李田飛 李軍 魏梁鋒 王守森

創(chuàng)傷性顱腦損傷繼發(fā)凝血功能異常的發(fā)生機(jī)制

李田飛 李軍 魏梁鋒 王守森

創(chuàng)傷性顱腦損傷（TBI）可繼發(fā)凝血功能異常，其發(fā)生機(jī)制包括：血小板功能異常、uPA/tPA的異常激活、神經(jīng)細(xì)胞源性微顆粒的釋放、蛋白C系統(tǒng)激活、組織因子釋放、凝血因子Ⅶ活性改變等。本文就近年來的研究進(jìn)行簡要綜述，闡述在TBI的不同時(shí)期繼發(fā)凝血功能異常的可能機(jī)制。

創(chuàng)傷性顱腦損傷；凝血功能異常；研究進(jìn)展

創(chuàng)傷性顱腦損傷（traumatic brain injury，TBI）是一種常見的致死因素，嚴(yán)重者可以繼發(fā)凝血功能異常[1]。Epstein等[2]的meta分析表明，單純顱腦損傷患者繼發(fā)凝血功能異常的發(fā)生率高達(dá)35.2%。隨著患者顱腦損傷嚴(yán)重程度的增加，凝血功能異常的發(fā)生率隨之增高，凝血功能的變化也更為明顯和持久，對(duì)TBI患者的治療和預(yù)后影響極大，應(yīng)當(dāng)引起重視[3]。大量出血、低蛋白血癥及入院高血糖等因素，也增加了TBI繼發(fā)凝血功能障礙的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[4]。目前對(duì)于TBI繼發(fā)急性及慢性凝血功能異常的發(fā)生機(jī)制的研究已有不少文獻(xiàn)報(bào)道，形成了多種假說。本文回顧了近期文獻(xiàn)，就TBI繼發(fā)凝血功能異常發(fā)生機(jī)制的研究進(jìn)展作一綜述。

一、發(fā)生機(jī)制

（一）血小板功能異常

在止血過程的開始階段，血管損傷使內(nèi)皮下基質(zhì)暴露，血小板被捕獲形成血小板血栓。通過凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)的激活和凝血酶的產(chǎn)生，纖維蛋白交聯(lián)形成纖維蛋白凝塊，進(jìn)一步形成纖維血栓。血小板還為凝血酶復(fù)合物的形成提供了一個(gè)帶負(fù)電荷磷脂的表面，使得纖維蛋白凝塊能夠順利形成[5]。

既往有文獻(xiàn)指出，TBI患者血液中血小板計(jì)數(shù)明顯降低，血小板計(jì)數(shù)的降低可能是誘發(fā)TBI早期凝血功能異常的重要機(jī)制之一[6]。Davis等[7]的研究則表明，在 TBI患者循環(huán)血中，單純的血小板計(jì)數(shù)的變化并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與TBI患者凝血功異常密切相關(guān)的是二磷酸腺苷（adenosine diphosphate, ADP）和花生四烯酸（arachidonic acid,AA）受體功能的抑制。研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，TBI患者循環(huán)血中ADP及AA受體功能抑制的百分比明顯增加，且GCS評(píng)分越高，這種抑制現(xiàn)象越明顯。

Sillesen[8]回顧既往文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，ADP對(duì)血小板的誘導(dǎo)作用的抑制，是導(dǎo)致TBI患者急性期血小板功能異常的主要機(jī)制。有學(xué)者對(duì)比研究膠原 （collagen，COL）、AA以及ADP對(duì)TBI患者體內(nèi)血小板聚集的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在TBI患者體內(nèi)，由ADP所誘導(dǎo)的血小板的聚集活動(dòng)明顯減少，這種異常的抑制狀態(tài)一直持續(xù)到傷后2 h，而COL與AA所誘導(dǎo)的血小板聚集活動(dòng)并未呈現(xiàn)出如此明顯的變化趨勢[9-10]。研究還發(fā)現(xiàn)，丙戊酸（valproic acid，VPA）能夠明顯削弱TBI所繼發(fā)的血小板功能異常，進(jìn)而改善TBI患者急性期的凝血功能異常。這一發(fā)現(xiàn)提示VPA在治療TBI繼發(fā)凝血功能異常方面具有重要作用，但其作用機(jī)制尚需要進(jìn)一步的研究。

（二）uPA/tPA的異常激活

纖溶系統(tǒng)能夠通過溶血級(jí)聯(lián)反應(yīng)誘導(dǎo)血栓的溶解，該溶血過程依賴于無活性的纖溶酶原向有活性的纖溶酶的轉(zhuǎn)化。組織型纖溶酶原激活劑（tissue-type plasminogen activator，tPA）和尿激酶型纖溶酶原激活劑（urokinase-type plasminogen activator，uPA）是上述活化過程主要的催化劑。

組織型纖溶酶原激活物tPA是一種由527個(gè)氨基酸組成的單鏈糖蛋白，主要由血管內(nèi)皮細(xì)胞合成、分泌并釋放入血液。Docagne等[11]對(duì)108篇研究文獻(xiàn)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，tPA廣泛存在于腦實(shí)質(zhì)中，能與多種結(jié)合蛋白、受體相互作用，強(qiáng)化其溶解血栓的能力。尿激酶型纖溶酶原激活物uPA是機(jī)體內(nèi)另外一種纖溶酶原激活物，uPA與tPA均可誘導(dǎo)無活性的纖溶酶原向有活性的纖溶酶的轉(zhuǎn)化[12]。

在TBI早期，受損腦組織快速釋放預(yù)存的uPA、tPA，這種應(yīng)激反應(yīng)可以導(dǎo)致機(jī)體處于纖溶亢進(jìn)狀態(tài)，而隨后的合成與緩慢釋放，則維持了這種纖溶亢進(jìn)狀態(tài)。通過抑制這種內(nèi)源性纖溶酶原激活物的釋放與活化，可以延緩TBI早期血凝塊的溶解，改善凝血參數(shù)，同時(shí)降低TBI繼發(fā)性凝血功能異常的發(fā)生率。在TBI早期，相對(duì)于tPA水平的快速升高，uPA水平的升高緩慢，這提示損傷腦組織釋放uPA可能是通過從頭合成途徑。對(duì)大鼠體內(nèi)注射tPA和uPA的實(shí)驗(yàn)也表明，tPA注射組凝血功能異常的發(fā)生率明顯高于uPA注射組[13]。基于以上兩點(diǎn)，在TBI繼發(fā)凝血功能異常的發(fā)生過程中，tPA發(fā)揮著更為重要的作用。

既然tPA在TBI繼發(fā)凝血功能異常發(fā)生機(jī)制中具有重要地位，是否存在一種物質(zhì)可以通過抑制tPA的纖溶作用來糾正TBI繼發(fā)的纖溶異常狀態(tài)。研究者選擇了無促纖溶活性的tP-S481A，其為tPA的同型異構(gòu)體，與野生型tPA具有相同的纖維蛋白結(jié)合力，可以競爭性抑制tPA與纖維蛋白的結(jié)合，從而抑制tPA的促纖溶活性。與氨甲環(huán)酸的抗纖溶活性相比，tP-S481A不僅具有更強(qiáng)的抗纖溶活性，而且具有更小的毒副作用。

（三）神經(jīng)細(xì)胞源性微顆粒的釋放

神經(jīng)細(xì)胞源性微顆粒（brain-derived microparticulars，BDMP）在透射電鏡下具有完整的膜結(jié)構(gòu)，表面表達(dá)大量的膠質(zhì)纖維酸性蛋白。流式細(xì)胞儀及 Western Blot結(jié)果顯示，BDMP表達(dá)大量的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞特異性標(biāo)記，而不表達(dá)血小板、紅細(xì)胞、白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的標(biāo)志物。這些特異性的標(biāo)志物，從側(cè)面印證了BDMP的腦源性[14]。

TBI小鼠模型血液循環(huán)中可以檢測到BDMP水平的明顯變化。這種變化呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，BDMP濃度在TBI后3 h達(dá)到峰值。以3 h為時(shí)間節(jié)點(diǎn)，活化因子X凝血時(shí)間檢測結(jié)果顯示TBI組小鼠貧血小板血漿促凝血時(shí)間明顯縮短，結(jié)合流式細(xì)胞儀結(jié)果，TBI組較對(duì)照組 PPP含有更多的BDMP，據(jù)此推斷BDMP可能具有促凝作用。另一方面，研究者采用腦組織勻漿分步離心的方法成功制備出純化的BDMP，然后經(jīng)大鼠尾靜脈注射到正常大鼠血液循環(huán)內(nèi)，應(yīng)用活化因子X凝血時(shí)間實(shí)驗(yàn)、血漿纖維蛋白原水平測定等方法，體內(nèi)檢測到BDMP的促凝作用。

目前推測BDMP可能的促凝機(jī)制為：（1）BDMP上表達(dá)的磷脂酰絲氨酸（phosphatidyl serine，PS）和組織因子，二者均可以促進(jìn)凝血因子的聚集，激活外源性凝血途徑；（2）BDMP能夠與血小板結(jié)合，促進(jìn)血小板表面PS的表達(dá)增加，同時(shí)可以激活血小板，導(dǎo)致血小板活化標(biāo)志P-選擇素表達(dá)增加和鈣離子內(nèi)流增加，進(jìn)一步的研究揭示，被BDMP所激活的血小板可以協(xié)助BDMP穿透血腦屏障，這也解釋了為何局限性的顱腦損傷可以導(dǎo)致全身性的凝血功能障礙[15]。該項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn)，Lactadherin蛋白與BDMP的結(jié)合能起到清除BDMP的作用，一旦該作用得到臨床試驗(yàn)的證實(shí)，將為TBI繼發(fā)性凝血功能異常的治療提供了一個(gè)突破口。

（四）蛋白C系統(tǒng)的激活

蛋白C系統(tǒng)是具有抗凝作用的血漿蛋白系統(tǒng)，包括蛋白C（protein C，PC）、蛋白S、血栓調(diào)節(jié)蛋白及活化的蛋白C抑制物。蛋白C系統(tǒng)在體液抗凝系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，PC系統(tǒng)是調(diào)節(jié)血栓形成的重要體系，活化的 PC（activated protein C，aPC）可以同時(shí)影響內(nèi)源性與外源性凝血通路的功能，從而導(dǎo)致凝血酶原時(shí)間和部分凝血活酶時(shí)間的改變[16]。

蛋白C系統(tǒng)還可以影響血小板微粒的功能，進(jìn)而影響凝血過程。Somajo等[17]通過凝血酶±膠原或鈣離子載體A23187±凝血酶來激活血小板，產(chǎn)生血小板微粒狀囊泡，然后通過對(duì)此時(shí)活化蛋白C系統(tǒng)重要性表征參數(shù)的測定，來探究aPC系統(tǒng)對(duì)于血小板微粒狀囊泡表面凝血酶形成過程產(chǎn)生的影響。結(jié)果證實(shí)，aPC夠抑制血小板微粒狀囊泡表面上兩個(gè)重要的凝血因子：凝血因子Va和凝血因子Ⅷa，進(jìn)而抑制凝血酶原向凝血酶的轉(zhuǎn)化過程。Cohen等[18]對(duì)于39例受試者進(jìn)行的單中心的前瞻性隊(duì)列研究則發(fā)現(xiàn)，單純的TBI并不足引起蛋白C通路及纖維蛋白溶解通路的開放，只有當(dāng)顱腦損傷合并低灌注壓時(shí)，才會(huì)通過蛋白C通路引起機(jī)體凝血功能的紊亂。

（五）組織因子的釋放

組織因子（tissue factor，TF）是一個(gè)由263個(gè)氨基酸殘基組成的跨膜單鏈糖蛋白，可表達(dá)于血管壁外膜細(xì)胞、腦皮質(zhì)以及心肌細(xì)胞。TF是外源性凝血途徑的啟動(dòng)因子，它在激活外源性凝血途徑、促進(jìn)血栓形成方面發(fā)揮重要的作用[19]。腦組織損傷能釋放TF入血，進(jìn)而激活外源性凝血系統(tǒng)，誘發(fā)凝血功能異常[20]。

研究表明，在TBI之后的第1天，循環(huán)血中TF的水平即開始明顯升高，傷后第2天達(dá)到高峰，高峰時(shí)間可維持2～3 d，在第7天基本恢復(fù)正常。與對(duì)照組相比，TBI后2～3 d，病例組患者循環(huán)血中TF水平與對(duì)照組的差異具有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)組織因子途徑抑制物 （tissue factor pathway inhibitor，TFPI）的監(jiān)測結(jié)果顯示，與TF在傷后的升高趨勢不同，TFPI的水平自傷后第1天開始下降，在傷后第7天基本恢復(fù)正常。TFPI的這種變化趨勢可能與損傷腦組織釋放入血的TF使得TFPI的消耗不斷增加有關(guān)[21-22]。TF的升高及TFPI的降低均提示在傷后1周內(nèi)，機(jī)體血液循環(huán)處于高凝狀態(tài)。

（六）凝血因子Ⅶ活性改變

凝血因子Ⅶ（factorⅦ，F(xiàn)Ⅶ）在外源性凝血途徑中發(fā)揮著極為重要的作用，它通過與TF的結(jié)合，啟動(dòng)外源性的凝血途徑，促進(jìn)血栓形成，發(fā)揮著止血、促凝等作用[23]。輸注冰凍血漿補(bǔ)充凝血因子是目前治療TBI后凝血功能障礙的常用手段栗超躍等[25]對(duì)81例TBI患者進(jìn)行了研究[24]，以探索TBI患者FⅦ血漿活性與凝血功能障礙和進(jìn)展性顱內(nèi)出血的相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)凝血功能異常組血漿FⅦ活性顯著低于凝血功能正常組，進(jìn)展性顱內(nèi)出血性損傷患者血漿FⅦ活性顯著低于非進(jìn)展患者，但死亡組與幸存者兩組之間的FⅦ活性的差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Wu等[26]的研究也取得了相似的結(jié)果。Yuan等[27]進(jìn)一步對(duì)重組凝血因子Ⅶa的作用進(jìn)行了研究，該研究給予試驗(yàn)組小劑量的rFⅦa（20 μg/kg）聯(lián)合血液制品，對(duì)照組僅給予血液制品。結(jié)果證實(shí)小劑量 rFⅦa的使用，不僅可扭轉(zhuǎn)異常的凝血指標(biāo)，還可以減少進(jìn)展性出血的發(fā)生率。

二、展望

TBI后繼發(fā)復(fù)雜的凝血功能異常，這對(duì)繼發(fā)性腦損傷的發(fā)展有持久的影響。對(duì)TBI繼發(fā)凝血功能異常發(fā)生機(jī)制的研究，有助于在TBI后不同的時(shí)間點(diǎn)給予針對(duì)性的治療措施。目前關(guān)于TBI繼發(fā)凝血功能異常的發(fā)生機(jī)制仍存在著種種分歧，各種機(jī)制均有其局限性，尚需進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究來證實(shí)。

[1]de Oliveira Manoel AL,Neto AC,Veigas PV,et al.Traumatic brain injury associated coagulopathy[J].Neurocrit Care,2015,22 (1):34-44.

[2]Epstein DS,Mitra B,O'Reilly G,et al.Acute traumatic coagulopathy in the setting of isolated traumatic brain injury:A systematic review and meta-analysis[J].Injury,2014,45(5):819-824.

[3]Lustenberger T,Talving P,Kobayashi L,et al.Time course of coagulopathy in isolated severe traumatic brain injury[J].Injury, 2010,41(9):924-928.

[4]Alexiou GA,Lianos G,Fotakopoulos G,et al.Admission glucose and coagulopathy occurrence in patients with traumatic brain injury[J].Brain Inj,2014,28(4):438-441.

[5]Gerlach R,Krause M,Seifert V,et al.Hemostatic and hemorrhagic problems in neurosurgical patients[J].Acta Neurochir (Wien),2009,151(8):873-900.

[6]Joseph B,Aziz H,Zangbar B,et al.Acquired coagulopathy of traumatic brain injury defined by routine laboratory tests:which laboratory values matter[J].Trauma Acute Care Surg,2014,76(1): 121-125.

[7]Davis PK,Musunuru H,Walsh M,et al.Platelet dysfunction is an early marker for traumatic brain Injury-induced coagulopathy [J].Neurocrit Care,2013,18(2):201-208.

[8]Sillesen M.Coagulation changes following traumatic brain injury and shock[J].Dan Med J,2014,61(12):B4974.

[9]Sillesen M,Johansson PI,Rasmussen LS,et al.Platelet activation and dysfunction in a large-animal model of traumatic brain injury and hemorrhage[J].Trauma Acute Care Surg,2013,74(5):1252-1259.

[10]Sillesen M,Rasmussen LS,Jin G,et al.Assessment of coagulopathy,endothelial injury,and inflammation after traumatic brain injury and hemorrhage in a porcine model[J].Trauma Acute Care Surg,2014,76(1):12-19.

[11]Docagne F,Parcq J,Lijnen R,et al.Understanding the functions of endougenous and exogenous tissue-type plasminogen activator during stroke[J].Stroke,2015,46(1):314-320.

[12]Chapin JC,Hajjar KA.Fibrinolysis and the control of blood coagulation[J].Blood Rev,2015,29(1):17-24.

[13]Hijazi N,Abu Fanne R,Abramovitch R,et al.Endogenous plasminogen activators mediate progressive intracerebral hemorrhage after traumatic brain injury in mice[J].Blood,2015,125 (16):2558-2567.

[14]田野.神經(jīng)細(xì)胞來源Microparticles在顱腦創(chuàng)傷相關(guān)凝血功能障礙發(fā)生中的機(jī)制研究[D].天津醫(yī)科大學(xué),2014.

[15]Tian Y,Salsbery B,Wang M,et al.Brain-derived microparticles induce systemic coagulation in a murine model of traumatic brain injury[J].Blood,2015,125(13):2151-2159.

[16]Esmon CT.Protein C anticoagulant pathway and its role in controlling microvascular thrombosis and inflammation[J].Crit Care Med,2001,29(7 Suppl):S48-51.

[17]Somajo S,Koshiar RL,Norstrm E,et al.Protein S and Facter V in regulation of coagulatio on platelet microparticles by activated peoctin C[J].Thromb Res,2014,134(1):144-152.

[18]Cohen MJ,Brohi K,Ganter MT,et al.Early coagulopathy after traumatic brain injury:the role of hypoperfusion and the protein C pathway[J].Trauma,2007,63(6):1254-1261.

[19]Cimmino G,Ciccarelli G,Golino P.Role of tissue factor in the coagulation network[J].Semin Thromb Hemost,2015,41(7):708-717.

[20]Gerlach R,Krause M,Seifert V,et al.Hemostatic and hemorrhagic problems in neurosurgical patients[J].Acta Neurochir (Wien),2009,151(8):873-900.

[21]吳雪海,江觀玉,干建新,等.閉合性顱腦損傷后組織因子、組織因子途徑抑制物的動(dòng)態(tài)變化及其意義[J].中華創(chuàng)傷雜志, 2002,18(8):489-491．

[22]秦國強(qiáng),漆松濤,黃衛(wèi)民,等.組織因子及組織因子途徑抑制物-1在重型顱腦外傷早期的變化及意義[J].廣東醫(yī)學(xué),2015, 36(13):2076-2078．

[23]Hedner U.Recombinant activated factor VII:30 years of research and innovation[J].Blood Rev,2015,29(Suppl 1):S4-8.

[24]駱實(shí),許小兵,郭燕舞,等.血漿輔助治療腦外傷后凝血功能障礙療效分析[J].中華神經(jīng)醫(yī)學(xué)雜志,2013,12(4):398-400.

[25]栗超躍,裴兵兵,吳惺,等.單純性顱腦創(chuàng)傷患者凝血因子Ⅶ活性與凝血功能障礙和進(jìn)展性顱內(nèi)出血性損傷的相關(guān)性分析[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2014,94(9):688-691.

[26]Wu X,Du Z,Yu J,et al.Activity of factor VII in patients with isolated blunt traumatic brain injury: association with coagulopathy and progressive hemorrhagic injury[J].J Trauma Acute Care Surg,2014,76(1):114-120.

[27]Yuan Q,Wu X,Du ZY,et al.Low-dose recombinant factor VIIa for reversing coagulopathy in patients with isolated traumatic brain injury[J].J Crit Care,2015,30(1):116-120.

Research progress of mechanism about the secondary coagulation dysfunction following the traumatic brain injury

Li Tianfei,Li Jun,Wei Liangfeng,Wang Shousen.Department of Neurosurgery,Fuzong Clinical College，Bengbu Medical College,Fuzhou 350025,China

Wang Shousen,Email:wshsen@126.com

Coagulant abnormality can occur secondary to traumatic brain injury （TBI）.The mechanism includes platelet dysfunction，abnormal activation of UPA/TPA,brain-derived microparticulars（BDMP）,activation of protein C system,release of tissue factors（TF）,change of blood coagulation factor Ⅶ activity,etc.In this review, recently researches were briefly reviewed to illuminate the possible mechanisms of this secondary coagulant abnormality in the different phases of TBI.

Traumatic brain injury;Coagulation abnormalities;Research progress

2016-04-23）

（本文編輯：張麗）

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2016.05.010

全軍后勤科技重大項(xiàng)目（AHJ14J001）

350025 福州，南京軍區(qū)福州總醫(yī)院神經(jīng)外科

王守森，Email：wshsen@126.com

李田飛,李軍,魏梁鋒,等.創(chuàng)傷性顱腦損傷繼發(fā)凝血功能異常的發(fā)生機(jī)制[J/CD].中華神經(jīng)創(chuàng)傷外科電子雜志,2016,2(5):302-304.