
 
全血粘彈性實驗
理論上,全血粘彈性檢測應(yīng)給臨床醫(yī)師提供體內(nèi)凝血狀態(tài)的大致概況。采用一系列的方式,膿毒癥患者凝血功能的進展演化可以被識別,從而被用于指導(dǎo)治療。理想情況下,對于正處于進展為MODS高危的膿毒癥患者,這種監(jiān)測手段能夠提供預(yù)后價值。不幸的是,在膿毒癥常規(guī)監(jiān)測方面,支持應(yīng)用血栓彈力測量法(TEM)的證據(jù)是低度到中度。此外,對于膿毒癥,應(yīng)用TEM指導(dǎo)合適治療規(guī)范的研究還不多。還有,對血液高凝狀態(tài)和低凝狀態(tài)的定義尚未標(biāo)準(zhǔn)化,且在臨床試驗中,其應(yīng)用內(nèi)在有效性還是一個老問題。在膿毒癥性凝血病相關(guān)的監(jiān)測方面,各種研究結(jié)果千差萬別。通常與傳統(tǒng)的凝血實驗室檢查相比,在首個48h測量,血栓彈力測量法測量值在均正常范圍內(nèi)。值得注意的是,被認為低凝狀態(tài)的患者(R值延長,a角減低,或者最大振幅(MA)減?。┧劳雎试黾?,DIC更常出現(xiàn) 。在一項包含30例嚴(yán)重膿毒患者、隨訪超過2天的研究中,有更高SOFA評分和APACHE II評分的患者,其最大凝塊硬度(MA)降低,且血凝塊形成時間(R值)延長。在預(yù)測進行性凝血病方面,血栓彈力測量法可充當(dāng)一款有益的陰性預(yù)測工具。

有關(guān)血栓彈力測量法在預(yù)測急性膿毒癥病死率的方面預(yù)測價值,有研究提示,早期的低凝狀態(tài)是一項獨立的預(yù)測因子,該測量方法能夠預(yù)測一系列嚴(yán)重膿毒癥患者的28天病死率。Adamzik將簡化的急性生理評分II(SAPS II)和SOFA評分與旋轉(zhuǎn)的血栓彈力測量法(ROTEM;譯者注:德國人的習(xí)慣稱謂)測定的數(shù)值做比較,發(fā)現(xiàn)這些評分系統(tǒng)之間存在良好的相關(guān)性。事實上,ROTEM測定數(shù)值中呈病理性變化的患者,其30天生存率僅為58.7%,而當(dāng)這些測定數(shù)值均正常時,其生存率卻為85.7%。在該研究98例患者中,以ROTEM預(yù)測生存率要優(yōu)于SAPS II評分系統(tǒng)和SOFA評分系統(tǒng)。Ostrowski等人用血栓彈力圖監(jiān)測入住ICU的重癥患者,結(jié)果發(fā)現(xiàn),低凝狀態(tài)占22%,正常占48%,高凝狀態(tài)占30%。低凝狀態(tài)的患者,往往發(fā)展到MODS和死亡。入院時正常,隨后進展到低凝狀態(tài)的患者,其死亡率為80%。在眾多的研究中,一個重要的發(fā)現(xiàn)是,入院時高凝狀態(tài)或正常凝血狀態(tài)的患者,較少發(fā)展到MODS和死亡。這一發(fā)現(xiàn)提示,對于那些在進展到器官衰竭的高?;颊撸煽紤]進行危險度分層。

對于膿毒癥,血小板聚集法是另一種重要的粘彈性測量方法。該檢驗方法,采用多個血小板激動劑和纏繞線圈的電子阻抗方法,以確定全血樣本的血小板功能。Brenner 等 對90例患者進行多次監(jiān)測,其中30例嚴(yán)重膿毒癥患者、30例外科術(shù)后患者、30例健康對照志愿者。與外科術(shù)后和健康志愿者相比,給予標(biāo)準(zhǔn)的激動劑后的膿毒癥患者,其血小板聚集功能顯著降低。血小板減少和血小板功能不全的結(jié)果已清楚地說明,在ICU住院的危重人群中,當(dāng)血小板功能不全持續(xù)存在,死亡率會顯著增加。
 
膿毒癥性凝血病的復(fù)合篩查
從膿毒癥誘發(fā)的凝血病中找出能預(yù)測正在進展為MODS的高?;颊?,聯(lián)合參數(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前該研究領(lǐng)域的熱點。診斷方法,如國際血栓與止血協(xié)會(ISTH)的DIC評分,SAPS II,SOFA,及APACHE II,聯(lián)合經(jīng)典的、粘彈性測量可以提供最準(zhǔn)確的預(yù)后價值[16]。2005年的研究,對凝血病使用了復(fù)合評分評價標(biāo)準(zhǔn)顯示,嚴(yán)重膿毒癥凝血障礙發(fā)生在首個24小時。,第1天出現(xiàn)惡化的凝血病,其28天死亡率更高。Koyama等人評估膿毒癥中已證實的多個血漿標(biāo)志物,如凝血酶-抗凝血酶(TAT)復(fù)合物、蛋白C(PC)、及PAI-1,以便估計病死率和演變?yōu)轱@性DIC的可能性。當(dāng)這些血漿標(biāo)志物被組合評估時,對于特定的患者,出現(xiàn)顯性DIC曲線下面積的可達0.95。
膿毒癥中血栓形成的發(fā)病機制
嚴(yán)重膿毒癥患者死后尸檢顯示,常常彌漫性出血伴有微血管血栓形成以及終末器官損害。動物研究表明,利用內(nèi)毒素血癥制造的動物模型顯示,膿毒癥引起血管纖維蛋白沉積,導(dǎo)致器官功能衰竭。阻斷或逆轉(zhuǎn)這些動物的凝血病,證明可逆轉(zhuǎn)器官功能障礙。最后,臨床研究結(jié)果顯示,DIC患者的死亡率增加,表明預(yù)防DIC是一個重要的治療目標(biāo)。
 
促凝劑的上調(diào)
在膿毒癥患者,宿主對入侵微生物的炎癥反應(yīng)迅速啟動,呈促凝血的狀態(tài)。在腫瘤壞死因子和內(nèi)毒素注入人類誘導(dǎo)的膿毒癥模型中,在數(shù)小時可偵測到凝血酶的產(chǎn)生。此外,在脂多糖(LPS)輸注的兔模型中,15分鐘內(nèi)可觀察到內(nèi)皮細胞損傷,使得重要的抗凝血機制受損。

這種促凝狀態(tài)產(chǎn)生的關(guān)鍵是,是組織因子釋放和炎癥細胞因子釋放之間的相互作用。組織因子的表達似乎成為急性膿毒癥性凝血病的始動因子。于細胞的表面,組織因子負責(zé)結(jié)合并激活VII因子,從而形成酶-輔助因子復(fù)合體,導(dǎo)致Xa因子的產(chǎn)量擴增。組織因子不僅在早期膿毒癥患者中增加,而且組織因子途徑在動物模型中受損,從而阻止凝血異常的發(fā)生。組織因子主要來源的爭論還持續(xù)存在,因為許多類型的細胞都能表達。內(nèi)皮細胞和單核巨噬細胞(如單核細胞和巨噬細胞)能夠表達組織因子,正如肺、腎臟以及腦星形膠質(zhì)細胞能夠表達一樣。在小鼠中單核細胞微粒表達組織因子,也顯示激活了凝血系統(tǒng)。致炎細胞因子如腫瘤壞死因子(TNF)、IL-1和IL-6,在組織因子表達后被上調(diào),這些致炎因子在抑制天然抗凝劑和引起內(nèi)皮損傷方面起了主要作用。
接下來,繼發(fā)于炎癥,血小板活化因子(PAF)直接被釋放。血小板活化在多個方面導(dǎo)致血栓形成加速。首先,血小板P選擇素表達,引起單核細胞組織因子表達增加,血小板粘附至白細胞與內(nèi)皮細胞增強。一旦粘附到白細胞和內(nèi)皮細胞,血小板就充當(dāng)了凝血酶產(chǎn)生和其它凝血因子的細胞信號傳遞的一個表面。
 
抗凝削弱
在嚴(yán)重膿毒癥中,三種內(nèi)源性抗凝劑明顯削弱,這有助于早期炎癥階段的高凝狀態(tài)形成(圖1)。

組織因子途徑抑制物(TFPI)是一種早期凝血途徑的調(diào)節(jié)劑,它受組織因子和FVIIa相互作用而被活化。TFPI(以前稱為外源性途徑抑制劑)在兩個環(huán)節(jié)方面防止凝血過程的啟動。首先,TFPI結(jié)合并抑制FXa。第二,TFPI-FXa復(fù)合物結(jié)合并抑制組織因子-FVIIa,從而阻止早期凝血瀑布擴大的過程。在膿毒癥,TFPI既被消耗,又處于降解狀態(tài),從而導(dǎo)致促凝血狀態(tài)。TFPI很快被消耗,因為它在血漿濃度相對小,約1-2.5nM。血管內(nèi)皮細胞表達的TFPI也由纖溶酶強有力地降解,而纖溶酶在膿毒癥早期是上調(diào)的。該結(jié)果在注入大腸桿菌的狒狒模型上被證實,當(dāng)TFPI活性下降時,恰逢組織纖溶酶原激活劑活性最大。

活化的蛋白C(APC)是一種強效的抗凝劑,也有致纖溶和抗炎的特性。因此,對于膿毒癥,APC紊亂明顯有助于早期的高凝狀態(tài)形成。一旦凝血酶聯(lián)結(jié)到凝血酶調(diào)節(jié)蛋白上,PC即被活化。內(nèi)皮細胞的PC受體和輔因子蛋白S將其活化效應(yīng)放大數(shù)倍。一旦被激活,PC起到蛋白水解酶的作用,裂解因子V和VII,而二者是凝血酶生成必不可少的成份。PC合成減弱,且中性粒細胞彈性蛋白酶完成降解與消耗,進一步降低其在血漿中的濃度。接下來,通過炎性細胞因子(如TNF-a,IL-1和IL-6)使得血栓調(diào)節(jié)蛋白表達的急劇減少。最后,在嚴(yán)重膿毒癥中,內(nèi)皮細胞的蛋白C受體(EPCR)下調(diào),從而限制了PC的活化。有證據(jù)也表明,由于內(nèi)皮細胞損傷,EPCR可能脫落,從而達不到增強PC的作用。在嚴(yán)重膿毒癥,這種結(jié)果早至第2天可出現(xiàn)。

凝血酶被循環(huán)中肝素樣物質(zhì)成倍地激活,而絲氨酸蛋白酶--抗凝血酶(AT)是一種凝血酶的天然拮抗劑。凝血酶的形成,AT合成被下調(diào),AT消耗顯著增加。此外,促炎細胞因子使得膜結(jié)合狀態(tài)的、肝素樣氨基葡聚糖在內(nèi)皮細胞表面減少,從而進一步限制了AT的生物活性。
 
纖溶的抵抗
在人類健康的志愿者中,輸注內(nèi)毒素可以模擬一個可預(yù)測的、快速變化的凝血系統(tǒng)。首先,在120分鐘內(nèi),炎癥標(biāo)志物(如TNF和IL-6)生成增加,伴隨著纖溶酶原激活物的同時增多,表明在150分鐘內(nèi)內(nèi)皮細胞活化,該效應(yīng)可被更大的、持續(xù)的纖溶酶原激活劑抑制物(PAI)抵消,從而使血凝塊更為持久。似乎活化的內(nèi)皮細胞和血小板都可表達PAI。最后,因為血栓調(diào)節(jié)蛋白的含量降低,APC的減少也可能在降低纖溶方面起了作用。更少的APC的不足以抑制PAI,從而增強了血凝塊的穩(wěn)定性。

凝血酶誘導(dǎo)了凝血酶活化的纖溶抑制物(TAFI)的形成,而TAFI是一種蛋白激酶,能降低血凝塊的滲透性,并增加血凝塊硬度。在膿毒癥中,組織因子介導(dǎo)凝血酶的產(chǎn)生,以及炎癥會產(chǎn)生致密血凝塊,都有對抗纖溶的作用。這個過程被認為既可由TAFI介導(dǎo),又可由血小板多聚磷酸鹽分泌物介導(dǎo),而血小板多聚磷酸鹽分泌物使得組織纖溶酶原激活劑效率降低。此外,中性粒細胞彈性蛋白酶的分泌使得纖溶蛋白酶降解,有助于血凝塊的變得持久。這樣一個致密聚合的血凝塊,能防止細菌分泌的蛋白酶破壞血凝塊的完整性,進而易于播散。在腦膜炎球菌感染的患者,TAFI水平明顯升高,與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān),且病死率更高。
 
內(nèi)皮受損
血管內(nèi)皮是止血的重要調(diào)節(jié)因子,也是免疫細胞之間相互作用的位點。內(nèi)皮細胞(EC)為致炎和抗炎機制提供媒介,調(diào)節(jié)纖溶,調(diào)節(jié)血管舒縮張力,并有免疫細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能。因此,內(nèi)皮細胞充當(dāng)了宿主防御細菌入侵的重要屏障。內(nèi)皮細胞的表面是一層帶負電荷的多糖、糖蛋白,被稱之為“糖萼”。完整的糖萼因其富含肝素硫酸鹽,充當(dāng)一種抗凝角色,使得循環(huán)中的血小板相互排斥。理想情況下,內(nèi)皮細胞存在平衡其自身損傷后的致凝和抗凝機制,從而完成血管修復(fù),對抗凝血酶的產(chǎn)生。然而,當(dāng)局部損傷變成全身性損傷時,正如膿毒癥,平衡的天平則移向促凝狀態(tài)的一邊。

繼發(fā)于炎癥,血管通透性增加是膿毒癥的一個標(biāo)志,從而有助于器官功能不全以及可能引起凝血功能紊亂。由于炎癥和凝血是緊密聯(lián)系在一起的,凝血異??蓮难軆?nèi)皮保護的治療中獲益。表1列出了內(nèi)皮損傷的多種機制,這些機制導(dǎo)致了血管通透性增加。

在膿毒癥,早期傾向致凝血狀態(tài)形成,是促炎標(biāo)志物介導(dǎo)的結(jié)果。這些促炎標(biāo)志物,引起了膜結(jié)合蛋白(如血栓調(diào)節(jié)蛋白)表達降低。內(nèi)皮細胞損傷也會導(dǎo)致內(nèi)皮蛋白C受體的脫落和表達下降。這個PC途徑的下調(diào)效應(yīng)前面已經(jīng)描述過。由脂多糖或者內(nèi)毒素致使細胞內(nèi)組蛋白釋放,引起內(nèi)皮細胞的凋亡。這就加重了炎癥反應(yīng),誘導(dǎo)了血栓的形成。炎癥綜合征(如膿毒癥)引起的血管內(nèi)皮細胞的破壞,導(dǎo)致血小板快速粘附,從而導(dǎo)致微血管血栓形成??傊?,內(nèi)皮細胞層的破壞極大地促成了早期膿毒癥性凝血病的發(fā)生。

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