前不久,日本科学家首次实现了临床应用级别的人工血小板生产,或许在2020年之后,“血小板荒”有望解除。
血小板从哪里来
事实上,血小板算不上是一种细胞,严格来说应该是细胞碎片,是从成熟的多倍体巨核细胞脱落下来的小块胞质,直径只有3微米左右,也没有细胞核。
无核的血小板是哺乳动物特有的,而非哺乳类脊椎动物具有一种功能与之类似的有核细胞,称为血栓细胞。无脊椎动物与脊椎动物的心血管系统和血液不同,它们多为开放式循环系统,其中流淌着的血样液体为血淋巴,其兼具了血液和淋巴样组织液的特性,往往只含一种细胞类型,称为变形细胞。由于没有高等动物的多种细胞分工合作,血淋巴中的变形细胞孤军奋战,它们要发挥多种防御功能,既有聚集和封闭伤口的止血功能,也有吞噬和杀菌的抗感染功能。那么,这和血小板有什么关系呢?
研究发现,血小板“胞小鬼大”,具有多种功能,在凝血、炎症和免疫系统中都是个活跃分子。因此,有些人认为,血小板的功能就像原始的变形细胞。
生生不息的血小板
人体为了维持正常功能,每天要生成众多血小板,使其在血液循环中的计数保持在一定范围。血小板生成主要受血小板生成素(TPO)的调节,所以,临床上也用TPO类药物治疗自身免疫相关的血小板减少症。
《西游记》中的孙悟空拔一根猴毛就可以变出很多猴兵,而现实中,巨核细胞每天能产生千千万万的血小板,同时,组织巨噬细胞几乎以同等的效力清除“寿终正寝”的血小板。血小板在血液中的寿命约10天。
止血的功臣,血栓的罪犯
血小板常见的功能是形成初级止血栓,并与凝血瀑布相辅,形成稳固止血栓,防止血管损伤后失血过多。
正常情况下,血小板黏附血管壁和聚集成块的潜能并没有体现出来,所以它们安静地在血管内流淌。一旦血管破裂,受损的内皮细胞层能激发血小板的潜力。血小板通过膜表面受体黏附至内皮下暴露的胶原,被激活后变形,伸出伪足,表达高亲和力的整合素受体,并释放胞内物质,如ADP、血栓烷素和凝血酶,活化更多血小板。这种正反馈放大机制,使血小板迅速被活化并募集至伤口处,形成初级止血栓堵住伤口。
此外,血小板还通过其他功能帮助机体有效止血,如释放血管活性物质使血管收缩;释放促凝因子和凝血因子,提供磷脂膜表面,促进凝血瀑布活化,最终生成的纤维蛋白与血小板互相缠绕形成稳固的次级止血栓。
正是因为血小板在止血过程中具有极其重要的作用,这些保卫血管完整性的功臣也可能成为造成血管堵塞的罪犯,因此,在病理性血栓中,血小板也成了主要治疗靶标。
血栓性心血管疾病是全球主要致死病因之一,其发病机制是血管内形成由血小板、纤维蛋白和被网罗的细胞组成的阻塞性血栓。病理性血栓可能使受阻血管远心端的组织器官缺血缺氧并导致严重后果,如肺栓塞可能会致死,心肌缺血可致心肌梗塞,脑部缺血可致中风发作等。
临床上针对血小板的抗血栓药有很多种,例如最常见的抑制血栓烷素生成的阿司匹林,阻断ADP受体的替卡格雷等。
它还有这些功劳和罪行
目前发现,血小板在天然免疫过程中发挥着重要作用。临床数据显示,患有血小板减少症的病人往往会患有严重的细菌或病毒感染疾病,这说明血小板可能有助于限制病原體感染。研究也证实了血小板具有模式识别受体,可参与清除病原体。此外,血小板通过与白细胞相互作用,释放细胞因子、趋化因子及炎症介质等,参与炎症过程调节。
然而,要是血小板在不恰当的时间、地点诱导或加强炎症反应,就可能“祸害”血管内的太平了。例如,人们所熟知的动脉粥样硬化症,是由病变动脉内发生的慢性炎症性反应引起的,而血小板的“煽风点火”促进了疾病的发生、发展。
令人更惊讶的是,血小板还能助纣为虐,介导肿瘤生长和转移,它们分泌的TGF-β因子能抑制抗癌T细胞,使癌细胞逃脱机体的免疫监测,在血流中顺利通行至目的地。不过,科学家也从中看到了契机,未来有可能开发针对血小板的药物来控制肿瘤的生长、转移,或通过血小板达到靶向抗肿瘤治疗目的,从而减少副作用。