系統(tǒng)性內(nèi)皮病在創(chuàng)傷性休克領(lǐng)域研究

尹 文，馮筑生

空軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院急診科，西安 710032

嚴(yán)重創(chuàng)傷是全球范圍內(nèi)中青年人群死亡的主要原因，當(dāng)前道路交通傷已經(jīng)躍升為我國創(chuàng)傷患者死亡的首要原因[1]。非控制性出血的創(chuàng)傷患者發(fā)生凝血功能障礙的概率明顯升高，繼發(fā)死亡和嚴(yán)重并發(fā)癥風(fēng)險也顯著增高。創(chuàng)傷相關(guān)的早期急性凝血病是創(chuàng)傷后機體多因素協(xié)同作用的結(jié)果，包括出血性休克、組織損傷相關(guān)血栓調(diào)節(jié)蛋白上調(diào)、凝血酶-血栓調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物生成以及抗凝和纖溶通路激活等[2]。血管內(nèi)皮在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、凝血功能、氧運輸、血管反應(yīng)和維持血管完整性等方面發(fā)揮著重要作用，輕度和中度損傷所引起的炎癥和神經(jīng)體液應(yīng)激即可導(dǎo)致內(nèi)皮損傷和激活[3]?；趦?nèi)皮在創(chuàng)傷中的重要地位，系統(tǒng)性內(nèi)皮病(systemic endotheliopathy,SE)作為創(chuàng)傷性凝血病(traumatic coagulopathy,TC)進(jìn)展中的一個階段，在2019版《嚴(yán)重創(chuàng)傷出血和凝血障礙管理歐洲指南》中被正式提出，本文就SE在創(chuàng)傷領(lǐng)域的研究進(jìn)展進(jìn)行概述[4]。

1 創(chuàng)傷所致SE相關(guān)概念

內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋于血管和淋巴管的最內(nèi)層并延伸至全身各處，參與調(diào)節(jié)血管收縮變化、血液流動性、血管生成、先天性和獲得性免疫，并在血液循環(huán)和器官組織之間發(fā)揮橋梁作用，調(diào)控大分子和白細(xì)胞的跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運[5-6]。以往研究顯示，內(nèi)皮細(xì)胞作為發(fā)揮病理生理作用的效應(yīng)器官和受損傷的靶器官，在糖尿病、膿毒癥、冠心病和肺動脈高壓等疾病中發(fā)揮重要作用[7-10]。

正常情況下，內(nèi)皮細(xì)胞表面覆蓋的內(nèi)皮糖萼(endothelial glycocalyx,EG)帶有負(fù)電荷，EG層富含乙酰肝素側(cè)鏈并可以與抗凝血酶相互作用發(fā)揮抗凝功能。在急危重癥所導(dǎo)致的休克狀態(tài)下，可以觀察到EG明顯脫落和降解，并伴隨來源于受損內(nèi)皮的天然抗凝因子和促纖溶因子釋放入血，進(jìn)而引發(fā)機體嚴(yán)重低凝狀態(tài)[11]。

創(chuàng)傷導(dǎo)致的出血和組織損傷會引發(fā)休克，而休克所造成的組織灌注不足會進(jìn)一步引起交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)激活、炎癥、EG脫落、血小板激活和功能紊亂、內(nèi)源性肝素化、凝血因子活性降低和纖溶亢進(jìn)等一系列病理生理反應(yīng)，這些反應(yīng)統(tǒng)稱為SE，SE在創(chuàng)傷相關(guān)因素和復(fù)蘇相關(guān)因素影響下會進(jìn)一步發(fā)展為TC[4]。

1.1創(chuàng)傷性內(nèi)皮病(endotheliopathy of trauma,EoT) 越來越多的研究顯示EG在創(chuàng)傷病理生理過程中發(fā)揮著重要作用，創(chuàng)傷和失血性休克后血液循環(huán)中升高的硫酸乙酰肝素、硫酸軟骨素、Syndecan-1(SDC1)和透明質(zhì)酸是EG損傷的標(biāo)志物，EG損傷在急性TC中扮演著重要角色，EG損傷標(biāo)志物的升高與創(chuàng)傷患者低凝狀態(tài)密切相關(guān)[12]。創(chuàng)傷所致的EG(主要是硫酸乙酰肝素和透明質(zhì)酸)脫落會引起內(nèi)皮細(xì)胞激活和損傷加重，全身性低凝狀態(tài)，患者輸液輸血需求量和病死率顯著升高，這類創(chuàng)傷被稱為EoT，EoT的評定標(biāo)準(zhǔn)主要基于血液循環(huán)中EG損傷標(biāo)志物的濃度水平[13]。

1.2休克所致內(nèi)皮病(shock-induced endotheliopathy,SHINE) 休克所導(dǎo)致的交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)過度激活會引發(fā)血液循環(huán)中兒茶酚胺水平的顯著升高，兒茶酚胺會導(dǎo)致EG脫落和內(nèi)皮細(xì)胞間縫隙連接的破壞，隨后組織間壓力增加和微血管血栓形成會引起氧輸送量降低，反過來進(jìn)一步刺激交感腎上腺持續(xù)活化和兒茶酚胺大量釋放，造成休克過程中的惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致器官衰竭[14]。創(chuàng)傷、燒傷和膿毒癥患者的早期基因反應(yīng)相似，這些疾病所導(dǎo)致的休克中，EG和參與凝血過程的細(xì)胞具有相近的臨床表型，機體在休克狀態(tài)下基于內(nèi)皮對各種急危重癥所呈現(xiàn)的綜合臨床表現(xiàn)稱為SHINE[15]。

2 SE病理生理機制

2.1交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)激活 創(chuàng)傷會激活神經(jīng)體液系統(tǒng)，導(dǎo)致兒茶酚胺大量釋放，引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷和EG降解，最終導(dǎo)致SE。研究顯示創(chuàng)傷死亡患者血液循環(huán)中兒茶酚胺水平顯著升高，并與EG降解標(biāo)志物SDC1升高水平獨立相關(guān)，而兒茶酚胺升高水平和EG損傷嚴(yán)重程度，與機體低凝和纖溶狀態(tài)聯(lián)系緊密[16]。對于創(chuàng)傷模型大鼠采用化學(xué)性交感神經(jīng)切除術(shù)，會明顯降低其炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮損傷程度和纖溶程度活性，大鼠血漿兒茶酚胺、SDC1、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、組織型纖溶酶原激活物(tissue plasminogen activator,tPA)和TNF-α水平的升高會明顯被交感神經(jīng)切除術(shù)所抑制[17]。

2.2炎癥 EG可以調(diào)節(jié)白細(xì)胞與血管內(nèi)皮的黏附，進(jìn)而影響局部和全身的炎癥反應(yīng)。創(chuàng)傷會激活中性粒細(xì)胞分泌蛋白酶，并激活組織分泌基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)，引起細(xì)胞表面EG的脫落，使細(xì)胞間黏附分子和選擇素暴露，促進(jìn)白細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附，這種黏附會進(jìn)一步加劇炎癥因子、蛋白水解酶和肝素酶等釋放，最終導(dǎo)致SE的發(fā)生[18]。創(chuàng)傷還會導(dǎo)致?lián)p傷相關(guān)分子模式(damage-associated molecular pattern,DAMP)大量釋放，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)稱為炎癥小體的多蛋白復(fù)合物的組裝，炎癥小體被配體激活后會進(jìn)一步激活Caspase家族成員，促進(jìn)白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)和白細(xì)胞介素-18(IL-18)的成熟和釋放，這一促炎性細(xì)胞死亡過程稱之為焦亡[19]。

2.3EG脫落 EG在多種組織中均有分布，主要包括糖胺聚糖和蛋白聚糖。糖胺聚糖又分為硫酸乙酰肝素、硫酸軟骨素以及透明質(zhì)酸。攜帶硫酸乙酰肝素和硫酸軟骨素側(cè)鏈的SDC1是EG主要構(gòu)成成分，SDC1可以反映EG的損傷程度，血液循環(huán)中SDC1濃度升高的SE患者死亡風(fēng)險明顯增加。EG的脫落在SE的發(fā)生發(fā)展過程中處于重要位置，并與SE其他病理生理反應(yīng)相關(guān)密切。去整合素金屬蛋白酶(a disintegrin and metalloprotease,ADAM)家族和MMP家族都可以對EG進(jìn)行特異性的切割，EG脫落會引起內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接、黏附連接和縫隙連接的松動，導(dǎo)致水和大分子物質(zhì)的滲漏，EG脫落后也能夠以膜泡運輸?shù)姆绞浇閷?dǎo)物質(zhì)跨細(xì)胞轉(zhuǎn)運，從而造成內(nèi)皮細(xì)胞滲透性升高[20]。EG能夠感知循環(huán)血流變化，并通過調(diào)節(jié)NO產(chǎn)生而影響血管張力，而肝素酶Ⅲ可以切割EG，減少NO的產(chǎn)生[21]。

2.4血小板激活和功能紊亂 血小板的正常功能對于形成穩(wěn)定的血凝塊至關(guān)重要。嚴(yán)重SE患者的血小板對于二磷酸腺苷、花生四烯酸的反應(yīng)性明顯降低，血小板聚集到膠原蛋白的速率下降，二次聚集的能力也隨之減弱，導(dǎo)致內(nèi)皮損傷和凝血功能異常程度加重，患者病死率顯著升高。值得注意的是，此時常規(guī)凝血功能檢測血小板數(shù)量可能處于正常范圍內(nèi)，需要借助血栓彈力圖進(jìn)行血小板功能檢測，而基于堿剩余檢測的灌注不足是血小板功能紊亂的獨立危險因素[22]。

2.5內(nèi)源性肝素化 內(nèi)皮細(xì)胞的損傷會引起EG脫落，導(dǎo)致硫酸乙酰肝素和具有肝素活性的相似成分釋放入血，表現(xiàn)為凝血酶原時間(PT)或活化部分凝血活酶時間(APTT)的延長以及血栓彈力圖R時間的延長[23]。

2.6凝血因子活性降低 嚴(yán)重創(chuàng)傷后Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ和Ⅹ等多種凝血因子的活性都會降低，這種降低發(fā)生在液體復(fù)蘇之前，并會導(dǎo)致SE患者預(yù)后不佳[2]。

2.7纖溶亢進(jìn) 組織低氧和缺血會導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞的Weibel-Palade小體釋放tPA，而創(chuàng)傷患者血漿tPA升高會繼發(fā)纖溶亢進(jìn)，血栓彈力圖參數(shù)30min時血凝塊溶解百分比(LY30)可以評估纖溶亢進(jìn)狀態(tài)，嚴(yán)重創(chuàng)傷患者纖溶亢進(jìn)的發(fā)生率雖然明顯低于低凝狀態(tài)，但發(fā)生纖溶亢進(jìn)的患者病死率顯著升高[24]。

3 SE診斷

3.1SDC1測定 EoT的病理特征為EG的脫落，研究認(rèn)為血清SDC1≥40ng/mL可以作為EoT的診斷標(biāo)準(zhǔn)，EoT患者輸液輸血需求量顯著增加，并發(fā)癥發(fā)生率和病死率明顯升高[25]。創(chuàng)傷患者與對照人群相比，新陳代謝特征具有明顯差異。創(chuàng)傷患者血液循環(huán)中SDC1水平顯著升高，病死率也顯著升高，通過檢測SDC1脫落水平，可以區(qū)分創(chuàng)傷嚴(yán)重程度相近患者的內(nèi)皮紊亂情況[26]。

3.2血栓彈力圖檢測 血栓彈力圖是一種即時性凝血功能檢測工具，其主要參數(shù)包括R時間、K時間、Angle角度、最大振幅(MA值)、LY30和凝血綜合指數(shù)(CI值) ，可以分別反映凝血因子、纖維蛋白原和血小板功能，評估纖溶狀態(tài)，對凝血功能作出綜合評價[27]。采用血栓彈力圖可以快速檢測創(chuàng)傷患者的高凝、低凝和纖溶狀態(tài)，評估SE所處病理生理階段，為開展后續(xù)針對性治療提供決策依據(jù)[28]。

3.3舌下微循環(huán)檢查 側(cè)流暗視野儀是一種無創(chuàng)性的微循環(huán)視頻采集分析儀器，可以實現(xiàn)創(chuàng)傷患者舌下微循環(huán)的檢測和評估。研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞損傷和EG脫落會導(dǎo)致創(chuàng)傷后舌下微血管流速異常，密度降低和異質(zhì)性增加，通過定量分析測流暗視野儀相關(guān)參數(shù)指標(biāo)，可以間接反映SE嚴(yán)重程度[29]。

除此之外，血管生成素-2[30]、血漿膠體滲透壓[14]和抗凝血酶Ⅲ[31]也可以間接反映SE病情嚴(yán)重程度。

4 SE治療

當(dāng)前SE患者的治療策略主要包括基于血漿的液體復(fù)蘇治療和基于血栓彈力圖的目標(biāo)導(dǎo)向治療等，新鮮冰凍血漿可以通過減輕EG脫落和促進(jìn)EG重構(gòu)、阻止白細(xì)胞和血小板與血管內(nèi)皮的黏附以及降低血管滲透性等多種途徑發(fā)揮內(nèi)皮保護(hù)功能，減輕SE損傷程度。血栓彈力圖可以用于指導(dǎo)新鮮冰凍血漿、凝血酶原復(fù)合物、冷沉淀、纖維蛋白原、血小板和氨甲環(huán)酸等血液制品和藥物的臨床應(yīng)用[28]。

研究顯示抗凝血酶Ⅲ是一種具有強效抗炎和內(nèi)皮保護(hù)作用的血漿蛋白，在以新鮮冰凍血漿為基礎(chǔ)的液體復(fù)蘇中，抗凝血酶Ⅲ通過促進(jìn)SDC1的表達(dá)保護(hù)其屏障功能，減輕休克患者的內(nèi)皮功能紊亂[31]。氨甲環(huán)酸可以通過緩解蛋白酶所介導(dǎo)的EG脫落，抑制輕中度顱腦損傷患者血液循環(huán)中SDC1和血管緊張素-2水平的升高[32]。多項研究表明血漿在治療創(chuàng)傷所致SE方面具有明顯優(yōu)勢，但血漿治療減輕SE的具體機制仍不明確，而纖維蛋白原是血漿的關(guān)鍵成分之一，研究顯示纖維蛋白原可以通過抑制miR-19b減輕小鼠SE的癥狀[33]。凍干血小板在促凝方面的作用與新鮮血小板相似，可以減輕休克后小鼠肺血管內(nèi)皮的滲透性，在調(diào)節(jié)凝血和治療SE方面可以作為新鮮血小板的替代方案[3]。嚴(yán)重創(chuàng)傷和失血性休克后性別的差異性可能源于雌激素的保護(hù)效果。細(xì)胞實驗顯示使用雌激素治療可以緩解休克對于內(nèi)皮和EG的不利影響，創(chuàng)傷和出血性休克后早期雌激素治療可能是減輕SE損傷的一個有效輔助手段[34]。