新型冠狀病毒肺炎患者血小板參數(shù)特征及其生理病理意義*

閆瑞振，張靜會，田瑞麗，魏志斌，毛索南措，岳福仁，宗曉龍（.天津市寶坻區(qū)人民醫(yī)院檢驗科，天津30800；2.天津醫(yī)科大學臨床醫(yī)學院，天津300270；3.天津醫(yī)科大學第二醫(yī)院檢驗科，天津30020；4.天津市心血管病離子與分子機能重點實驗室，天津30020）

新型冠狀病毒肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）疫情暴發(fā)以來，相關(guān)研究進展迅速，但其致病機理尚未完全闡明。當前普遍認為，炎癥與血栓交互作用是驅(qū)動COVID-19進展加重的關(guān)鍵病理機制［1-3］，尸檢發(fā)現(xiàn)免疫細胞浸潤和微血栓形成是受損肺組織的典型病理特征［4］。血小板是源自巨核細胞的無核細胞碎片，其在生理止血、血管新生、組織修復和免疫調(diào)節(jié)等方面發(fā)揮重要作用［5］。越來越多的證據(jù)顯示，血小板能夠通過多種機制參與COVID-19的發(fā)生發(fā)展，實驗室血小板參數(shù)對COVID-19分級診斷和預后評估表現(xiàn)出潛在價值。本文對COVID-19患者血小板參數(shù)特征進行綜述，并探討其可能的病理生理意義和潛在的治療價值。

1 血小板與SARS-COV-2感染

血小板來源于巨核細胞，其體積微?。?～5μm），無細胞核，循環(huán)血小板游走于血管內(nèi)皮表面，主要發(fā)揮生理止血功能。諸多研究表明，血小板同時具有免疫調(diào)節(jié)功能，其直接或間接地參與機體對病原微生物的免疫應(yīng)答過程［6］。病毒感染常伴隨血小板減少和出血傾向，在血小板內(nèi)已經(jīng)檢測到流感病毒、登革熱病毒、HIV、肝炎病毒，可見血小板與多種病毒存在相互作用［7］。

COVID-19的致病病原體為嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-COV-2），SARS-COV-2屬β冠狀病毒屬，是蛋白質(zhì)包裹的單鏈RNA病毒。截止目前，有兩項研究報道在部分患者的血小板胞漿內(nèi)檢測到SARS-COV-2病毒［8-9］。Manne等［9］在2例新冠肺炎患者的血小板中檢測到SARS-COV-2病毒N1基因的轉(zhuǎn)錄表達，Zaid等［8］在11例COVID-19患者（包括9例輕癥、2例重癥）離體血小板中檢測到SARS-COV-2病毒RNA（檢測靶點為E基因）。但Bury等［10］提取24例COVID-19患者的血小板，并未檢測到SARS-COV-2病毒RNA?？梢?，SARS-COV-2感染血液系統(tǒng)并不是COVID-19的普遍事件。

血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（angiotensin-converting enzyme 2，ACE2）是SARS-COV-2進入宿主細胞的功能受體，Zhang等［11］通過RT-PCR和Western blot實驗在血小板和巨核細胞中檢測到ACE2及跨膜絲氨酸蛋白酶2（transmembrane serine protease 2，TMPRSS2）表達，進一步功能實驗表明血小板能感受SARS-COV-2刺激，經(jīng)ACE2下游MAPK通路發(fā)生活化。但同類研究［9-10］未檢測到血小板有ACE2 mRNA和相應(yīng)蛋白質(zhì)表達，一項多組學研究［12］結(jié)果顯示，所有血細胞群中ACE2 mRNA含量均低于檢測下限。總之，SARS-COV-2能否直接感染血小板，以及其進入血小板的機制和可能的病理生理作用仍有待進一步研究。

2 血小板參數(shù)與COVID-19的關(guān)聯(lián)

2.1 血小板計數(shù) 血小板計數(shù)減少（thrombocytopenia，TCP）是病毒感染的常見現(xiàn)象，一項納入24項研究包括5 637例患者的薈萃分析顯示，住院COVID-19患者TCP發(fā)生率為12.4%（95%CI：7.9%～17.7%），且TCP與COVID-19嚴重程度和預后相關(guān)（OR＝3.49；95%CI：1.57～7.78）［13］。多因素研究提示，TCP是COVID-19進展加重的獨立危險因素［14］。國內(nèi)學者［15］提出，病毒性膿毒癥可能是嚴重COVID-19的主要病理機制。TCP與膿毒癥不良結(jié)局密切相關(guān)，進行性血小板減少與膿毒癥28天預后密切相關(guān)［16］。與之類似，Chen等［17］對271例COVID-19患者回顧研究發(fā)現(xiàn)，遲發(fā)性血小板減少（出現(xiàn)癥狀14 d后PLT＜125×109／L）與較長的住院時間和較高的死亡率相關(guān)。

COVID-19并發(fā)TCP的機制可能是多元的。首先，重癥COVID-19患者表現(xiàn)為高炎癥、高凝狀態(tài)，因此TCP可能首先歸因于血小板消耗過多。其次，病毒感染會導致巨核細胞凋亡，盡管目前沒有確鑿證據(jù)證實SARS-COV-2會感染造血系統(tǒng)，但小樣本量研究發(fā)現(xiàn)COVID-19患者骨髓巨核細胞成熟障礙，產(chǎn)板型巨核細胞減少，類似于特發(fā)性血小板減少（idiopathic thrombocytopenic purpura，ITP）的骨髓象［17］。有意思的是，一系列病例報道提出COVID-19與ITP發(fā)病或復發(fā)存在關(guān)聯(lián)［13］，提示TCP也可能歸因于抗病毒抗體與造血細胞或血小板的交叉反應(yīng)。以上研究提示，COVID-19繼發(fā)TCP時，臨床應(yīng)給予重視并考慮血小板減少程度和動態(tài)變化，同時應(yīng)進行必要的鑒別診斷，以啟動針對性治療。

2.2 血小板反應(yīng)性 血小板減少、凝血酶原時間延長、D－二聚體升高是嚴重COVID-19的實驗室參數(shù)特征，提示重癥患者處于高凝狀態(tài)［18］。研究發(fā)現(xiàn)，COVID-19患者血小板活性水平上調(diào)，血小板活化標志物CD62P、CD63表達上調(diào)，血漿血栓素B2（thromboxane B2，TxB2）、可溶性CD40L（soluble CD40 ligand，sCD40L）水平升高，重癥病例氣管抽吸物血小板4因子（platelet factor 4，PF4）含量升高［19-22］。與上述研究結(jié)果一致，蛋白質(zhì)組學和RNA測序結(jié)果也支持COVID-19時血小板高反應(yīng)性［12，23］。平均血小板體積（mean platelet volume，MPV）是血液常規(guī)參數(shù)，可作為血小板活化的替代標志物，大血小板含有更多的致密顆粒、能夠釋放更多的血栓素A2，具有更強的促凝活性［24］。研究顯示，MPV與COVID-19合并血栓事件和死亡率相關(guān)［22］。需要指出，當前實驗室間MPV檢測結(jié)果可比性仍不明確，一定程度限制了該指標在臨床的推廣應(yīng)用。

血小板－白細胞聚集物（platelet-leukocyte aggregates，PLAs）是血小板活化的標志物，換言之，血小板活化后一個重要結(jié)果是在粘附分子介導下與中性粒細胞或單核細胞接觸聚集。研究顯示，活化血小板能夠誘導中性粒細胞形成中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)（netrophil extracellular nets，NETs），后者被發(fā)現(xiàn)是COVID-19患者血栓的主要組成成份［2］。組織因子（tissue factor，TF）是外源凝血途徑的啟動因子，TF大量釋放是彌散性血管內(nèi)凝血（disseminated intravascular coagulation，DIC）的關(guān)鍵病理機制［25］。Hottz等［26］研究發(fā)現(xiàn)，重癥COVID-19患者血小板－單核細胞聚集物水平上調(diào)，且與單核細胞TF表達量呈正相關(guān)，離體實驗證實COVID-19患者血小板能夠經(jīng)P選擇素和αⅡb／β3信號通路誘導單核細胞TF表達上調(diào)。隨著越來越多的證據(jù)支持血小板高反應(yīng)性與COVID-19的關(guān)聯(lián)，抗血小板治療有望成為COVID-19的輔助治療手段。

2.3 血小板微粒 除細胞間直接接觸外，血小板與免疫細胞通訊的另一種重要方式是釋放血小板微粒（platelet microparticles，PMPs）。PMPs含有大量源自親代血小板的炎癥介質(zhì)，包括IL-1β以及熱休克蛋白（heat shock proteins，HSP）、高遷移速率族蛋白（high mobility group box 1，HMGB-1）等損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular patterns，DAMPs）分子［6］。Zaid等［8］研究發(fā)現(xiàn)，COVID-19患者血漿PMPs數(shù)量顯著高于健康對照，提示病毒感染伴隨血小板活化和PMPs釋放。然而，該研究同時發(fā)現(xiàn)重癥患者PMPs水平顯著低于輕癥人群。這一方面可能歸因于重癥組血小板計數(shù)較低，另一方面作者發(fā)現(xiàn)PMPs水平與炎癥指標CRP呈負相關(guān)，提示炎癥環(huán)境下組織器官對PMPs“截獲”增多。與之類似，來自膿毒癥的研究發(fā)現(xiàn)，死亡病例PMPs水平顯著低于生存組［27］，膿毒癥休克患者通常伴隨血小板計數(shù)和功能的雙重耗竭［28］。

炎癥會導致血小板數(shù)量和功能波動，而新生血小板代償性加速釋放能夠維持機體血小板數(shù)量和功能穩(wěn)態(tài)，這也能夠解釋一些早期橫斷面研究觀察到重癥COVID-19患者炎癥指標和血小板數(shù)量同步升高［29-30］，而一些表現(xiàn)為炎癥持續(xù)放大、宿主反應(yīng)失調(diào)的COVID-19死亡病例通常伴隨進行性血小板減低［31］。炎癥誘導血小板新生的經(jīng)典通路為IL-6／MPO信號軸［32］，新近研究［33］發(fā)現(xiàn)，在炎癥環(huán)境下，PMPs能夠滲入骨髓，誘導巨核細胞發(fā)育和血小板生成。因此，重度感染繼發(fā)血小板減少，可能既是PMPs減少的原因也是PMPs減少的結(jié)果。此外，PMPs對損傷組織具有天然歸巢能力，因此成為靶向給藥的候選載體。Li等［34］用裝配有抗IL-1β中和抗體的PMPs治療急性心肌梗死，發(fā)現(xiàn)PMPs能夠靶向小鼠心臟損傷部位，保護心肌細胞，該策略對肺損傷是否有效值得進一步研究。

2.4 巨核細胞 巨核細胞是由造血干細胞分化而來的產(chǎn)血小板細胞，其胞體巨大，每個巨核細胞可產(chǎn)生約2 000個血小板。2017年Lefran?ais等［35］應(yīng)用活體熒光成像技術(shù)在小鼠肺臟微血管中觀測到大量巨核細胞，這些細胞在肺血管中游走并釋放血小板，肺部產(chǎn)生的血小板約占全身血小板的50%。既往研究顯示，肺部疾病，包括肺癌［36］和彌漫性肺損傷［37］與肺組織巨核細胞增多存在關(guān)聯(lián)。進行性肺損傷導致呼吸衰竭是COVID-19的主要死因，尸檢發(fā)現(xiàn)COVID-19病例肺組織巨核細胞數(shù)量可增多至10倍以上［38］。

巨核細胞胞漿釋放血小板后，僅殘留一細胞核，稱為裸核型巨核細胞。Roncati等［39］發(fā)現(xiàn)，COVID-19患者肺部和骨髓裸核型巨核細胞增多，提示巨核細胞發(fā)育和血小板生成加速。單細胞轉(zhuǎn)錄組學研究［12］對此提供了進一步的證據(jù)，該研究發(fā)現(xiàn)在COVID-19病程中，循環(huán)巨核細胞比例顯著升高且與炎癥水平正相關(guān)。此外，巨核細胞干擾素受體基因IFITM3、IFI27和IFITM2在炎癥期表達上調(diào)，提示巨核細胞能夠響應(yīng)干擾素介導的抗病毒反應(yīng)，具有IFITM3純合子突變個體的巨核細胞更容易受登革熱病毒感染［40］。

綜合上述證據(jù)，COVID-19患者肺組織及循環(huán)巨核細胞增多可能是炎癥刺激下的一種免疫反應(yīng)，而這種反應(yīng)失調(diào)導致大量新生血小板釋放至內(nèi)皮損傷部位，進而導致血栓形成。巨核細胞可能在COVID-19發(fā)病機制中扮演重要角色，但當前尚缺乏便捷的方法用于巨核細胞的常規(guī)檢測，實驗技術(shù)的開發(fā)對該領(lǐng)域進步至關(guān)重要。

3 小結(jié)與展望

巨核細胞和血小板的免疫細胞屬性日趨明確，二者在COVID-19病理進程中反應(yīng)失調(diào)會表征為血小板參數(shù)的異常變化。本文梳理了血小板相關(guān)參數(shù)與COVID-19疾病的關(guān)聯(lián)，探討其生物學原理和潛在的臨床應(yīng)用方向（見表1）。需要指出，文中所列舉參數(shù)除PLT、MPV和PLR外，多數(shù)在醫(yī)學實驗室尚未常規(guī)開展，因此，引證證據(jù)多來源于小樣本探索性研究。這些參數(shù)在臨床應(yīng)用之前，仍需獲得高質(zhì)量證據(jù)的進一步支持。從檢測技術(shù)角度來看，盡管流式細胞術(shù)、測序技術(shù)和蛋白質(zhì)組學技術(shù)已相當成熟，但其檢測成本較高不適合用于常規(guī)檢測，而基于ELISA或免疫磁珠技術(shù)檢測血小板分泌蛋白可能具有更大的開發(fā)應(yīng)用前景。

表1 血小板參數(shù)與COVID-19的關(guān)聯(lián)及潛在應(yīng)用方向