肝素诱导的血小板减少症实验室检测与临床诊治研究进展

发布时间:2021-05-03       作者:闪全忠       来源:临床实验室        浏览:2137       收藏: 0

作者:刘畅   闪全忠

【摘要】肝素诱导的血小板减少症(heparin induced thrombocytopenia,HIT)是肝素治疗最严重的非出血性不良反应,也是最主要的药物不良反应之一。由HIT抗体与PF4-肝素复合物结合,从而促进血小板聚集及巨噬细胞吞噬。严重者可出现血栓事件并危及生命。实验室检测包括功能性分析和HIT抗体检测,与验前概率评分结合可有效进行HIT的诊断及排除诊断。目前国内外HIT的流行病学调查报道较少,且发病率存在差异。本文就HIT的流行病学、发病机制、实验室检测和临床诊治做一简要综述。

【关键词】肝素;血小板减少;HIT抗体

肝素是一种分子量为15kDa的粘多糖硫酸脂,最初从肝脏中发现而得名,存在于肝、肺、血管壁及肠粘膜等组织中,主要通过与抗凝血酶Ⅲ(AT-Ⅲ)结合,增强AT-Ⅲ对凝血因子的抑制作用。肝素以其使用方便、生产过程简单、价格低廉等特点,成为临床工作中较常用的抗凝药物。主要用于急性冠脉综合征、介入治疗、心脏外科手术、静脉血栓及外周血管栓塞的治疗、透析和体外循环等。肝素治疗最常见的并发症是出血,非出血并发症包括骨质疏松症、迟发性皮肤过敏反应和肝素诱导的血小板减少症(heparin induced thrombocytopenia,HIT),其中HIT被认为是最严重的非出血性不良反应[1]

HIT分为两种类型:HIT I型和II型。HIT I型,也称为肝素相关血小板减少症(HAT),是对肝素治疗的非免疫介导反应。典型表现为肝素治疗后的前两天血小板轻度减少,不需要停止治疗。HIT II型,也称为肝素诱导的血小板减少症(HIT),是肝素治疗患者的严重并发症,通常在肝素治疗后5~14d发生。表现为更严重的血小板减少或血小板计数下降到基线值的50%以下[2]。HIT I型比II型常见,在肝素治疗后的10-30%的患者中发生[3]。但HIT II型比I型更为严重,在临床怀疑为HIT II型时,必须尽快停用肝素。

一、流行病学

HIT的危险因素可分为患者自身相关因素和药物相关因素。外科患者发生HIT的风险高于内科、产科及儿科。重度创伤患者高于轻度创伤患者。Warkentin等人[4]研究显示,与男性相比,女性发生HIT的风险是男性的两倍。药物相关的危险因素包括使用的肝素类型和治疗时间。发生HIT的概率:牛肺未分级肝素(UFH)>猪粘膜未分级肝素(PMH)>低相对分子质量肝素(LMWH)。一项研究表明,接受UFH的患者比接受低分子肝素的患者发生HIT的可能性高5到10倍[3]。此外,随着肝素的用量以及使用时间的延长,发生HIT的风险增加,且肝素静脉注射>皮下注射。

国外研究显示在3.1~4.4%的健康受试者中可以检测到HIT抗体,心脏手术后的患者中约有27~61%出现,在接受肝素治疗的内科和外科患者中有8~17%出现。据估计,仅有5-30%的肝素抗体患者发展为HIT[5]。英国一项研究在1361名使用低分子量肝素预防关节置换术后血栓的患者中,仅有3.2%的患者术后血小板水平下降,然而并没有病人血小板下降到术前50%以下,从而作者提出在选择性关节置换术人群中HIT的发生率很低,常规进行血小板的术后监测是不必要的。目前国内HIT的流行病学调查报道较少,且国内外报道HIT发病率也存在差异。

二、病因与发病机制

HIT是一种自身免疫性疾病,主要由HIT抗体与血小板因子4(platelet factor 4,PF4)PF4复合物抗原识别所造成,引起血小板计数减少和血栓形成。

1. HIT产生机制:肝素是高度硫酸化的葡胺聚糖,是已知的带负电荷最多的生物分子。PF4是趋化因子CXC家族带正电荷的四聚体,富含赖氨酸和精氨酸,生理情况下PF4存储于血小板的α颗粒中,当受到刺激时便会释放到血液中,附着在血小板、单核细胞、内皮细胞和中性粒细胞表面的黏多糖上(GAGs)。带正电荷的PF4和带负电荷的肝素结合后,构象改变,具有较强的抗原性,B细胞产生PF4-肝素复合物特异性的免疫球蛋白(主要是IgG)。抗体Fab片段与PF4-肝素复合物特异性结合,同时Fc片段与血小板上的FcγRIIa受体结合,从而激活血小板。一方面,巨噬细胞通过抗体的Fc片段的介导被激活,吞噬血小板,血液中的数量减少;另一方面,血小板的活化,引起更多的凝血因子释放,促进血小板的聚集和血栓的形成[5]

虽然在HIT中观察到的血栓形成的高风险传统上归因于PF4-GAG复合物在血小板上的组装,但这些复合物也会在其他细胞类型的表面形成。Kandace等人[6]通过建立微流体系统和HIT小鼠模型研究发现,HIT抗体增加了中性粒细胞对静脉内皮的粘附,使血栓变得紧密。

正常生理状态下,具有免疫原性的PF4复合物是存在的。此时,免疫系统能通过B细胞的免疫无能性状态建立起对此类自身抗原的耐受性,从而防止自身性抗体的产生。Kuehn等[7]通过实验证实了存在对肝素PF4复合物特异性免疫无应答的B细胞,位于B细胞信号转导通路下游的蛋白激酶Cδ( PKCδ) 在B细胞产生免疫应答耐受过程中起着关键作用。

2. 血小板减少机制:尽管有很多关于HIT的触发因素和致病机制的研究,但是HIT引起血小板减少的原因并没有深入研究。存在三种可能:一是低血小板计数是由脾脏中血小板清除引起的;二是血小板在血栓形成中存在消耗;第三种可能的解释是通过微泡形成的血小板解体,但这一机制是否与低血小板计数有关尚不清楚。最近Mordakhanova等人[8]使用流式细胞术、荧光分析法和Western blot分析来研究含PF4的HIT-like病原免疫复合物对经凝胶过滤分离的人血小板的直接影响,结果表明,HIT-like免疫复合物作用下的血小板活化伴随着复杂的凋亡通路,这也可能是血小板计数低的原因。

3. HIT与细菌感染:由PF4与带负电荷的多糖分子所形成的复合物在结构上有一定的相似性,因此针对此类复合物的特异性抗体存在交叉反应,即此类抗体能识别PF4与带负电荷形成的一类复合物并特异性结合。因此在接受肝素治疗前有过细菌感染史的患者,在接受肝素注射后可增加HIT的发生率。2011年,Kraue等[9]证实机体受到细菌感染时,PF4与细菌表面的多糖分子通过异性电荷相互作用结合,诱导机体免疫应答,产生针对PF4-肝素复合物的特异性抗体。Grigorian等[10]对外科创伤患者进行研究,发现其中的HIT患者院内细菌感染的几率更高(OR=23.36,P<0.001),主要为尿路感染和肺炎,最常见的感染微生物是链球菌(6/33)。

Khandelwal等人[11]的研究发现,暴露前血浆IgM水平可能是致敏风险和HIT可能发展的一个稳定的生物标志物。这些研究为肝素诱导的血小板减少免疫反应的进化提供了新的见解。

三、临床诊断

HIT的诊断主要依靠临床症状标准和实验室检查结果,HIT抗体检测作为支持诊断。临床表现主要为血小板减少,伴或不伴血栓形成。临床诊断症状标准:第一,治疗前血小板计数正常(>100×109/L);第二,治疗过程中血小板计数进行性降低(<60×109/L)或血小板计数减少至治疗前50%以下;第三,排除其他原因所致的血小板减少;第四,停用肝素后,血小板可恢复正常或逐渐上升。据我国学者提出接受肝素治疗的患者发生HIT相关的临床事件和患者检测出HIT抗体即可确诊。需与其他可导致血小板计数降低和血栓的事件相鉴别,如HIT I型、大量肺栓塞、弥散性静脉凝血(DIC)和脓毒症等。

1. 4Ts评分系统:临床评估在HIT的诊断中起着必不可少的作用,基于以下两点原因:第一,HIT确诊的实验室结果普遍延后,而临床决策必须及时准确。第二,单独的HIT抗体频繁出现而无HIT诊断。目前临床上最常用的评分系统是4Ts评分系统,它是2004年由Warkentin设计。根据四个考虑因素命名的:血小板计数下降百分比、血小板减少的时间(与肝素暴露有关)、血栓形成(或其他并发症)和其他可能导致血小板减少的原因。各因子分值为0~2分。0~3分为低风险,4~5分为中风险,6~8分为高风险,高风险组发展为HIT的危险性概率大于80%。

一项研究在一家三级医院中回顾了118名接受过PF4 ELISA检测的患者的数据库,并计算了他们的4Ts评分。结果显示4Ts评分具有较高的阴性预测值,但是阳性预测值较低[12]

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2. HEP评分系统:为提高4Ts评分系统特异性和阳性预测值,Piednoir等26位专家设计了HIT专家评分系统(HIT Expert Probability,HEP)。在这个系统里,对与HIT诊断相关的8个临床特征做评分,每个临床特征赋值范围为-3~+3,相加后得出HEP评分。这8个临床特征包括:血小板计数下降幅度、血小板下降相距时间、最低血小板计数、血栓形成、皮肤坏死、急性全身性反应、出血和血小板减少的其他原因。

Pishko等人[13]在310名疑似HIT患者的前瞻性队列中,比较了HEP评分与4Ts评分的诊断准确性。结果表明,无论是4Ts评分或HEP评分可用于临床实践,在ICU患者和经验较少的临床医生中,HEP评分可能更可取,然而由于其系统的复杂和繁琐限制了使用。

四、实验室检测

HIT实验室检测可分为血小板功能分析试验和HIT抗体检测。功能分析试验包括:5-羟色胺释放试验(serotonim release assay,SRA)、肝素诱导的血小板活化试验(heparin induced platelet activation assay,HIPA)、血浆透射光聚集试验、全血电阻聚集试验、HIT抗体相关的血小板粘附试验以及流式细胞检测等。抗体检测包括ELISA、免疫比浊法(latex immunoturbidimetric assay,LIA)、化学发光法、侧流免疫分析和凝胶微粒免疫法[14]。免疫分析具有非常好的阴性预测值和敏感性,但特异性和阳性预测值较低,因为它们能检测到病原性和非病原性HIT抗体。相比之下,功能测定更具体,因为它们可以评估患者HIT抗体激活血小板的肝素依赖能力[15]。下面对三种常见方法进行介绍。

1. 5-羟色胺释放试验(SRA):SAR是利用洗涤过的正常血小板与经放射性同位素如14C标记的5-羟色胺共同孵育,5-羟色胺可与代谢旺盛的血小板结合并储存于血小板内的致密颗粒中。将该血小板悬液与患者血清或血浆一起孵育一段时间后,测定上清液中的放射量并计算百分比。该方法具有高度灵敏性和特异性,是诊断HIT的“金标准”[15]。但由于检测过程复杂,成本高耗时长,有一定放射性,所以并不被作为实验室常规检测,主要用于研究。近年来,有人提出了SRA阴性HIT的概念,具体机制还有待进一步研究[16]

2. 肝素诱导的血小板活化试验(HIPA):3个健康志愿者捐赠的富血小板血浆与患者血浆以及肝素一起孵育,并以磁珠进行搅拌混匀,根据一定时间后反应杯中浊度变化判断结果。HIPA敏感性与特异性和SRA相似,都被视为诊断HIT的金标准。

3. 酶联免疫吸附测定(ELISA)和免疫比浊法(LIA):ELISA是利用高灵敏度的抗原测定HIT抗体,是公认的HIT筛查手段。免疫比浊法是通过包被有抗PF4-肝素单克隆抗体的乳胶颗粒悬液与患者血浆以及含有人PF4-PVS的试剂发生竞争性凝集反应,浊度变化与抗体含量相关。Refaai等[17]在2013年3月至2015年6月间进行了多中心研究,收集疑似HIT患者(n=632)的血浆样本,并进行LIA、ELISA和SRA检测,结果显示LIA的结果与ELISA和SRA的结果是相似的,但是全自动检测分析周期短,极大地促进了HIT的管理。

五、临床治疗

参考2017年中国专家共识以及国外的相应治疗指南,治疗原则为:当患者被高度疑似或确诊为HIT患者,立即停止接触任何肝素及其类似物抗凝剂(如LMWH),其中包括肝素封管,改用直接抗凝药或其他抗凝药抗凝,在血小板恢复正常或接近正常后,过渡给予口服抗凝药。目前推荐的替代抗凝药为:阿加曲班、比伐卢定、磺达肝葵钠、新型口服抗凝药和华法林[18]。HIT初始抗凝治疗药物主要是胃肠外给药,如比伐卢定、阿加曲班和黄达肝癸钠。维持治疗主要以华法林替代,孕妇等个别情况可使用磺达肝癸钠。在2017年的专家共识中也给出了各药应用的具体剂量。

六、总结

HIT在临床上较为少见,在临床工作中并不作为常规筛查项目,但危害极大,会造成血小板减少及血栓形成,具有很高的致残率和病死率,这也对临床医生及时准确识别HIT患者提出了更高的要求。HIT发生机制主要是HIT抗体与PF4-肝素复合物结合,具体机制尚不完全明确,对HIT机制的进一步研究有助于对血栓形成进行靶向治疗。在临床上,HIT诊断需要结合评分系统和实验室检测,及时有效地对HIT作出诊断和治疗是十分重要的。


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