脓毒症相关凝血功能障碍的机制及药物治疗进展.docx

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1、脓毒症相关凝血功能障碍的机制及药物治疗进展脓毒症是机体对感染的反应失调导致危及生命的器官功能障碍的临床综合征。凝血功能障碍是脓毒症患者常见的并发症，且与多器官衰竭的发生及病死率升高密切相关。研究证实，合并弥散性血管内凝血（DIC）的脓毒症患者的病死率较未合并DIC者明显增加（56.1%比25.4%）。脓毒症患者的凝血功能障碍持续且不能纠正时，往往发展成为DIC。因此，明确脓毒症相关凝血功能障碍（SIC）的发生发展机制，可为临床干预提供理论依据，有利于改善脓毒症患者的临床预后，遗憾的是目前几乎所有针对SIC预防和治疗的临床研究均以失败告终。国际指南针对SIC如何治疗也尚无定论。SIC的主要病理生

2、理机制包括凝血激活，生理性抗凝和纤溶受损，其中生理性抗凝物质的下调发挥了关键作用。鉴于不同脓毒症患者发生凝血功能障碍的机制不同，表现形式也不一样，因此不同的治疗措施在不同患者发挥的作用也必然存在疗效差异。针对SIC进行精准化的预防和治疗，有望发挥各种干预措施的积极作用。一、脓毒症凝血功能紊乱的发病机制SIC的发病机制非常复杂。脓毒症时，炎性因子大量释放，凝血系统被激活，凝血因子大量消耗，微血栓形成，最终导致继发性纤溶亢进。患者临床表现为凝血反应增强，抗凝功能抑制。与此同时，病原体及炎性因子介导的促凝物质表达上调、生理性抗凝物质生成减少、纤维蛋白分解抑制均导致了血栓的广泛形成，最终临床表现为DI

3、C。（一）凝血系统激活凝血系统的激活是SIC的初始表现。凝血系统包括内源性和外源性两种凝血途径。1.外源性凝血途径：主要通过组织因子（TF）激活，也称凝血因子。生理情况下，TF不存在于循环中或不与循环血液直接接触，但当血管壁的完整性遭到破坏或在病原体刺激下，血管内皮细胞、中性粒细胞、单核-吞噬细胞、嗜酸粒细胞和血小板均可表达并释放TF。TF进入血液循环后激活凝血因子并形成TF-a复合物。TF-a复合物可迅速催化因子的激活，同时低效激活因子，并通过辅因子的作用转变成因子a，在此过程中凝血酶原转化为凝血酶，凝血酶可催化纤维蛋白原向纤维蛋白的转化和聚集过程，导致纤维蛋白血栓的形成。Levi等的研究发

4、现，即使注射极低剂量的内毒素（4 ng/kg），受试者血液中TF mRNA水平依然明显增加。阻断TF或抑制a可以抑制凝血酶原向凝血酶的转化，进而抑制纤维蛋白形成，证实TF在炎症反应引起的凝血异常中扮演重要角色。目前研究表明，脓毒症时病原体相关模式分子（PAMPs）和损伤相关模式分子（DAMPs）均可激活机体炎症反应。两种分子模式可以激活游离DNA、组蛋白和颗粒蛋白组成的中性粒细胞胞外网（NETs），以此激活血小板，使其黏附、活化、聚集并形成血小板血栓。胞外组蛋白水平的上升可引起凝血功能紊乱、广泛血栓形成，导致血栓栓塞性疾病。同时，NETs也可能与TF结合，将外源性凝血途径局限在感染和炎症反应部

5、位并促使免疫血栓的形成，但当此过程超出代偿功能时依然会发生DIC。2.内源性凝血途径：主要由细胞外DNA启动激活。生理状况下，DNA存在于细胞核的核小体中，内源性脱氧核糖核酸酶将细胞外DNA水解成150300个碱基大小的DNA片段并释放入血。脓毒症时细胞凋亡显著增加，血液中细胞外DNA水平因细胞死亡，包括各种细胞凋亡的增加和清除能力下降而升高，凝血因子、被激活，内源性凝血途径由此被激活。近年来的研究发现，细胞外DNA和DNA结合蛋白是参与炎症-凝血通路的重要因子，在SIC的发展过程中发挥了重要作用。（二）抗凝系统受损内皮细胞损伤是生理性抗凝功能受损的重要机制。生理条件下，抗凝途径包括抗凝血酶（

6、AT）系统、活化蛋白C系统和组织因子途径抑制剂（TFPI）。1.AT系统：脓毒症患者病死率升高与AT水平降低显著相关。而血浆AT水平降低的原因主要包括三个方面：（1）AT与凝血酶结合生成复合物（TATc）而不断被消耗，是脓毒症时AT减少的主要原因；（2）脓毒症时肝功能受损，使其合成的AT减少；（3）中性粒细胞通过释放弹性蛋白酶导致了AT被不断降解，使其血浆中水平进一步下降。2.活化蛋白C系统：是抗凝系统的重要组成部分，同时也是最复杂、调节炎症反应最有效的生理性抗凝物质，主要包括蛋白C、蛋白C抑制物、蛋白S和血栓调节蛋白（TM）。活化蛋白C可降低a、a因子和纤溶酶原激活物抑制剂-1的活性，而蛋白

7、S可以增加活化蛋白C的活性，强化其功能。脓毒症时，蛋白C消耗显著增加，合并肝功能障碍时使蛋白C合成减少，导致活化蛋白C水平显著降低。与此同时，炎性因子，如肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素（IL）-1下调内皮细胞血栓调节蛋白及蛋白C受体的表达，使蛋白C活化减少，从而干扰蛋白C系统的抗凝功能。除此之外，血浆补体调节蛋白C4b结合蛋白水平在炎症急性反应期升高，与游离蛋白S结合，导致蛋白S水平及活化蛋白C活性降低。因此，脓毒症时活化蛋白C系统的抑制与疾病严重程度及不良预后明显相关。3.TFPI：TFPI是由内皮细胞分泌的丝氨酸蛋白抑制剂，是一种在凝血启动阶段发挥控制作用的天然抗凝蛋白。游离TFPI在

8、血液中占所有TFPI的10%25%，能够抑制TF-促凝因子a（Fa）复合物（组织因子-凝血因子a复合物）的形成。TFPI通过与Fa因子结合改变自身结构，在钙离子催化下与TF/Fa结合形成Fa-TFPI-Fa-TF复合体，灭活TF-Fa复合物，抑制凝血酶原向凝血酶转化，有效阻断凝血激活。病理情况下，尤其是脓毒症时，TFPI被进一步消耗、降解，从而导致促凝状态。（三）纤溶功能抑制纤溶功能是SIC的一个重要表现，参与了DIC的进展。内皮细胞通过释放组织纤溶酶原激活物（t-PA）和尿纤溶酶原激活物（u-PA）调节纤维蛋白的溶解，使纤溶酶原转化为纤溶酶，进而降解纤维蛋白。内皮细胞还同时合成纤溶酶原激活物

9、抑制剂-1（PAI-1），通过抑制纤溶酶原活化维持纤溶平衡。研究表明，脓毒症时t-PA及u-PA的水平升高，机体表现为纤溶亢进状态；但机体在感染状态下，TNF 、IL-1等炎性因子水平升高，而这些炎性因子又可导致PAI-1表达增加，纤溶酶原活化的过程被抑制。同时，凝血酶大量产生，在直接抑制纤溶的同时活化凝血酶激活纤溶抑制剂（TAFI）。TAFI可以去除凝血酶或纤溶酶激活后降解纤维蛋白的纤溶酶原结合位点，从而使纤溶酶的生成和纤维蛋白降解减少，因此机体总体上表现为纤溶系统抑制状态。脓毒症时纤溶功能的先激活后抑制导致血管内凝血的进一步恶化，凝血功能进一步紊乱，最终导致不良预后。二、脓毒症相关凝血病的

10、抗凝治疗随着对脓毒症相关凝血病机制的不断探索及明确，很多干预措施被逐渐运用到临床。抗凝治疗是预防和治疗脓毒症相关凝血病研究最深入的干预策略，目前针对TM、肝素、AT、组织因子途径抑制物等的治疗措施进行了大样本临床随机对照试验（RCT）。遗憾的是，至目前尚无一个抗凝治疗措施被证实确定有效。药物的使用剂量与疗程，研究对象的选择等因素都是影响研究结果的重要因素。因此针对合适的人群选择恰当的抗凝治疗方案，是最终改善脓毒症患者预后的关键。（一）抑制凝血系统异常激活北美及欧洲等17个国家的145家ICU针对重组TFPI（rTFPI）治疗严重脓毒症的疗效进行了一项大规模RCT（OPTIMIST试验），研究纳

11、入1 754例国际标准化比值（INR）1.2的SIC患者，随机分别给予重组TFPI（0.025 mgkg-1h-1，静脉滴注96 h，880例）或安慰剂（等体积的精氨酸柠檬盐缓冲液，874例）。主要观察终点为开始使用药物后28 d内全因病死率。结果显示，重组TFPI治疗未能显著降低严重脓毒症患者的病死率，反而增加了出血并发症的发生率。Smithies等认为该研究的设计并不严谨，安慰剂组预防性使用肝素可能是影响患者病死率的混杂因素。亚组分析显示，严重社区获得性肺炎患者接受重组TFPI治疗后，生存率有提高的趋势。因此，Wunderink等于2011年进行了一项安慰剂对照的RCT（CAPTIVATE

12、试验），旨在明确重组TFPI治疗对重症社区获得性肺炎患者的有效性，然而研究因无法获得阳性结果被提前终止，与安慰剂比，重组TFPI并不能改善重症社区获得性肺炎的病死率（18%比17.9%，P0.56）。因此，TFPI的抗凝效果、适用人群及并发症利弊权衡仍需更多的研究加以证明。（二）调节抗凝系统1.AT：AT也是临床用于改善凝血功能障碍的常用药物之一。抗凝血酶是丝氨酸蛋白酶抑制剂，可抑制凝血酶及凝血因子（包括凝血因子、）约80%的活性。几项大型临床研究探讨了抗凝血酶在脓毒症患者中的作用。Warren等共纳入了2 314例成年严重脓毒症及SIC患者（KyberSept试验），等比例随机给予AT （4

13、 d内共30 000 IU）静脉注射或安慰剂（1%人白蛋白），结果显示，AT治疗并未明显改善脓毒症患者28 d生存率（AT 组为38.9%，安慰剂组为38.7%）。亚组分析显示，AT治疗可提高未接受肝素辅助治疗患者的90 d生存率。Tagami等分析了9 075例重症肺炎合并脓毒症相关DIC患者的资料，通过倾向评分匹配设立对照组，结果显示，与对照组比，AT治疗组患者28 d病死率降低9.9%，多重logistic回归分析显示AT治疗与降低28 d病死率显著相关（OR=0.85，95%CI0.750.97）。为明确AT是否可以改善SIC，Gando等进行了一项多中心前瞻性RCT研究，结果显示，适

14、当剂量的AT（30 IUkg-1d-1）可以改善DIC评分，并且不增加出血风险。Iba等为评估不同剂量AT对SIC的治疗效果，进行了一项729例脓毒症DIC患者的前瞻性多中心研究，结果显示，接受1 500 IU/d的AT与接受3 000 IU/d的AT患者28 d生存率分别为65.2%和74.7%；logistic回归分析也显示，较高剂量的AT可能提高生存率，这种益处在AT活性不大于40%的脓毒症患者中尤为明显。然而Allingstrup等针对抗凝血酶治疗脓毒症的研究进行Meta分析发现，使用AT治疗并不能降低脓毒症患者的病死率，但能够改善伴DIC的脓毒症患者的生存率，未来仍需更强有力的临床R

15、CT加以佐证。2.活化蛋白C：曾一度是治疗脓毒症患者凝血功能障碍的首选药物，但最终研究以失败告终。蛋白C在血液中以无活性的酶原形式存在，凝血酶与PC内皮受体形成复合物，PC裂解，成为活化蛋白C。由于活化蛋白C在脓毒症凝血机制障碍中发挥关键作用，临床上曾尝试将活化蛋白C应用于重症脓毒症患者的治疗。Bernard等进行了一项随机、双盲、多中心、安慰剂对照研究（PROWSEE研究），纳入1 690例因急性感染导致全身炎症及器官衰竭的患者，随机静脉输注安慰剂或重组人活化蛋白C（24 gkg-1d-1，共输注96 h），观察其治疗脓毒症的效果，结果显示，重组活化蛋白C治疗显著降低脓毒症患者的病死率绝对病

16、死率减少6.1%（P=0.005）；相对死亡风险减少19.4%（95%CI6.630.5）。鉴于此结果，2004年拯救脓毒症运动（SSC）指南中推荐脓毒症患者使用活化蛋白C治疗。然而对PROWSEE研究进行二次数据分析发现，急性生理与慢性健康状况评分（APACHE ）25分的脓毒症患者使用活化蛋白C治疗后生存时间更长；但APACHE 25分的脓毒症患者使用活化蛋白C治疗后1年生存率却明显降低（52.1%比41.3%，P=0.002）。Ranieri等进行了一项随机、双盲、安慰剂对照、多中心大规模RCT研究（ROWESS-SHOCK研究），纳入1 697例接受液体复苏并使用大量升压药物4 h以上

17、的重症脓毒症患者，结果显示，活化蛋白C治疗并未明显改善脓毒症患者的生存率。由于多项针对活化蛋白C对脓毒症疗效的研究结果均为阴性，自2011年10月活化蛋白C已撤市。3.肝素：肝素是目前最广泛使用的抗凝药物，也是治疗凝血功能障碍的常用药物。肝素主要通过增强AT的活性发挥抗凝作用，肝素可以使AT的作用增强1 000倍。早期的三项评估脓毒症患者抗凝治疗效应的临床研究（OPTIMIST试验、KyberSept试验、PROWSEE研究）均显示，使用肝素治疗的安慰剂组脓毒症患者存活率均有升高。而Jaimes等为探讨持续使用低剂量肝素治疗是否能缩短脓毒症患者住院时间、改善脓毒症患者的器官功能障碍，进行了一项

18、单中心临床RCT（HETRASE），实验组使用普通肝素（静脉滴注500 U/h，持续7 d），对照组使用相同体积的安慰剂，结果显示，持续使用低剂量肝素并未明显改善脓毒症患者的临床结局，可能与纳入患者的病情较轻有关。一项涉及24项研究、纳入14 767例脓毒症患者的Meta分析表明，脓毒症患者的肝素抗凝治疗并未体现出明显的生存益处，甚至可能增加出血风险。肝素使用的对象、剂量等均未有定论，未来仍需大样本的随机对照研究提供有力的循证医学证据。4.TM：TM在调节SIC异常中具有重要作用。TM是一种内皮抗凝因子，在血管内凝血中发挥着重要作用。TM加速了凝血酶催化下蛋白C的活化，以此下调凝血酶生成。20

19、13年国际血栓与止血协会（ISTH）制定的弥漫性血管内凝血治疗指南中曾建议，使用TM治疗DIC患者。ISTH的建议主要基于一项RCT研究，该研究比较了TM与肝素治疗DIC患者的疗效，结果显示，TM治疗显著提高DIC缓解率（66.1%比49.9%，差异16.2%；95%CI3.329.1）。随后Hoppensteadt等的研究报道，接受重组TM治疗的脓毒症患者血浆凝血酶原片段1.2水平较前显著下降，而安慰剂组明显上升，因此认为重组TM治疗在脓毒症相关性DIC的过程中下调了凝血酶生成。然而Yamakawa等为评估重组TM对SIC的临床疗效，对重组TM治疗SIC的RCT及观察性研究进行了系统回顾和M

20、eta分析，结果显示，与对照组比，TM并未显著影响脓毒症相关DIC患者病死率和DIC缓解率。Norihisa等针对重组TM联合AT治疗SIC的有效性和安全性进行了一项RCT，结果显示，重组TM联合AT治疗组患者第7天血小板计数和D-二聚体水平较AT组明显改善，28 d病死率明显低于AT组（AT联合重组TM组为15.4% 比AT组为29.4%），两组出血并发症的发生率差异无统计学意义。2019年Kazuma等对纳入5项RCT、1 762例脓毒症患者进行了Meta分析，结果显示，接受重组TM治疗的脓毒症相关DIC患者死亡风险降低约13%，但并未达统计学意义，提示重组TM治疗脓毒症相关DIC具有潜在

21、意义。因此，虽然对TM的疗效尚有争议，但重组TM联合AT治疗为脓毒症相关凝血病的抗凝疗法提供了新的研究方向。（三）纠正纤溶功能紊乱纤溶酶原激活物（PA）的主要作用在于激活纤溶酶，降解纤维蛋白血栓，改善微循环，在机制上可以治疗SIC。尿激酶是临床常用的纤溶酶原激活物，直接作用于内源性纤维蛋白溶解系统，催化纤溶酶原裂解成纤溶酶，在降解纤维蛋白栓的同时降解循环血液中的纤维蛋白原、凝血因子、凝血因子，继而达到溶栓的目的。Asakura等使用尿激酶干预脂多糖诱导的DIC大鼠模型，发现尿激酶干预组大鼠血浆纤溶酶原激活物抑制物（PAI）活性受到抑制，血肌酐、丙氨酸转氨酶、血浆内皮素水平及肾小管纤维蛋白沉积均

22、得到控制，表明尿激酶引起的纤溶增强和内皮素的降低在防止器官功能衰竭方面起着重要作用。Hardaway等进行了一项RCT评估了尿激酶溶解微血栓的安全性，研究纳入20例严重创伤、脓毒症伴急性呼吸窘迫综合征患者，经持续吸氧或无创呼吸机辅助通气后氧分压仍小于60 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），但未出现凝血障碍的患者，使用尿激酶进行干预（初始静脉滴注60 000 IU/kg，维持剂量15 000 IUkg-1h-1，维持超过60 h）后发现，19例患者出现氧分压上升，但并未出现凝血功能异常及出血性并发症，因此认为尿激酶治疗降解了肺末梢的纤维蛋白血栓，改善了肺功能。目前针对尿激酶纠正脓毒症相关凝血功能紊乱的研究大多为动物试验，未来仍需更多临床试验评估尿激酶的疗效。凝血功能紊乱是脓毒症的常见并发症，其机制主要包括凝血系统激活、抗凝系统受损、纤溶抑制，与脓毒症预后息息相关。针对脓毒症予以抗凝治疗一直是近年来研究的热点与难点，目前围绕几种抗凝药物所开展的临床试验均未被证实有效，不能改善脓毒症患者的病死率。因此，针对脓毒症所致的凝血功能障碍是否应用抗凝药物以及应用时机仍有争议，目前国际上针对脓毒症相关凝血病的抗凝策略也尚无公认的指导方针和指南。未来仍需全球范围内的深入研究，以期发现更佳的脓毒症抗凝策略。