系统性内皮病在创伤性休克领域研究

尹 文，冯筑生

空军军医大学第一附属医院急诊科，西安 710032

严重创伤是全球范围内中青年人群死亡的主要原因，当前道路交通伤已经跃升为我国创伤患者死亡的首要原因[1]。非控制性出血的创伤患者发生凝血功能障碍的概率明显升高，继发死亡和严重并发症风险也显著增高。创伤相关的早期急性凝血病是创伤后机体多因素协同作用的结果，包括出血性休克、组织损伤相关血栓调节蛋白上调、凝血酶-血栓调节蛋白复合物生成以及抗凝和纤溶通路激活等[2]。血管内皮在调节炎症反应、凝血功能、氧运输、血管反应和维持血管完整性等方面发挥着重要作用，轻度和中度损伤所引起的炎症和神经体液应激即可导致内皮损伤和激活[3]。基于内皮在创伤中的重要地位，系统性内皮病(systemic endotheliopathy,SE)作为创伤性凝血病(traumatic coagulopathy,TC)进展中的一个阶段，在2019版《严重创伤出血和凝血障碍管理欧洲指南》中被正式提出，本文就SE在创伤领域的研究进展进行概述[4]。

1 创伤所致SE相关概念

内皮细胞覆盖于血管和淋巴管的最内层并延伸至全身各处，参与调节血管收缩变化、血液流动性、血管生成、先天性和获得性免疫，并在血液循环和器官组织之间发挥桥梁作用，调控大分子和白细胞的跨细胞转运[5-6]。以往研究显示，内皮细胞作为发挥病理生理作用的效应器官和受损伤的靶器官，在糖尿病、脓毒症、冠心病和肺动脉高压等疾病中发挥重要作用[7-10]。

正常情况下，内皮细胞表面覆盖的内皮糖萼(endothelial glycocalyx,EG)带有负电荷，EG层富含乙酰肝素侧链并可以与抗凝血酶相互作用发挥抗凝功能。在急危重症所导致的休克状态下，可以观察到EG明显脱落和降解，并伴随来源于受损内皮的天然抗凝因子和促纤溶因子释放入血，进而引发机体严重低凝状态[11]。

创伤导致的出血和组织损伤会引发休克，而休克所造成的组织灌注不足会进一步引起交感肾上腺髓质系统激活、炎症、EG脱落、血小板激活和功能紊乱、内源性肝素化、凝血因子活性降低和纤溶亢进等一系列病理生理反应，这些反应统称为SE，SE在创伤相关因素和复苏相关因素影响下会进一步发展为TC[4]。

1.1创伤性内皮病(endotheliopathy of trauma,EoT) 越来越多的研究显示EG在创伤病理生理过程中发挥着重要作用，创伤和失血性休克后血液循环中升高的硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素、Syndecan-1(SDC1)和透明质酸是EG损伤的标志物，EG损伤在急性TC中扮演着重要角色，EG损伤标志物的升高与创伤患者低凝状态密切相关[12]。创伤所致的EG(主要是硫酸乙酰肝素和透明质酸)脱落会引起内皮细胞激活和损伤加重，全身性低凝状态，患者输液输血需求量和病死率显著升高，这类创伤被称为EoT，EoT的评定标准主要基于血液循环中EG损伤标志物的浓度水平[13]。

1.2休克所致内皮病(shock-induced endotheliopathy,SHINE) 休克所导致的交感肾上腺髓质系统过度激活会引发血液循环中儿茶酚胺水平的显著升高，儿茶酚胺会导致EG脱落和内皮细胞间缝隙连接的破坏，随后组织间压力增加和微血管血栓形成会引起氧输送量降低，反过来进一步刺激交感肾上腺持续活化和儿茶酚胺大量释放，造成休克过程中的恶性循环，最终导致器官衰竭[14]。创伤、烧伤和脓毒症患者的早期基因反应相似，这些疾病所导致的休克中，EG和参与凝血过程的细胞具有相近的临床表型，机体在休克状态下基于内皮对各种急危重症所呈现的综合临床表现称为SHINE[15]。

2 SE病理生理机制

2.1交感肾上腺髓质系统激活 创伤会激活神经体液系统，导致儿茶酚胺大量释放，引起内皮细胞损伤和EG降解，最终导致SE。研究显示创伤死亡患者血液循环中儿茶酚胺水平显著升高，并与EG降解标志物SDC1升高水平独立相关，而儿茶酚胺升高水平和EG损伤严重程度，与机体低凝和纤溶状态联系紧密[16]。对于创伤模型大鼠采用化学性交感神经切除术，会明显降低其炎症反应、内皮损伤程度和纤溶程度活性，大鼠血浆儿茶酚胺、SDC1、白细胞介素-6(IL-6)、组织型纤溶酶原激活物(tissue plasminogen activator,tPA)和TNF-α水平的升高会明显被交感神经切除术所抑制[17]。

2.2炎症 EG可以调节白细胞与血管内皮的黏附，进而影响局部和全身的炎症反应。创伤会激活中性粒细胞分泌蛋白酶，并激活组织分泌基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)，引起细胞表面EG的脱落，使细胞间黏附分子和选择素暴露，促进白细胞与内皮细胞的黏附，这种黏附会进一步加剧炎症因子、蛋白水解酶和肝素酶等释放，最终导致SE的发生[18]。创伤还会导致损伤相关分子模式(damage-associated molecular pattern,DAMP)大量释放，触发细胞内称为炎症小体的多蛋白复合物的组装，炎症小体被配体激活后会进一步激活Caspase家族成员，促进白细胞介素-1β(IL-1β)和白细胞介素-18(IL-18)的成熟和释放，这一促炎性细胞死亡过程称之为焦亡[19]。

2.3EG脱落 EG在多种组织中均有分布，主要包括糖胺聚糖和蛋白聚糖。糖胺聚糖又分为硫酸乙酰肝素、硫酸软骨素以及透明质酸。携带硫酸乙酰肝素和硫酸软骨素侧链的SDC1是EG主要构成成分，SDC1可以反映EG的损伤程度，血液循环中SDC1浓度升高的SE患者死亡风险明显增加。EG的脱落在SE的发生发展过程中处于重要位置，并与SE其他病理生理反应相关密切。去整合素金属蛋白酶(a disintegrin and metalloprotease,ADAM)家族和MMP家族都可以对EG进行特异性的切割，EG脱落会引起内皮细胞间紧密连接、黏附连接和缝隙连接的松动，导致水和大分子物质的渗漏，EG脱落后也能够以膜泡运输的方式介导物质跨细胞转运，从而造成内皮细胞渗透性升高[20]。EG能够感知循环血流变化，并通过调节NO产生而影响血管张力，而肝素酶Ⅲ可以切割EG，减少NO的产生[21]。

2.4血小板激活和功能紊乱 血小板的正常功能对于形成稳定的血凝块至关重要。严重SE患者的血小板对于二磷酸腺苷、花生四烯酸的反应性明显降低，血小板聚集到胶原蛋白的速率下降，二次聚集的能力也随之减弱，导致内皮损伤和凝血功能异常程度加重，患者病死率显著升高。值得注意的是，此时常规凝血功能检测血小板数量可能处于正常范围内，需要借助血栓弹力图进行血小板功能检测，而基于碱剩余检测的灌注不足是血小板功能紊乱的独立危险因素[22]。

2.5内源性肝素化 内皮细胞的损伤会引起EG脱落，导致硫酸乙酰肝素和具有肝素活性的相似成分释放入血，表现为凝血酶原时间(PT)或活化部分凝血活酶时间(APTT)的延长以及血栓弹力图R时间的延长[23]。

2.6凝血因子活性降低 严重创伤后Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ和Ⅹ等多种凝血因子的活性都会降低，这种降低发生在液体复苏之前，并会导致SE患者预后不佳[2]。

2.7纤溶亢进 组织低氧和缺血会导致内皮细胞的Weibel-Palade小体释放tPA，而创伤患者血浆tPA升高会继发纤溶亢进，血栓弹力图参数30min时血凝块溶解百分比(LY30)可以评估纤溶亢进状态，严重创伤患者纤溶亢进的发生率虽然明显低于低凝状态，但发生纤溶亢进的患者病死率显著升高[24]。

3 SE诊断

3.1SDC1测定 EoT的病理特征为EG的脱落，研究认为血清SDC1≥40ng/mL可以作为EoT的诊断标准，EoT患者输液输血需求量显著增加，并发症发生率和病死率明显升高[25]。创伤患者与对照人群相比，新陈代谢特征具有明显差异。创伤患者血液循环中SDC1水平显著升高，病死率也显著升高，通过检测SDC1脱落水平，可以区分创伤严重程度相近患者的内皮紊乱情况[26]。

3.2血栓弹力图检测 血栓弹力图是一种即时性凝血功能检测工具，其主要参数包括R时间、K时间、Angle角度、最大振幅(MA值)、LY30和凝血综合指数(CI值) ，可以分别反映凝血因子、纤维蛋白原和血小板功能，评估纤溶状态，对凝血功能作出综合评价[27]。采用血栓弹力图可以快速检测创伤患者的高凝、低凝和纤溶状态，评估SE所处病理生理阶段，为开展后续针对性治疗提供决策依据[28]。

3.3舌下微循环检查 侧流暗视野仪是一种无创性的微循环视频采集分析仪器，可以实现创伤患者舌下微循环的检测和评估。研究发现内皮细胞损伤和EG脱落会导致创伤后舌下微血管流速异常，密度降低和异质性增加，通过定量分析测流暗视野仪相关参数指标，可以间接反映SE严重程度[29]。

除此之外，血管生成素-2[30]、血浆胶体渗透压[14]和抗凝血酶Ⅲ[31]也可以间接反映SE病情严重程度。

4 SE治疗

当前SE患者的治疗策略主要包括基于血浆的液体复苏治疗和基于血栓弹力图的目标导向治疗等，新鲜冰冻血浆可以通过减轻EG脱落和促进EG重构、阻止白细胞和血小板与血管内皮的黏附以及降低血管渗透性等多种途径发挥内皮保护功能，减轻SE损伤程度。血栓弹力图可以用于指导新鲜冰冻血浆、凝血酶原复合物、冷沉淀、纤维蛋白原、血小板和氨甲环酸等血液制品和药物的临床应用[28]。

研究显示抗凝血酶Ⅲ是一种具有强效抗炎和内皮保护作用的血浆蛋白，在以新鲜冰冻血浆为基础的液体复苏中，抗凝血酶Ⅲ通过促进SDC1的表达保护其屏障功能，减轻休克患者的内皮功能紊乱[31]。氨甲环酸可以通过缓解蛋白酶所介导的EG脱落，抑制轻中度颅脑损伤患者血液循环中SDC1和血管紧张素-2水平的升高[32]。多项研究表明血浆在治疗创伤所致SE方面具有明显优势，但血浆治疗减轻SE的具体机制仍不明确，而纤维蛋白原是血浆的关键成分之一，研究显示纤维蛋白原可以通过抑制miR-19b减轻小鼠SE的症状[33]。冻干血小板在促凝方面的作用与新鲜血小板相似，可以减轻休克后小鼠肺血管内皮的渗透性，在调节凝血和治疗SE方面可以作为新鲜血小板的替代方案[3]。严重创伤和失血性休克后性别的差异性可能源于雌激素的保护效果。细胞实验显示使用雌激素治疗可以缓解休克对于内皮和EG的不利影响，创伤和出血性休克后早期雌激素治疗可能是减轻SE损伤的一个有效辅助手段[34]。