凝血机制与抗凝治疗新观念

发布于:2009-02-02 07:48

凝血机制与抗凝治疗新观念
首都医科大学附属北京同仁医院史旭波北京大学人民医院胡大一

随着基础研究和临床实践的不断深入,近年来人们对凝血与抗凝机制及抗凝药物在心血管疾病中的应用有了更深入的了解,针对传统凝血理论也产生了许多新观点。这些新观点为抗凝药物的合理应用提供了新的理论依据。

血栓形成过程

广义的血栓形成是指在机体的心脏或血管腔内,血液发生凝固或血液中的某些成分互相黏集,形成固体质块的过程。斑块破裂或内皮损伤后暴露出胶原纤维等物质,血小板可黏附在胶原上,随后活化并释放二磷酸腺苷和血栓素A2等物质,促使更多的血小板黏附和聚集。血小板为上述过程提供了一个平台。凝血因子在血小板表面进行一系列反应,使纤维蛋白原变为纤维蛋白,集结成网并网罗红细胞使血栓团块迅速增大,最终与血小板紧密结合形成牢固的血栓。可以说,凝血酶是血管损伤后凝血及血小板激活的纽带。

对凝血模式的传统认识

传统的凝血模式通常分为内源性和外源性凝血途径。外源性凝血途径是指从组织因子激活至Ⅹ因子激活的过程。内皮损伤后,暴露的Ⅲ因子(组织因子)立即与Ⅶ因子结合而启动外源性凝血系统。内源性凝血途径是指从Ⅻ因子激活至Ⅹ因子激活的过程。当血管壁发生损伤后,内皮下组织暴露,带负电荷的内皮下胶原纤维激活Ⅻ因子而启动内源性凝血系统。

Ⅷ因子和Ⅴ因子充当“放大器”的作用。在Ⅷ因子帮助下,Ⅸa因子激活Ⅹ因子的速度增加10万~100万倍,在V因子帮助下,Ⅹa因子激活Ⅱ因子的速度可提高30万倍。

对凝血模式认识的更新

组织因子及Ⅻ因子分别是外源性和内源性凝血途径的启动因子。组织因子缺乏可导致严重出血,理论上讲,Ⅻ因子缺乏也会导致严重出血,但缺乏Ⅻ因子的所有个体均无出血表现,反而表现出不同程度的血栓形成倾向,由此,传统的凝血瀑布学说开始遭到怀疑。

大量基础研究对凝血机制进行了新的探索。目前认为,Ⅻ因子对体内血栓形成的作用不大,动脉和静脉系统血栓均始于内皮损伤暴露的组织因子启动了外源性凝血途径,随后生成了少量凝血酶(Ⅱa因子)。早期生成的Ⅱa因子局部浓度低,并不直接激活纤维蛋白原成为纤维蛋白,而是首先通过大量激活血小板,为进一步的血栓形成提供平台,随后激活Ⅴ因子和Ⅷ因子,最后激活Ⅺ因子生成Ⅺa因子。此后,以血小板磷脂表面为反应平台,Ⅺa因子进一步激活Ⅸ因子生成Ⅸa,Ⅸa因子在Ⅷa因子的辅助下大量激活Ⅹ因子生成Ⅹa,最终,Ⅹa在Ⅷa因子的辅助下,大量激活凝血酶原生成凝血酶。此时,早期生成的微量Ⅱa经过数级放大,产生了数量庞大的Ⅱa因子,迅速大量激活纤维蛋白原为纤维蛋白,最终形成血栓(图1)。

自身性血栓与接触性血栓

按照机制不同,机体所形成的血栓可分为自身性血栓和接触性血栓。自身性血栓包括生理性止血血栓以及动脉、静脉系统的病理性血栓。接触性血栓指血液与身体以外异物接触所形成的血栓。

无论是动脉还是静脉系统的自身性血栓,其形成的触发点均来自于内皮的损伤。内皮损伤后暴露出组织因子,组织因子与血液循环中的Ⅶa因子结合形成组织因子-Ⅶa因子复合物,可激活凝血系统最终形成血栓,该途径即为自身性血栓途径。Ⅻ因子(接触激活因子)启动的血栓形成过程为接触性血栓途径。Ⅻ因子不参与人体自身性血栓形成,因此,Ⅻ因子缺乏者的生理性止血功能不会受到影响,也不会出现出血倾向。

对抗凝治疗的新认识

分析某种抗凝药物的抗凝特性,应着眼于这种药物对自身性血栓和接触性血栓的预防和治疗能力。目前临床上常用的静脉抗凝药物如普通肝素、低分子量肝素、戊糖与水蛭素类药物均通过加快抗凝血酶Ⅲ灭活凝血因子的速度起到抗凝作用,具有很好的防治自身性血栓的能力,但这4种药物预防接触性血栓的作用具有很大差异。

肝素类药物的抗Ⅱa因子活性取决于分子量的大小。肝素类药物的分子量越大,抗Ⅱa因子的活性越强。肝素对Ⅱa因子的灭活有赖于肝素-抗凝血酶-Ⅱa因子三联复合物的形成,这种复合物的形成至少需要含有18个糖单位的肝素,每个单糖的平均分子量为300道尔顿(Da),因此,肝素的分子量达到5400 Da以上才具有抗Ⅱa因子活性。

普通肝素的平均分子量为15000 Da,绝大多数在5400 Da以上,其抗Ⅹa因子与抗Ⅱa因子的活性比值约为1∶1。低分子量肝素的平均分子量为4000 Da~5000 Da,分子量在5400 Da以上的分子片段所占比例较小,一般情况下,低分子量肝素的抗Ⅹa因子与抗Ⅱa因子活性比值约2~4∶1。戊糖的分子量只有1700 Da左右,仅有抗Ⅹa因子活性而无抗Ⅱa因子活性。水蛭素类药物与上述肝素类药物的抗凝作用机制不同,可直接与Ⅱa因子结合并抑制其活性,而对其他凝血因子无作用。

活化凝血时间(ACT)测定是将抽出的血液置入盛有白陶土或硅藻土的试管中,血液凝固的时间即为ACT。白陶土对于血液而言是一种异物,通过激活Ⅶ因子使血液发生凝固,其途径为接触性激活途径(图2)。因此,ACT本质上是一种非常准确地反映药物预防接触性血栓能力的方法,某种药物延长ACT的能力可直接反映该药预防接触性血栓的能力。

水蛭素类药物(只有抗Ⅱa因子的能力)可使ACT明显延长,具有很好地预防接触性血栓的能力。普通肝素可使ACT明显延长。治疗量的低分子量肝素仅能使ACT轻度延长。相同抗Ⅹa因子剂量的普通肝素和达肝素(一种低分子量肝素)对ACT的延长与其抗Ⅱa因子活性正相关。戊糖(只有抗Ⅹa因子能力)抑制接触性血栓的能力非常弱。因此,上述3种药物预防接触性血栓的能力可通过其对Ⅱa因子的抑制程度来判断(图3)。

进一步的基础研究发现,当Ⅴa因子不存在时,戊糖可通过抗凝血酶Ⅲ抑制游离状态的Ⅹa因子活性,而在加入Ⅴa因子后,尽管增加了戊糖浓度,Ⅹa因子活性仍保持在高水平,说明了Ⅴa因子对Ⅹa因子有保护作用。在体内Ca2+存在的情况下,Ⅹa因子生成后,迅速与Ⅴa因子在血小板磷脂表面形成Ⅹa-Ⅴa- Ca2+-磷脂复合物(即凝血酶原复合物),Ⅴa因子与Ⅹa因子所形成的复合物抑制了抗凝血酶Ⅲ的作用。

研究同时发现,Ⅴa因子并不干扰抗凝血酶Ⅲ对Ⅱa因子的抑制。上述研究结果可以解释上述不同抗凝药物对ACT的不同影响。戊糖通过抗凝血酶Ⅲ抑制Ⅹa,且只能对游离的Ⅹa起作用。而在体内,Ⅹa因子主要以与Ⅴa因子结合的形式出现,抗凝血酶Ⅲ无法充分抑制其活性,因而戊糖不能彻底阻断体内Xa因子激活Ⅱa因子的通道。普通肝素与低分子量肝素等虽然通过抑制Ⅹa因子同样不能完全阻断Ⅱa因子的生成,但这两种药物具有通过抗凝血酶Ⅲ灭活Ⅱa因子的能力,因此可以延长ACT,并且抑制接触性血栓的能力与其对Ⅱa因子的抑制强度成正比。

普通肝素具有很强的预防接触性血栓的能力,可以用于体外循环等强促凝(接触性血栓)操作中。与之相比,低分子量肝素抑制Ⅱa因子和预防接触性血栓的能力显著较低,不适用于体外循环等强促凝操作,但可用于冠心病介入治疗等低促凝操作中。目前临床上应用的低分子量肝素中,在同样抗Xa活性的情况下,达肝素保留的抗Ⅱa活性较强,理论上讲有较好的抑制接触性血栓的能力,应用于经皮冠脉介入(PCI)治疗有一定优势,目前也有一些国际和国内研究有了初步的结果,但还需要更多的临床研究提供证据。戊糖不具备抑制Ⅱa因子的能力,因此,即使在PCI治疗等低促凝操作中,也需要补充具有抗Ⅱa因子活性的药物,以弥补其抑制接触性血栓能力的不足。