外傷性顱腦損傷中血小板及其衍生膜微粒的研究進展

羅玉福++劉曉++張彥軍

摘要：外傷性顱腦損傷（TBI）直接導致血小板的過度活化，促進血小板衍生膜微粒（PMPs）的釋放。PMPs又進一步活化血小板，促進血小板的聚集和血栓的形成，從而影響凝血功能障礙的發(fā)生和發(fā)展。因此，深入理解血小板的活化、聚集機制以及PMPs的作用機制，對指導TBI后凝血功能障礙的預(yù)判、臨床治療和預(yù)后具有重要的理論意義。近來，掃描離子電導顯微鏡（HPICM）技術(shù)應(yīng)用于研究活體血小板的變化及PMPs的形成過程。本文綜述了TBI后血小板和PMPs的研究進展，并展望了HPICM技術(shù)在血小板和PMPs研究中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：外傷性顱腦損傷；凝血功能障礙；血小板活化；衍生膜微粒

外傷性顱腦損傷患者的凝血、纖溶功能發(fā)生改變，可產(chǎn)生高凝或低凝狀態(tài)。凝血功能異常作為TBI的一種繼發(fā)性腦損傷因素已被大量的研究證實，是顱腦損傷較為常見而嚴重的并發(fā)癥，包括高凝狀態(tài)及伴發(fā)的纖溶亢進和血小板減少。深入理解血小板的活化、聚集機制以及PMPs的作用機制，對指導TBI后凝血功能異常的早期預(yù)判、臨床治療和預(yù)后具有重要的理論指導意義。

1 外傷性顱腦損傷患者凝血功能障礙對機體的影響

外傷性顱腦損傷患者的凝血、纖溶功能發(fā)生改變，可產(chǎn)生高凝或低凝狀態(tài)。這種凝血功能異常的發(fā)生率可以高達50%～100%[1-2]，與顱腦損傷的嚴重程度、進展性出血性損傷存在密切的聯(lián)系，且對患者的預(yù)后有顯著影響。

顱腦損傷后由于血腦屏障被破壞，富含凝血酶的腦組織會釋放大量的凝血酶，在凝血激酶的作用下，使得腦損傷局部的凝血功能異常情況較體循環(huán)更為明顯。這些凝血酶除了促進凝血功能外，還可以通過其他途徑加重繼發(fā)性腦損傷。有研究顯示：小劑量的凝血酶對神經(jīng)元有一定的保護作用[3]，而大劑量的凝血酶可以作用于腦內(nèi)大量的凝血酶結(jié)合位點，破壞血腦屏障，引起腦水腫和神經(jīng)元死亡。

2 外傷性顱腦損傷后凝血功能異常的研究進展

近年來，國外把急性閉合性TBI患者入院后凝血和纖溶指標列為常規(guī)檢測項目，并且根據(jù)結(jié)果提出DIC評分，作為臨床神經(jīng)外科醫(yī)生評估患者預(yù)后的一項重要參考[4]。雖然大量研究已經(jīng)證實，TBI可以導致高凝狀態(tài)和繼發(fā)性的凝血功能異常，并且凝血功能異常的嚴重程度與患者的預(yù)后相關(guān)。但是關(guān)于TBI患者的凝血功能異常問題在以下方面仍有爭議：①外傷性顱腦損傷后的凝血-纖溶改變的時間進程和特異且敏感的檢驗指標有哪些；②如何鑒別和確定應(yīng)該接受抗凝和補充凝血因子治療的患者；③這種治療應(yīng)該作為一種經(jīng)驗療法，還是在實驗檢查的指導下針對那些可能發(fā)生消耗性凝血功能障礙的患者進行，以及治療后會有什么變化；④抗凝以及抗纖溶治療的具體實施方案。因此，對TBI患者的凝血機制作更進一步的深入研究是非常有必要，也非常迫切的[5-6]。

3 血小板的活化與血小板衍生膜微粒的形成

在正常循環(huán)血液中，血小板處于靜息狀態(tài)，TBI后血小板可被激活，發(fā)生變形、黏附、聚集和釋放反應(yīng)，這些反應(yīng)可先后出現(xiàn)，可單獨出現(xiàn)，也可以不同組合出現(xiàn)；從而使血小板呈現(xiàn)出粘附、聚集、血塊收縮、膜表面促凝血等活性功能，以維持毛細血管壁的完整性[7]。

血小板活化后會釋放一種超微膜性囊泡，即血小板衍生膜微粒，血小板活化是PMPs形成的必需條件。微粒的主要成分是磷脂和蛋白，是由其細胞的來源和微粒形成的過程所決定的。血小板活化后，磷脂酶C促使肌醇磷脂分解為三磷脂肌醇，IP3與致密管道系統(tǒng)上的IP3受體結(jié)合，引起該系統(tǒng)釋放Ca2+；同時，細胞外部分Ca2+經(jīng)膜表面鈣離子通道進人血小板，引起胞內(nèi)Ca2+濃度升高。胞內(nèi)Ca2+的增高使得依賴Ca2+的凝膠蛋白將膜骨架中的肌動蛋白微絲切割縮短，阻止膜骨架中微絲聚合，增加了膜的運動性[8-9]。PMPs中含有大量microRNA，可以在細胞之間傳遞生物信息，也可隨血循環(huán)與全身多處細胞相互作用[10]。

4 血小板衍生膜微粒的結(jié)構(gòu)與特性

透射電鏡觀察，PMPs為直徑0.1-1.0 μm的小囊泡顆粒，其組成、大小、表面抗原的表達、PF3的活性以及其活性的差異與不同的血小板活化途徑有關(guān)[11]。在靜息血小板中，PMPs含量不超過3%，而當血小板活化時，PMPs明顯增多。在弱誘導劑如ADP作用時PMPs含量約5%，在強誘導劑如膠原作用時其含量約6%～9%，而且可出現(xiàn)大小不同的PMPs群體。因此，在一些病理條件下，PMPs含量可作為血小板活化的重要判斷指標[12]。

PMPs形成之后又進一步促進了血小板的活化及血栓的形成、延伸，更好地完成血小板的止血功能。早在1972年Warren和Vales就報道血小板在粘附于受損血管壁時可釋放出具有促凝活性的PMPs，在血管損傷后的正常止血過程中起到重要的作用[13]。PMPs自身活化血小板的功能是通過其膜表達的蛋白或磷脂與血液中其它細胞或物質(zhì)相互作用而實現(xiàn)的，PMPs可以直接活化血小板，PMPs通過與靶細胞的相互作用啟動靶細胞的生物學效應(yīng)，PMPs通過促凝血作用而活化血小板，促使血栓形成。

5 血小板衍生膜微粒的研究方法的發(fā)展

對PMPs最初最直觀的認識是從透射電鏡開始的，后來的研究者陸續(xù)使用掃描電鏡、原子力顯微鏡和熒光顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡和熒光顯微鏡觀察到血小板激活后PMPs的形成和釋放；但受到顯微分辨率的制約，無法高分辨率的觀測到血小板的表面精細結(jié)構(gòu)以及PMPs的完整形成過程；同時，對血小板進行固化等預(yù)處理可能引起血小板表面精細結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導致對PMPs形成過程的認識不夠精準[14-15]。

6 展望

鑒于血小板的活化、聚集機制以及PMPs的表達和數(shù)量的變化與凝血功能相關(guān)，可以為TBI后凝血功能異常的早期預(yù)判、臨床治療和預(yù)后提供理論依據(jù)，因此將HPICM技術(shù)運用于TBI后血小板和PMPs的研究可以主要從以下幾個方面展開：①研究TBI后病程不同階段血小板和PMPs的膜表面特有微觀結(jié)構(gòu)與相應(yīng)生物學活性的關(guān)系；②研究TBI后在抗凝和抗纖溶藥物作用下血小板和PMPs膜表面微觀結(jié)構(gòu)的變化；③利用HPICM對血小板及PMPs進行納米尺度顯微操縱、藥物精確輸送及生物傳感器制備等研究；④結(jié)合膜片鉗技術(shù)、熒光顯微鏡技術(shù)、掃描近場光學顯微鏡技術(shù)及共聚焦顯微鏡技術(shù)來研究血小板及PMPs表面微觀結(jié)構(gòu)和生物學功能的相互關(guān)系。

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編輯/金昊天