普通肝素在治療膿毒癥中的應(yīng)用

李 峰， 吳璟奕， 陳 影， 陳爾真

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院a 急診科； b.重癥醫(yī)學(xué)科，上海 200025）

膿毒癥及膿毒性休克是重癥監(jiān)護(hù)病房 （intensive care unit, ICU）收治的主要患者，也是ICU 患者的第二大死因。全身過(guò)度炎癥反應(yīng)、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷以及被異常激活的凝血反應(yīng)等是膿毒癥最主要的病理生理特征[1-2]。而后者則可以導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生高凝狀態(tài)，微循環(huán)內(nèi)大量微血栓生成，從而加重機(jī)體的炎癥反應(yīng)[3]。 肝素作為臨床中常用的抗凝劑，能有效抑制血栓的形成，同時(shí)也具有抗炎作用。 近年來(lái)，有關(guān)普通肝素在膿毒癥中的治療作用逐漸得到實(shí)驗(yàn)室的論證及臨床上的關(guān)注，本文就這一方面作一綜述。

抗凝作用

膿毒癥是宿主對(duì)感染的反應(yīng)失調(diào)所致危及生命的器官功能障礙臨床綜合征，該定義涵蓋了炎癥反應(yīng)、宿主反應(yīng)和器官功能障礙三個(gè)要素。 膿毒癥時(shí)產(chǎn)生大量炎癥介質(zhì)，而這些介質(zhì)會(huì)導(dǎo)致凝血及纖溶系統(tǒng)的激活。 反過(guò)來(lái)，凝血激活后又能促進(jìn)炎癥介質(zhì)的釋放， 這就是所謂炎癥與凝血的交叉作用， 這種看似互相無(wú)關(guān)聯(lián)的兩個(gè)系統(tǒng)交叉作用在機(jī)體針對(duì)致病微生物入侵方面起重要作用。 然而過(guò)度的炎癥反應(yīng)會(huì)進(jìn)一步加劇凝血功能紊亂，炎癥與凝血互為因果，相互促進(jìn)，最終導(dǎo)致彌漫性血管內(nèi)凝血（disseminated intravascular coagulation, DIC）和多器官功能障礙綜合征（multiple organs dysfunction syndrome, MODS）， 甚至多器官功能衰竭（multiple organs dysfunction failure, MOF）。

肝素是硫酸化的多糖聚合物， 分子量3 000～57 000 不等，對(duì)內(nèi)源、外源凝血途徑均可產(chǎn)生影響。 而其中最為主要的是，普通肝素與抗凝血酶Ⅲ（antithrombin Ⅲ, AT-Ⅲ）結(jié)合后使后者在空間構(gòu)象上發(fā)生不可逆改變，抑制了活化的Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ和Ⅻ凝血因子的作用，同時(shí)將AT-Ⅲ對(duì)凝血酶及Ⅹa 因子的抑制作用放大了近千倍[4]。AT-Ⅲ是機(jī)體血漿中最重要的抗凝因子， 肝素在患者體內(nèi)的抗凝作用幾乎完全依賴于AT-Ⅲ的數(shù)量及活性。 而其活性受血液pH 影響，當(dāng)pH 越偏向酸性，AT-Ⅲ數(shù)量下降，活性越受抑制。 在膿毒癥中，微血栓的形成造成微循環(huán)障礙，患者往往出現(xiàn)代謝性酸中毒，AT-Ⅲ活性受到抑制[5]。 同時(shí)由于微血栓的大量形成，患者體內(nèi)AT-Ⅲ大量消耗，往往表現(xiàn)為血液高凝狀態(tài)，甚至DIC。 肝素還可直接與血小板結(jié)合，抑制局部血小板聚集。 另外普通肝素可抑制凝血酶介導(dǎo)的Ⅴ、Ⅷ因子活化，增加組織因子通道抑制劑（tissue factor pathway inhibitors, TFPIs）的釋放，一定程度上拮抗了TF-Ⅶa 復(fù)合物的促凝作用[6]。

膿毒癥抗凝治療旨在重建膿毒癥炎癥及凝血的平衡，同時(shí)并不干擾機(jī)體對(duì)抗感染的免疫防御能力[7]。 有研究表明，膿毒癥患者的兒茶酚胺類物質(zhì)和內(nèi)皮損傷標(biāo)志物水平高，并且與患者病情的嚴(yán)重程度及凝血功能相關(guān)[7]。 Ding 等[8]在內(nèi)毒素動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)普通肝素可以改善膿毒癥早期的凝血功能障礙，減輕全身炎癥反應(yīng)，有效降低病死率。

但是需要關(guān)注的是，普通肝素抗凝治療的時(shí)機(jī)需要根據(jù)患者不同的疾病狀態(tài)仔細(xì)甄別。 有學(xué)者提出膿毒癥早期微循環(huán)血栓可能對(duì)機(jī)體存在保護(hù)作用： ①可以把病原體封閉在微血栓內(nèi)，阻礙其在血管內(nèi)的移動(dòng)；②微血栓可能成為保護(hù)性屏障，限制病原體通過(guò)血流傳播；③纖維蛋白、纖維蛋白原及纖維蛋白降解產(chǎn)物能夠募集和活化中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞，增強(qiáng)局部細(xì)胞免疫應(yīng)答；④微血管內(nèi)血栓可以刺激局部抗菌肽的聚集，利于病原體的清除[9]。 因此，這種微血管內(nèi)的血栓形成也被稱為免疫血栓，對(duì)膿毒癥患者有利。 若此時(shí)給予不合適的抗凝治療，導(dǎo)致微血管內(nèi)血栓溶解，將破壞局部免疫防御機(jī)制，使病原菌隨血流播散。 反之，若患者感染長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法控制， 一旦細(xì)菌毒力增強(qiáng)或患者免疫防御功能減退，凝血功能障礙惡化為失控的DIC，則加重多臟器功能損傷。

抗炎作用

一、通過(guò)拮抗組蛋白以調(diào)控炎癥反應(yīng)

在膿毒癥病程中， 由于外來(lái)病原體對(duì)機(jī)體造成的打擊，脂多糖、內(nèi)毒素、組胺、兒茶酚胺等炎癥因子的過(guò)表達(dá)，造成血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷及微循環(huán)障礙。 經(jīng)研究揭示，普通肝素也具有調(diào)控炎癥反應(yīng)的作用。

組蛋白是膿毒癥中的調(diào)節(jié)介質(zhì)之一，能夠誘導(dǎo)血小板活化并抑制蛋白C 活化，具有一定的細(xì)胞毒性，與內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂、器官功能障礙、全身炎癥反應(yīng)關(guān)系密切。 肝素作為一種帶負(fù)電荷的高硫酸化多糖結(jié)構(gòu)， 可以阻礙帶正電荷的組蛋白與血小板之間的相互作用， 可能會(huì)成為膿毒癥調(diào)控炎癥反應(yīng)的潛在方案[10]。 Wildhagen 等[11]應(yīng)用特殊方法去除了普通肝素與凝血酶的親和力，即去除了肝素的抗凝活性。而這種不具備抗凝活性的肝素也能夠拮抗組蛋白誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損傷，同時(shí)也能夠改善膿毒癥小鼠的生存率。 這一研究提示普通肝素拮抗組蛋白的作用與其抗凝活性無(wú)關(guān)，充分顯示了肝素自身參與調(diào)控炎癥反應(yīng)的作用。

組蛋白來(lái)源于凋亡細(xì)胞及中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（neutrophil extracellular traps, NETs）。 NETs 本身是中性粒細(xì)胞在受到病原微生物刺激后所釋放出的細(xì)胞核內(nèi)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此在膿毒癥發(fā)病機(jī)制中受到越多越多的關(guān)注及研究。 NETs具有捕獲并殺滅病原微生物發(fā)揮抗感染的作用， 而在膿毒癥中大量NETs 釋放入血時(shí)， 血液中的DNA 酶無(wú)法完全降解NETs，而持續(xù)存在的NETs 會(huì)對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞造成損傷，誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)發(fā)生。 肝素在體內(nèi)表現(xiàn)出類似重組人DNA 酶的作用[12]，可以使NETs 解聚，減少組蛋白生成，從而降低其對(duì)機(jī)體的損害作用。

二、抑制炎癥因子生成

一旦病原體對(duì)機(jī)體的感染作用失調(diào)，突破機(jī)體免疫防御體系，便會(huì)引發(fā)全身炎癥反應(yīng)綜合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）， 大量促炎因子如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）、核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、p65 等釋放與抗炎性因子IL-10 釋放失調(diào)等， 各種細(xì)胞因子的級(jí)聯(lián)式釋放，最終加重各重要器官功能受損。 有研究表明，普通肝素可抑制NF-κB， 導(dǎo)致促炎因子在單核細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子活化，抑制缺血-再灌注損傷的促炎反應(yīng)，并通過(guò)增加一氧化氮和前列環(huán)素生成減少內(nèi)皮功能障礙[13]。而NF-κB 作為細(xì)胞因子如 IL-6、IL-8、TNF-α 等的上游因子， 一旦被抑制，下游的炎癥因子釋放同樣相應(yīng)地被抑制。 Li 等[14]已分別通過(guò)離體及在體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)普通肝素使用后， 在細(xì)胞及造模小鼠中測(cè)得炎癥因子表達(dá)下降， 全身炎癥反應(yīng)水平得到一定程度的緩解。

免疫調(diào)節(jié)作用

膿毒癥所引發(fā)的宿主反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜，既包括促炎反應(yīng)也包括抗炎這兩種免疫抑制反應(yīng)，宿主因素（如遺傳特征、年齡、基礎(chǔ)疾病等）和病原體因素（如微生物負(fù)荷和毒力）共同決定了宿主免疫反應(yīng)的方向、嚴(yán)重程度及持續(xù)時(shí)間[15]。 病原微生物表達(dá)的病原體相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular pattern，PAMP）或內(nèi)源性損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP） 與宿主免疫細(xì)胞表達(dá)的分子模式識(shí)別受體（pattern recognition receptor，PRR）相結(jié)合，從而引發(fā)機(jī)體炎癥反應(yīng)，激活機(jī)體的宿主防御機(jī)制，包括凝血系統(tǒng)、補(bǔ)體系統(tǒng)及免疫系統(tǒng)。 膿毒癥早期形成的微循環(huán)血栓則是宿主早期固有免疫防御機(jī)制中重要的一環(huán)[16]。而在膿毒癥病程后期， 由于全身炎癥反應(yīng)中大量炎癥細(xì)胞及炎癥因子被釋放入血，機(jī)體呈現(xiàn)出免疫麻痹，即免疫抑制狀態(tài)。肝素對(duì)組蛋白及細(xì)胞因子抑制作用已前述。 另外有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)肝素更多的免疫調(diào)控作用，可以參與血小板活化、白細(xì)胞募集、細(xì)胞因子釋放及黏附因子表達(dá)[17]。 肝素可以介導(dǎo)膿毒癥早期的關(guān)鍵一環(huán)， 即中性粒細(xì)胞對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附。 需要注意的是，雖然降低宿主炎癥反應(yīng)、減輕局部組織缺氧、調(diào)控細(xì)胞因子生成均是膿毒癥免疫應(yīng)答的重要病理生理基礎(chǔ)， 但通過(guò)使用普通肝素打破其中任意一環(huán)對(duì)總體病情的改善仍未有定論， 目前的研究發(fā)現(xiàn)為探究肝素的免疫調(diào)節(jié)作用提供了新的靶點(diǎn)及方向。

血管保護(hù)作用

血管內(nèi)皮細(xì)胞表面覆有一層超微結(jié)構(gòu)， 稱為多糖包被，核心蛋白是糖胺聚糖-1（glycosaminoglycan-1），主要由硫酸乙酰肝素（heparin sulfate, HS）所組成[18]。 多糖包被對(duì)細(xì)胞表面的屏障、離子交換、保持內(nèi)皮通透性等功能起到重要作用。 研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮細(xì)胞損傷以及多糖包被的減少是膿毒癥發(fā)病的關(guān)鍵之一。 首先，炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的多糖包被損傷與毛細(xì)血管滲漏征密切相關(guān)， 而后者在重癥感染患者中主要表現(xiàn)為大量液體進(jìn)入第3 間隙，引起組織水腫，有效循環(huán)容量缺乏。 另外，其功能損傷還可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞屏障打破，中性粒細(xì)胞黏附及遷移受阻，大量微血栓形成。 Yini 等[19]發(fā)現(xiàn)治療劑量的普通肝素可以通過(guò)抑制炎癥反應(yīng)來(lái)保護(hù)多糖包被。機(jī)制可能是因?yàn)槠胀ǜ嗡刈鳛橐环NHS 的類似物， 動(dòng)員糖胺聚糖修復(fù)受損內(nèi)皮細(xì)胞功能，重建血管屏障功能[20]。

結(jié) 言

膿毒癥新指南3.0 中抗凝治療僅建議針對(duì)深靜脈血栓而進(jìn)行，并非是膿毒癥中的常規(guī)治療。 但膿毒癥中有一定比例患者出現(xiàn)出凝血功能障礙甚至DIC 癥狀， 準(zhǔn)確識(shí)別及干預(yù)非常必要。 雖然迄今為止在多個(gè)大規(guī)模隨機(jī)對(duì)照研究中，普通肝素的作用仍未明確， 但已有不少多中心非隨機(jī)對(duì)照研究報(bào)道了普通肝素在膿毒癥治療中的作用。 相信在未來(lái)會(huì)出現(xiàn)更多設(shè)計(jì)及操作流程規(guī)范且嚴(yán)格的多中心隨機(jī)對(duì)照研究，論證治療劑量普通肝素的安全性及有效性，另外需要再進(jìn)一步明確肝素治療的最佳時(shí)機(jī)、最佳劑量，使得膿毒癥合并有凝血功能障礙的患者可從中獲益。