凝血酶生成对血栓弹力图参数的影响

2019-12-09 17:18 来源:丁香园 作者:
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凝血酶(Thrombin)是一种具有 Na+ 离子诱导的变构酶特性的多功能丝氨酸蛋白类水解酶 [1],具有很强的专一性,生成于损伤处的血管内皮细胞,是机体凝血系统中的天然成分。凝血酶最开始是由苏格兰生理学家 Buchanan 于十九世纪末发现并命名,人们通过多年的深入研究,了解了凝血酶的结构及其生理功能,同时进一步挖掘了与凝血酶相关的检测,并逐步应用于临床。

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图 1. 凝血酶的结构

一、凝血酶的生理功能及作用

凝血酶的形成在凝血过程中起到了中心作用。凝血酶形成后的作用至少包括以下 5 个方面 [2]

(1)启动:一旦凝血酶形成后,便可迅速启动以后阶段的止凝血过程,包括作为促凝剂激活血小板、内皮细胞,并激活因子 V、Vll、VIII;

(2)放大:凝血反应的放大是通过促凝酶复合物在内皮下基质和周围血细胞表而合成而实现的。

(3)血块形成的终止:血块形成的终止至少涉及两个连续的抑制过程和一个动力学抑制过程。

(4)血块的清除:血块的清除是组织修复过程中的基本步骤,同时要求纤溶酶的参与。

(5)修复:对损伤组织的修复是凝血过程的最后一步。这一过程需要纤溶酶激活金属蛋白酶,后者可使受损的细胞外基质降解,并促使新生细胞迁移至受损伤部位。

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图 2. 凝血级联反应

二、血栓弹力图曲线参数

自 1951 年,血栓弹力图发明时,Hartert 也提出了相应的一套分析方法 [3],其中几个参数也一直沿用至今(图 3)。其中最主要的参数如下:

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图 3. Hartert 参数体系示意图

(1)ε:血栓的弹性模量,但是弹性模量和幅值之间的关系并不是线性的,且它们之间的关系满足,其中 a 为血栓弹力图任意时候的幅值;

(2)r:血栓弹力图的振幅到达 1 mm 时的时刻值;

(3)k:从 r 时刻到振幅为 20 mm 处时经过得时间,即振幅从 1 mm 到 20 mm 经过的时间;

(4)mε:振幅达到最大时的幅值。

1983 年,王金达 [4]等人提出一种血栓弹力图图形分析方法,包括了 r、k、m 等参数,大部分的参数是依据 Hartert 的分析方法。2000 年,应用现当代的计算机和电子技术,在 Hartert 的基础上,诞生了第一台血栓弹力图仪及其测量系统,此系统评价时,主要涉及的参数 [5]:R 时间、K 时间、MA 值,与 Hartert 的定义相同。

表 1.  血栓弹力图的主要参数

参数名称

临床意义


R 时间

(min)

反映参加凝血启动过程的凝血因子综合作用。

延长:反应凝血因子功能不足

缩短:反应凝血因子功能亢进

K 时间

(min)

从 R 时间终点至描记幅度达 20 mm 所需时间。

表示血凝块形成的速率,反映纤维蛋白的功能。

延长:提示纤维蛋白原功能不足

缩短:提示纤维蛋白原功能亢进

α 角

从血凝块形成点至描记图最大曲线弧度作切线与水平线的夹角,参数与 K 参数一样,表示血凝块形成速率,

增大:提示纤维蛋白原功能增强

减少:提示纤维蛋白原功能减低

MA 值

(mm)

最大振幅,反映了血凝块的最大强度。

主要受血小板及纤维蛋白原两个因素影响,其中血小板的作用约占 80%。

增大:提示血小板功能亢进

减低:提示血小板功能减低

LY30

(%)

最大振幅后的振幅衰减率。

表现了血液溶解的程度。纤溶诊断指标。

增大,提示纤溶亢进

EPL

(%)

预测在 MA 值确定后 30 分钟血凝块溶解的百分比。

纤溶诊断指标。

增大,提示纤溶亢进

三、凝血酶与 K 时间

在凝血共同途径中,正、负反馈反应能有效地放大内外源凝血途径的作用。凝血酶生成需要注意以下几点:(1)凝血酶存在于血液中大约几分钟,待与抗凝血酶结合后失活;(2)凝血酶可发挥的功能是通过曲线覆盖面积反映出来的,曲线描述了在凝集过程中凝血酶随着时间的浓度变化;(3)最初始的凝块大约是在 1% 凝血酶形成的时候,如果只把凝固时间作为血液凝固能力的决定因素来看待的话,很多重要的反应和信息就会被忽视或遗漏,因为在凝块开始出现之后,大量的凝血酶活动是仍在继续进行的 [6]

目前,尚未有关于凝血酶、凝血酶生成时间和血栓弹力图 K 时间之间关系的报道,但在临床应用中可间接了解凝血酶、凝血酶生成时间与 K 时间的作用机制及相互影响。

3.1 在肝硬化研究中的应用

凝血酶生成试验在凝血机制中的临床应用,主要体现在慢性肝病(肝硬化)引起的凝血疾病中 [7]。肝脏作为机体代谢的重要器官,也是多种凝血因子合成的重要器官,在维持凝血与抗凝血平衡方面起着重要作用。

Kremers RMW 等 [8] 用凝血酶生成试验对 30 名健康受试者、52 名 CP-A、15 名 CP-B 和 6 名 CP-C 肝硬化患者进行凝血检测,结果表明肝硬化患者的抗凝血酶原和凝血酶原水平会降低,在低和高组织因子浓度下发现凝血酶生成峰的高度会升高,肝硬化患者不会出现单向止血问题(出血或血栓形成),可生成健康受试者和肝硬化患者的凝血酶生成图谱进行对比。对于血栓弹力图检测,Greg C.G. 等 [52] 研究了 270 例肝硬化患者的血液样本,发现无论是什么病因引起的肝硬化,K 时间均会升高,并且随着疾病严重程度增加而增加(CP-A 是 1.9 分钟,CP-B 是 2.2 分钟,CP-C 是 2.5 分钟),在所有测试中,K 时间和纤维蛋白原水平具有一定的相关性。Chandra K. Pandey 等 [9]研究了 90 名年龄层在 20-70 岁的肝硬化患者,结果表明 K 时间是一个重要的出血预测因子,当 K 时间超过 3.05 分钟时,对出血预测有 70% 的敏感性和 62.5% 的特异性。

3.2 在血友病研究中的应用

目前,诊断血友病最常用的凝血指标为因子Ⅷ促凝活性(FⅧ:C)和因子Ⅸ促凝活性(FⅨ:C)测定。但有些血友病患者 FⅧ/FⅨ的促凝活性(FⅧ:C/FⅨ:C)水平相同,其临床出血表现却完全不同。有文献报道 [10]凝血酶生成量只要 > 5%,血浆即可发生凝固,说明基于凝固法的 FⅧ:C/FⅨ:C 检测并不能全面反映机体的凝血状态,也有研究显示,FⅧ:C/FⅨ:C 并不能很好地预测 HA/HB 患者的出血风险 [11]

与凝血酶生成试验相比,血栓弹力图在血友病中的应用是呈现在多方面的。首先,在评估血友病 A 的严重程度及出血风险方面:因血栓弹力图检测与凝血因子水平有一定相关性 [12],能反映重型血友病 A 患者临床表现的异质性 [58,59],对于血友病严重程度评估可能是有效的。Bassus 等 [13] 对 40 名 HA 的研究结果显示,当 FⅧ:C < 50% 时,K 时间是较为敏感的,当 FⅧ:C ≥ 50% 时,K 时间进入平台期,血栓弹力图 K 时间在 FⅧ:C < 50% 时更有临床意义。其次,在监测 FⅧ替代治疗方面:临床中血浆 FⅧ:C 检测是替代治疗的主要监测方法,然而,不同患者的凝血能力不同,FⅧ:C 有时并不能准确预测治疗效果。Ingerslev J 等 [14] 对 22 个血友病 A 患者进行低浓度组织因子激发的血栓弹力图检测,结果显示 11 个重型血友病 A 的患者间检测结果差异显著,其中部分凝血曲线甚至接近正常水平。将血液标本体外补充 FⅧ后再进行检测,结果显示,不同标本对于 FⅧ补充的反应差异很大,研究者认为重型血友病 A 包含多种临床和生化表型,其对于 FⅧ的补充反应各异,对于重型血友病 A 患者,血栓弹力图检测能够区分其对 FⅧ的不同需求量,使得个体化治疗成为可能。

3.3 在评估静脉血栓风险中的应用

静脉血栓栓塞症(venous thromho embolism,VTE)是包括两个类别的一组疾病,在实际临床中,一般根据静脉血栓发生的阶段和部位的不同,分为深静脉血栓形成(deep vein thrombosis,DVT)和肺栓塞(pulmonary embolism,PE)。

Hron G. 等 [15]研究了 23 年内 914 例停用维生素 K 拮抗剂治疗后首次自发性 VTE 的患者,其中 100 例患者出现 VTE 复发,无 VTE 复发的患者比 VTE 复发的患者凝血酶的生成量低。以 400 × 10-9 mol / L 为分界值,与凝血酶生成高于分界值的患者相比,低于分界值的患者复发相对风险较低,4 年后,凝血酶生成低于分界值的患者中复发率为 6.5%(占患者总数的 2/3),而高于分界值的患者复发率为 20.0%。低于分界值的患者的复发风险较高于分界值的患者低 60%。由此说明检测凝血酶的生成量可以识别 VTE 复发风险较低的患者。

血栓弹力图检测与不同静脉血栓栓塞症的相关性是不同的。Koopman 等 [16]研究了 19 名脑静脉血栓形成的患者,发现在患者和对照组之间血栓弹力图参数没有显著差异,在具有血栓形成缺陷的患者亚组和对照组之间也没有显著差异。而 Pommerening 等 [17]对接受脾切除术的患者进行了为期 14 个月的前瞻性观察性试验,统计了 795 个血栓弹力图数据,发现血栓弹力图参数中观察组的 Angle 角度和 mA 值明显大于对照组,出现的这种高凝状态与 VTE 并发症的风险增加有关,而与 K 时间是否存在相关性尚未有相关报道.

参考文献

1. Welle C M and Di Cera E. Thrombin is a Na+ activated enzyme. Biochemistry,1992,31(47): 11721-11730.

2. 彭黎明, 邓承祺. 现代血栓与止血的实验室检测及其应用. 人民卫生出版社. 2004.

3. Hartert H. Blutgerinnungsstudien mit der Thrombelastographie, einem neuen Untersuchungsverfahren. Klin Wochenscgr, 1948, 26:577-583.

4. 王金达, 崔乃杰, 高天元, 等. 血栓弹力图的临床应用附 36(例正常人图形分析). 中国急救医学, 1983  (05):15-19.

5. Narani D. Thrombelastography in the perioperative period[J]. Indian Journal of Anaesthesia, 2005,49(2): 89-95.

6. Hemker, P.Giesenl,R. AlDieril et al. Thrombogram(CAT):a universal routine test for The Calibrated Automated hyperand hypocoagulability. Pathophysiol Haemost Thromb, 2002, 32:249-253.

7. Tripodi A. Hemostasis abnormalities in chronic liver failure. In: Gines P, Kamath KA, Arroyo V, editors. Chronic liver failure. Mechanisms and management. London: Human Press: 2011. 289 –330.

8. Kremers RMW, Kleinegris MC, Ninivaggi M, et al. Decreased prothrombin conversion and reduced thrombin inactivation explain rebalanced thrombin generation in liver cirrhosis. PLoS One. 2017, 12(5): e0177020.

9. Chandra K. Pandey, Vandana Saluja, Kumar Gaurav, et al. K time & maximum amplitude of Thromboelastogram predict post-central venous cannulation bleeding in patients with cirrhosis: A pilot study. Indian J Med Res. 2017. 145(1): 84–89.

10. Quiroga T, Goycoolea M, Giesen PL, et al. Thrombin generation in platelet-poor plasma is normal in patients with hereditary mucocutaneous haemorrhages. Pathophysiol Haemost Thromb. 2003, 33(1):30-35.

11. Al Dieri R, Peyvandi F, Santagostino E, et al. The thrombogram in rare inherited coagulation disorders: its relalion to clinical bleeding. Thromb Haemost. 2002, 88(4):576-582.

12. Joost J. van Veen, Alex Gatt, Anisette E.Bowyer, et al. Calibrated automated thrombin generation and modified thromboelastometry in haemophilia A. Thrombosis Research 2009, 123,851-901.

13. Bassus, S., Wegert, W., Krause, M, et al. Platelet-dependent coagulation assays for factor VIII efficacy measurement after substitution therapy in patients with haemophilia A. Platelets, 2006, 17(6): 378-384.

14. Ingerslev J, Poulsen LH, Sorensen B. Potential role of the dynamic properties of whole blood coagulation in assessment of dosage requirements in haemophilia. Haemophilia 2003; 9: 348-352.

15. Gregor Hron, MD, Marietta Kollars, Bernd R. Binder, MD, et al. Identification of Patients at Low Risk for Recurrent Venous Thromboembolism by Measuring Thrombin Generation. The Journal of the American Medical Association. 2006, 296(4):397-402.

16. Koopman K, Uyttenboogaart M, Hendriks HG, et al. Thromboelastography in patients with cerebral venous thrombosis. Thromb Res. 2009;124(2):185-188.

17. Pommerening MJ, Rahbar E, Minei K, et al. Splenectomy is associated with hypercoagulable thrombelasto-graphy values and increased risk of thromboembolism. Surgery. 2015;158(3):618-626.

编辑: 翟超男

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