围手术期静脉血栓栓塞症早期诊断新型血栓分子标志物研究进展

郭晓艳,卫延辉,郭学军

(1.新乡医学院，河南 新乡 453003；2.濮阳市油田总医院血液内科，河南 濮阳 457000)

静脉血栓栓塞症(venous thromboembolism，VTE)包括深静脉血栓栓塞(deep venous thrombosis，DVT)和肺栓塞(pulmonary embolism，PE)。DVT是手术患者术后常见并发症之一，不仅发病率高，且有逐年增加的趋势[1]。一项回顾性研究结果显示，骨科大手术后DVT的发生率可达63%[2]。由于 VTE早期发病隐匿，仅 10%～17%的患者会出现明显的下肢肿胀、红斑、局部疼痛等症状[3]。发生PE时可严重威胁患者生命，因此，提高对围手术期VTE的早期诊断率尤其重要[4]。影像学检查虽是诊断VTE的金标准，但监测实验室指标水平变化在血栓发生的早期就可观察到血液凝集的动态趋势，从而主动占据预防先机，降低VTE发生风险[5]。传统的实验室检查指标如D-二聚体、纤维蛋白降解产物(fibrin degradation products，FDPs)等存在敏感性高、特异性差的特点，是血栓形成后的被动筛查指标[6]。随着检测技术的进步，一些更具敏感性、特异性的实验室指标已逐渐被用于临床评估早期血栓的形成。研究表明，凝血酶-抗凝血酶复合物(thrombin-antithrombin complex，TAT)、组织型纤溶酶原激活物-抑制剂1复合物(tissue plasminogenactivator-inhibitor 1 complex，t-PAIC)、纤溶酶-α2纤溶酶抑制剂复合物(plasmin-α2-plasmininhibitorcomplex，PIC)、血栓调节蛋白(thrombomodulin，TM)等新型血栓分子标志物在静脉血栓形成的早期就可出现水平异常，可作为判断围手术期血栓事件发生的敏感筛查指标[5-7]。基于此，本文就TAT、t-PAIC、PIC、TM、D-二聚体及FDP等实验室指标在早期诊断围手术期VTE中的研究进展进行综述。

1 围手术期VTE发生机制

正常情况下机体凝血与抗凝系统长期处于动态平衡以维持血管内血液的流动状态，这种平衡一旦被打破，将会导致机体血栓或出血事件的发生。此外，早在19世纪德国病理学家Virchow就提出了血栓形成的经典“三要素”学说，即血管壁损伤、血液高凝(血液成分改变)、血流淤滞[8]。围手术期VTE的发生是多种因素综合作用的结果，其中内皮损伤、凝血及纤溶系统功能异常在其形成过程中起重要作用[9]。多项研究结果表明，外科手术是VTE发生的危险因素[10-12]。手术操作可直接造成血管和组织损伤，进而释放细胞因子触发局部或全身炎症反应，在炎症或受损部位通过中性粒细胞胞外杀菌网络的形成、血小板活化和组织因子微粒的产生等一系列过程，导致内皮功能障碍、凝血系统激活及高凝状态的产生，从而导致VTE的发生。BOVILL等[13]的研究指出，组织因子(tissue factor,TF)是血栓形成的首要生理触发因素，其可通过激活凝血级联反应产生纤维蛋白凝块，进而诱发VTE。此外，术式的不同也可能会对血栓事件的发生产生一定的影响，如行传统开腹手术的患者术后发生VTE的风险高于腹腔镜结直肠手术，可能与开腹手术诱导了更强的炎症反应有关[14]。还有研究发现，手术时间也是VTE发生的危险因素，如ZHANG等[15]在一项回顾性研究中通过多因素分析发现，手术时间>150 min是术后VTE发生的独立危险因素。原因可能是手术操作时间延长导致术中炎症介质持续刺激时间、麻醉药物作用时间及肌肉松弛、静脉血管扩张时间延长，血管压迫作用减弱，最终导致静脉血流淤滞。加之术后长时间卧床，血流缓慢等不利因素阻碍静脉血液回流，最终增加了VTE发生的风险[16-18]。另外，患者自身因素(高龄、肥胖、先天性抗凝血酶缺乏症等)及合并疾病(肿瘤、自身免疫性疾病、既往血栓病史等)均可导致机体处于高凝状态，增加了术后静脉血栓形成的风险[10,19]。

2 血栓形成相关的分子标志物

2.1 凝血系统活化相关标志物TAT凝血酶是一种蛋白质水解酶，是凝血系统激活的关键酶[20]。术中血管受损后释放含有TF的微粒，继而通过外源性凝血途径激活凝血级联反应，产生凝血酶后作用于纤维蛋白原使之转变为纤维蛋白，最终形成的纤维蛋白凝块即血栓[21]。凝血酶不仅是凝血系统激活的敏感标志物，更是VTE形成的关键参与者，可协助判断高凝或血栓前状态[22]。但凝血酶在血液中的半衰期极短，仅有几秒钟，加之既往检测手段有限，所以较难直接进行检测。凝血酶在体内通过与其抑制剂抗凝血酶快速相互作用，以11比例不可逆结合形成TAT，以维持凝血与抗凝血平衡[23],通过检测TAT水平能间接反映体内凝血系统激活过程中凝血酶水平及活性的变化[24]。正常生理状态下，血浆中凝血酶水平较低，相应的血浆中TAT表达水平也较低；病理情况下，TAT水平升高则表明凝血系统被激活，凝血酶生成增加，推测患者血液处于高凝状态，血栓形成风险也随其水平的升高而增加[6]。早在1995年，GINSBERG 等[25]就提出了术前TAT水平与骨科大手术后DVT的发生风险有关。LEE等[22]研究显示，下肢和骨盆骨折术后第7天检测TAT水平(以3.0 μg·L-1为筛查临界值)可能是诊断术后VTE发生的敏感筛查参数，其特异度高达70.1%，远高于D-二聚体(57.0%)。CHENG等[26]的研究结果也发现，关节置换术后发生VTE的患者术后第3、6天的TAT水平显著高于未发生VTE的患者。但有研究认为，术后第3、7天检测TAT水平对VTE的诊断价值较小[5-7]，这可能与研究对象术后应用抗凝药物有关。另外，有研究表明，TAT 水平在弥散性血管内凝血(disseminated intravascular coagulation，DIC)早期可大幅度升高，可作为DIC早期诊断的敏感筛查指标之一[27]。

2.2 纤溶系统活化相关标志物

2.2.1 t-PAIC正常情况下，机体内纤溶和抗纤溶系统保持动态平衡以维持血管的通畅性，而组织型纤溶酶原激活物(tissue plasminogenactivator，t-PA)与组织型纤溶酶原激活物抑制剂-1(plasminogenactivator inhibitor-1，PAI-1)作为一对调节体内纤溶活性的相关标志物，在凝血与纤溶中发挥重要作用[28]。 t-PA是一种单链糖蛋白，对纤维蛋白具有高度亲和力[29]，当机体内纤维蛋白聚集即血栓形成时，激活血管内皮合成并释放t-PA，活化的t-PA使纤溶酶原转化为纤溶酶，降解纤维蛋白为D-二聚体和FDP，其是纤溶系统激活的标志[30]。但在正常机体循环血液中，只有游离的t-PA具有激活纤溶酶原使其活化为纤溶酶的功能，其含量较少，一旦释放便迅速与其抑制剂PAI-1以11结合形成t-PA/PAI-1复合物即t-PAIC而快速失去活性，从而抑制纤溶酶形成，减弱纤溶活性[29]。因此，t-PAIC是VTE形成过程中的重要标志物，是纤溶系统关键调节因子，t-PAIC水平异常表明纤溶活性与抗纤溶活性失衡，检测循环血液中t-PAIC水平变化可以反映纤维蛋白形成或血栓前高凝状态[7,31]。因为t-PA和PAI-1均由血管内皮受损后分泌和释放，二者不可逆结合为t-PAIC，所以t-PAIC也是反映内皮细胞受损程度的敏感标志物[32]。季洪良等[5]研究发现，下肢骨折术后发生VTE患者第1、3、7天t-PAIC水平显著高于未发生VTE患者(P<0.05)，说明t-PAIC水平可揭示术后早期纤溶与抗纤溶隐匿性改变。该研究还指出，在术后第3天检测t-PAIC的水平是早期判断术后VTE发生与发展的最佳时间和较有效的筛查指标，其预测术后VTE发生的灵敏度和特异度分别为40.0%和90.9%，高于TM和PIC。LI等[33]研究显示，t-PAIC水平还与VTE发生频次有关，单次发作VTE患者血浆中t-PAIC水平低于多次发作VTE患者。因此，早期检测t-PAIC对预测VTE有重要意义。

2.2.2 PIC正常机体内纤溶酶生成后迅速被纤溶酶抑制剂(α2-plasmin inhibitor，α2-AP) 以11结合形成PIC，此复合物不可逆，是纤溶系统激活的标志和起点，是直接反映纤溶酶生成的标志物[23]。因纤溶酶同凝血酶相似，半衰期较短在体内难以直接检测，所以测定血浆中PIC 的浓度可反映与α2-AP 结合的纤溶酶水平。PIC水平升高说明纤溶酶生成增加，同时PIC水平也反映了纤溶酶的激活程度。通过监测血浆中PIC水平可有效反映纤溶系统的功能状态，指导抗纤溶治疗[34]。此外有研究显示，几乎所有PIC明显升高的患者都伴有TAT的明显升高，既往有血栓性疾病史的患者升高更明显，这表明VTE形成前可能存在过度的凝血和纤溶激活[33]。ZHAO等[35]研究显示，PIC水平不仅代表纤溶系统的激活，还反映纤维蛋白的形成(血栓形成)，可作为监测静脉血栓形成的良好指标。孟英等[7]研究发现，在行创伤骨科手术的患者中，术后发生血栓者血浆PIC水平显著高于未发生血栓者；该研究还发现， PIC、t-PAIC诊断VTE的敏感度显著高于D- 二聚体。此外，CHENG等[26]通过观察关节置换术后患者血浆中TAT/PIC比值发现，术后第6天检测血浆中TAT/PIC比值能够有效识别需抗血栓预防治疗的VTE潜在高危患者。当其比值截断值取4.03 ng·TU-1时，敏感度和阴性预测值分别高达97.14%和94.12%，因此，检测TAT/PIC比值在一定程度上可指导外科医生预防术后VTE的发生。

2.2.3 D-二聚体D-二聚体是交联的纤维蛋白凝块经活化的纤溶酶降解后的产物，是主要的FDPs[36]。D-二聚体是目前公认的用于诊断血栓的最常用实验室指标，D-二聚体具有灵敏度高、阴性预测价值高的特点，所以D-二聚体检测常作为一种排除性诊断方法用于临床中对VTE形成(包括DVT和PE)的评估[37]。AOKI等[38]通过监测结直肠癌患者围手术期血浆中D-二聚体水平发现，术前D-二聚体检测诊断DVT的阴性预测值为100%，证实了其在围手术期预测VTE形成中的有效性，该研究还发现，术前D-二聚体水平是围手术期发生VTE的独立危险因素。但在临床中影响D-二聚体水平的因素较多，如感染、创伤、手术、心血管疾病﹑肿瘤、怀孕等，所以D-二聚体水平升高可能不能特异性地反映血栓形成。且D-二聚体是一种继发性纤溶产物，其反映的是血栓形成后的状态，所以D-二聚体作为围手术期VTE早期预测标志物可能存在一定不足[39]。但SCHOUTEN等[40]研究表明，D-二聚体联合血栓形成过程中其他重要生物标志物可提高早期VTE诊断的敏感度及准确率。季洪良等[5]研究结果表明，t-PAIC、 PIC、TM与D-二聚体的联合检测对VTE的诊断效能较高，其灵敏度和特异度分别高达83.3%和93.9%。ZHOU等[6]研究发现， TAT、t-PAIC、PIC、TM、D-二聚体、FDP 6项指标联合检测诊断VTE的敏感度和特异度优于单一指标。美国胸科医师学会指出,D-二聚体水平也可作为指导停止抗凝治疗的指标[41]。综上所述，D-二聚体作为筛查指标对预测VTE事件的发生具有重要的价值。

2.3 血管内皮活化相关标志物TMTM是一种表达于血管内皮的跨膜糖蛋白，是血管内皮细胞表面关键的抗凝物质之一。正常生理情况下，作为内皮细胞表面凝血酶受体与凝血酶结合，促进凝血酶与内皮蛋白C受体结合进而激活蛋白C，导致凝血因子Ⅴa和Ⅷa失活，发挥血管内抗凝作用，维持血管内血液正常流动[23,42]。当血管内皮细胞受损时，内皮细胞表面 TM 在蛋白水解酶作用下被水解为可溶性血栓调节蛋白(soluble thrombomodulin，sTM)脱落入血，继而引起血浆中sTM浓度上升，血浆中检测到的血栓调节蛋白即为sTM，因此，检测血浆 TM 水平变化能早期提示内皮功能失调、凝血紊乱[24]。目前，Caprini风险模型在评估VTE发生风险方面作用明确，且有研究表明，血栓标志物TM水平与Caprini评分呈正相关(r=0.451，P<0.05)，二者反映的VTE风险变化趋势相似[43]。此外，李占君等[24]研究显示，TM水平变化是DIC最早发生异常的指标之一，TM可作为诊断DIC 发生的首选生物标志物之一，在诊断DIC中意义重大。因此，将血浆 TM 水平变化作为评估血管内皮损伤程度的敏感标志物，可能对早期VTE发生的风险评估有重要意义[24,32]。

3 结语

围手术期VTE的形成机制较为复杂，目前外科临床中常用的Caprini评估模型仅侧重患者临床资料，缺少特异的实验室指标，不能完全适应围手术期血栓形成的特殊性，对围手术期血栓前状态的综合评估及VTE早期预警方面价值有限。而实验室血栓相关标志物可反映隐匿性的凝血、纤溶及内皮系统功能异常，对早期识别血栓事件发生有重要价值。在多个研究中观察到术后早期TAT、PIC、TM、t-PAIC水平显著升高，且与D-二聚体、FDP联合检测可提高早期识别VTE的准确率，在一定程度上可以指导围手术期VTE的预防及术后抗凝、溶栓效果的监测。而将Caprini评估模型与新型血栓相关标志物充分整合，建立全面、个性化的围手术期血栓前状态风险评估体系应用于临床中VTE的风险评估，不仅可有效提高对VTE的识别，完善血栓预防策略，同时有望协助医师及时准确判断围手术期患者的血栓前状态，确定最佳干预时机及指导临床用药，从而降低VTE的发生率和病死率，改善患者的预后。但目前的研究仍处于初步阶段，需要大样本研究来进一步验证不同血栓标志物组合、不同检测时间节点对围手术期患者发生VTE的诊断价值。