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  • 發布時間:2021-04-28 16:31 原文鏈接: 血小板微粒及其臨床應用

       血小板微粒(Platelet Microparticle, PMP)是血小板在活化過程中釋放的一種超微膜性囊泡。其直徑小于0.5μm,不能用普通顯微鏡觀察到其形態,不能用包括血小板計數儀在內的常規檢測血小板的方法來檢測。血小板微粒膜上攜帶有靜息狀態下血小板膜上的多數成分,也攜帶活化血小板膜上的標記物(如CD62p等)。它具有很強的促凝活性,也有一定的抗凝活性,在人體血栓與止血過程中發揮重要作用。

      早在20世紀40年代人們就認識到血小板在凝血過程中的作用,因為乏血小板血漿的凝固時間要比富血小板血漿長很多[1]。但是,人們發現,往富血小板血漿中加入乏血小板血漿,可大大縮短其凝固時間;往乏血小板血漿中加入血清,其凝固時間甚至比富血小板血漿的凝固時間短[2]。1967年,Wolf首先發現并描述了血小板微粒,并對上述現象進行了解釋:乏血小板血漿和血清中均存在血小板微粒,它具有很強的促凝活性[3]。后來,人們對血小板微粒的結構、形成、功能、檢測方法及與臨床疾病的關系進行了廣泛的研究,現綜述如下文。

    一、血小板微粒的結構及生理特性

      用電鏡對血小板微粒進行研究,發現血小板微粒大小不等,其直徑可小到0.02μm,但一般不大于0.5μm。靜息狀態下的血小板膜上表達的40多種糖蛋白,大多可在血小板微粒膜上表達;血小板膜上的許多活化標記物,如CD62p、CD63、暴露纖維蛋白原結合位點的GPⅡb/Ⅲa,也可在血小板微粒膜上表達[4,5,6]。但是,不同激活劑誘導形成的血小板微粒,膜上表達的糖蛋白有可能不同[7]。例如,大多數誘導劑誘導形成的血小板微粒膜上均表達有α顆粒釋放物,但dibucain誘導形成的血小板微粒膜上不表達。

      人們研究發現,凝血酶和膠原激活血小板,其表達出的血小板激活因子(Platelet activating factor, PAF)活性源自血小板微粒[8],而其它激活途徑下的血小板釋放的血小板激活因子也大部分與血小板微粒相關,所以血小板微粒具有很強的促凝活性,尤其是帶β淀粉樣前體蛋白的血小板微粒[9]。由于血小板激活因子在血栓、血小板減少癥、炎癥和過敏反應中起著重要作用,血小板激活因子受體拮抗劑有望成為新一代的抗血小板藥物,所以血小板微粒對于抗血小板治療研究具有重要價值。

      血小板微粒不僅具有促凝活性,也參與人體的抗凝過程。Tans等研究證實,血小板微粒有促進活化蛋白C滅活活化Ⅴ因子的作用[10]。他們觀察到,加入ADP或腎上腺素,活化蛋白C滅活活化Ⅴ因子的速度可加快4倍,加入凝血酶可加快11倍,加入膠原可加快29倍,加入A23187可加快60倍,而這種加速作用25%源自血小板微粒。Bode等人研究證實,血小板微粒可加強肝素的抗凝作用[11]。所以,不能簡單地認為血小板微粒是一種血小板激活因子樣的磷脂結構。人體內的血小板微粒不僅大小各異,形態結構不同,而且在生理特性上也有一定的差別,例如,并不是所有的血小板微粒都有促凝活性或抗凝活性,不同的血小板微粒促凝活性、抗凝活性不同。

      另外,血小板微粒也參與細胞間的相互作用。Jy等人在研究白細胞與血小板相互作用時發現,血小板微粒可與中性粒細胞結合,并可在兩個中性粒細胞之間充當連接體,使中性粒細胞連接成串珠狀[12]。后來人們發現,血小板微粒可促進單核細胞與內皮細胞相互作用,刺激單核細胞分泌粘附分子 [13]。

    二、血小板微粒的形成

      研究證實,活化是血小板產生微粒的必需條件而非充分條件。體外研究血小板微粒的產生,必須先通過各種途徑激活血小板。激活途徑包括常規的血小板激活劑(腎上腺素、凝血酶、ADP、膠原、A23187等)、纖溶酶、補體C、抗血小板抗體、高剪切力等。當然,血小板微粒的形成是一個十分復雜的過程,其具體機理并不明確。

      早在70年代,有學者用透射電鏡觀察到,相互粘附的血小板或被膠原激活的血小板形成偽足并釋放出血小板微粒[14]。1982年,George等人發現,往血漿中加入凝血酶,產生大量的細胞微粒,他們用免疫電泳的方法證實這些微粒源自血小板,并用透射電鏡觀察到它們大小不等;他們還發現血清中血小板微粒的濃度大致是血漿中的10倍,這提示,凝血過程中伴隨著大量血小板微粒的產生[15]。現已證實,大多數血小板激活劑,如腎上腺素、凝血酶、ADP、膠原、A23187等,均可誘發血小板微粒的形成,但它們誘導的效力不同[7,16,17]:腎上腺素<ADP<凝血酶<膠原<凝血酶+膠原<A23187。不同的激活劑誘導產生的血小板微粒明顯不同,即使它們都處于飽和濃度下。激活劑誘導血小板微粒的形成,不是一種“全或無”的劑量依賴現象,各種誘導劑的作用可以協同[18]。一種弱的誘導劑和另一種強誘導劑聯合作用,大于兩者單獨作用之和,如ADP可大大增強C3a的作用[19]。所以,某些因素可能使血小板處于一種“激活前狀態”,但如果再受到另一激活因素,即使是一種相對較弱的激活因素,血小板就可能很快被激活,誘發人體血栓的形成。從這一角度而言,研究血小板的“激活前狀態”對于血栓性疾病的防治具有非常重要的意義。

      補體C是人體免疫系統的一個重要組成成分,但它與凝血系統、止血系統有密切聯系。研究證實,在某些疾病中,補體C活化是血小板微粒形成增多的主要原因。在八十年代,人們研究發現補體C3a可直接導致血小板的活化,且與ADP有協同作用[19],這也證實,血小板膜上存在補體C3a的特異性受體。在血栓性血小板減少性紫癜病人中,血小板與補體C3a結合大多與抗血小板抗體的存在有關。

    1986年,Wiedmer等人用A23187、C5b-9在存在鈣離子的情況下激活血小板,血小板釋放出的微粒有豐富的凝血酶原激活物結合位點,這表明微粒具有很強的促凝活性[20,21]。他們還發現來自血小板α顆粒的活化Ⅴ因子,多半結合在血小板微粒膜上,因此,用C5b-9處理血小板所產生的微粒,促凝作用部分源自其活化Ⅴ因子的結合位點,因活化Ⅴ因子是凝血酶原激活物復合物的重要組成部分,故微粒可提供豐富的凝血酶原激活物結合位點。1991年他們進一步研究發現,用C5b-9處理血小板所產生的微粒上存在Ⅷ因子的結合位點[22]。他們還發現這種血小板微粒表面結合了大量的C5b-9,表達有豐富的GPⅠb、GMP140、GPⅡb/Ⅲa,但血小板微粒表面不表達活化的GPⅡb/Ⅲa(其上有纖維蛋白原結合位點),雖然活化的血小板膜上表達[23]。他們還證實,用C5b-9激活血小板產生微粒需要鈣離子參與[24]。

      在正常的人體血循環中,血小板受到不同的剪切力的作用,從七十年代開始,人們也對剪切力對血小板的作用進行了廣泛的研究[25,26]。人們用各種方法對血流形成剪切力,以觀察血小板的活化情況,結果發現,剪切力作用下,血小板形成微粒的數量增加。剪切力作用下的血小板微粒形成,機制十分復雜,有多種血栓與止血因素參與,可能還與補體C的活化有關[27,28]。

    三、血小板微粒的檢測

      從血小板微粒被發現至今,對血小板微粒的分析大致包括三個方面:血小板微粒的計數和定量、血小板微粒的相關功能活性分析(如促凝活性)、探討血小板微粒可能存在的功能活性。下面介紹常見的血小板微粒分析—血小板微粒的計數和定量。

    1. 測定無機磷的方法

      許多早期的學者,通過測定含血小板微粒懸液中無機磷的含量,來推算磷脂的量,進而推算出血小板微粒的量。其采用的公式為:

    1mmol 磷=1mmol 磷脂=774mg磷脂≈70%的血小板脂類[29]

      這種方法非常不準確,而且十分繁瑣,僅用于比較純的血小板微粒懸液或者經反復洗滌后凝膠過濾的血小板懸液,否則其它細胞表面的磷脂將干擾其測定。

    2. 使用放免標記的單抗的方法[30]

      采用這種方法,一般要先將乏血小板血漿或血清超高速離心,并用緩沖液洗滌沉淀,然后用125I標記的抗微粒膜上相關蛋白(如GPⅠb、GPⅡb等)的抗體與微粒結合,再經洗滌,然后測定沉淀物的放射性,以推算血小板微粒的量。這種方法也比較繁瑣,且有放射性污染物的產生,現在也較少使用。

    3. 流式細胞儀的方法

      流式細胞儀是研究血小板微粒的有力工具,可以說,近三十年來,正是由于流式細胞儀的使用,人們才對血小板微粒有了深入而廣泛的認識。應用流式細胞儀分析血小板微粒,不僅操作簡單,且可對其表達的蛋白進行準確的測定。

      早期應用流式細胞儀分析血小板微粒,多采用大功率激光測定前向角(反應微粒大小)的方法[31],這種方法較為粗糙,存在紅細胞、白細胞源性微粒的干擾,但在正常健康人和血栓疾病患者血中血小板源性微粒占絕大多數(在90%以上),所以這種方法在當時也是較準確的。后來由于免疫學和熒光標記技術的發展,人們制備了針對血小板膜糖蛋白的熒光標記抗體,如FITC標記的抗GPⅡb/Ⅲa (CD41a)單抗,并把它們應用到流式細胞儀測定血小板微粒上,排除了紅細胞、白細胞源性微粒的干擾,大大提高了血小板微粒分析的準確性[32,33]。

      現在的流式細胞儀激光功率雖已大為下降,它們還可以對大多數細胞進行分析,但使用這種流式細胞儀分析體積很小的血小板微粒,僅測量前向角是不夠的。實驗證實,如果僅用測定前向角的方法來測量血小板微粒,80%的血小板微粒將被遺漏。使用熒光標記的單克隆抗體就可彌補這一缺陷,它可以達到與大激光功率流式細胞儀一樣的測定效果。以熒光標記的單克隆抗體分析血小板微粒的方法現已被廣泛使用,使用的熒光素包括FITC、PE,使用的抗體包括抗CD41、抗CD42、抗CD61、抗CD62p等。

      血小板微粒分析的另一個重要方面就是其絕對計數。如果對流式細胞儀的進樣進行嚴格規定,如一定的時間、一定的速度,我們就可以對所分析樣本中的血小板微粒進行準確的定量。另外,在測定樣本中加入一定量的紅細胞或其它微球,也可以用流式細胞儀對樣本中的血小板微粒進行定量[34,35,36]。當然應用上述計數進行血小板微粒的絕對計數存在較大的室間差異,影響因素包括離心速度、熒光標記單抗、測定方法、血小板的激活途徑等。

    四、血小板微粒與臨床疾病的關系

      研究證實,血小板微粒在人體血栓與止血過程中起著重要作用,它與血栓與止血性疾病的發生、發展及預后、防治必然有密切的關系。臨床上,人體血小板微粒數量上的變化,表現為減少和增多。血小板微粒減少,人體凝血功能缺陷;血小板微粒增多,導致人體高凝狀態。

    1. 血小板微粒減少

      血小板微粒減少主要見于Scott綜合征和Castaman缺陷。Scott綜合征是一種罕見的出血性疾病,其血小板微粒形成障礙[17]。研究證實,所有的血小板激活劑均不能誘導其血小板微粒的形成,且伴有活化Ⅴ因子受體數量和功能上的缺陷。同時其紅細胞也存在形成紅細胞微粒的障礙[37]。Castaman缺陷是一種出血性疾病,出血時間延長,血小板微粒形成能力低下,同樣的血小板激活劑,其形成量是正常人的18~25%[38]。它和Scott綜合征不同,其凝血酶原活酶活性正常。雖然它同Scott綜合征一樣,血清中存在大量的凝血酶原,但加入磷脂后,其凝血酶原消耗實驗可糾正。

    2. 血小板微粒增多

      人們首先報道血小板微粒增多的病例是免疫性血小板減少性紫癜[39]。1975年,有人用透射電鏡在這類病人中發現了血小板微粒和紅細胞微粒[40],1991年有人用流式細胞儀對病人的血小板微粒進行了測定[40],1992年免疫性血小板減少性紫癜病人血小板微粒增多這一現象獲得了學術界的認可。我們知道血小板數量的多少有時并不能預示出血發生的幾率,有些病人血小板多可能出血,有些病人血小板少不出血甚至有血栓形成的危險,這其中可能血小板微粒起作用的原因,然而,免疫性血小板減少性紫癜又是這一方面的特例,因為其血小板微粒增多卻有出血傾向。免疫性血小板減少性紫癜病人血小板微粒增多的原因有待進一步探討。

      發生于小血管的短暫性缺血患者,血小板微粒明顯升高。Lee等人曾對小血管腦中風和大血管腦中風患者的血小板微粒進行比較研究,發現小血管腦中風患者的血小板微粒濃度明顯高于大血管腦中風患者,血小板微粒升高與小血管性腦中風明顯相關[32]。

      其它與血小板微粒升高相關的疾病還有:體外循環的患者、急性冠脈綜合征、血中存在抗磷脂抗體的病人、藥物誘發的血小板減少性紫癜、血栓性血小板減少性紫癜等。

      活化血小板釋放大量的微粒是它增加磷脂表面的一種有效方式,以便激活和集結促凝因子和抗凝因子,加速血小板活化局部的止血與血栓過程。血小板微粒在正常和病理止血過程中起著重要作用,廣泛參與血栓形成、抗凝、白細胞粘附、血小板和內皮細胞的相互作用等過程,血小板微粒的研究,對止血與血栓性疾病的研究與防治具有重要價值。

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