血清D-二聚体消除动力学模型构建对静脉血栓栓塞的预测价值

朱志峰 金 剑 陶伟民 徐振东 张 海

1.同济大学附属妇产科医院药剂科，上海 200092；2.上海交通大学医学院附属第九人民医院药物临床试验机构办公室，上海 200011；3.同济大学附属妇产科医院重症监护室，上海 200092

静脉血栓栓塞（venous thromboembolism，VTE）包括深静脉血栓（deep vein thrombosis，DVT）和肺栓塞（pulmonary embolism，PE），血液淤滞、高凝和血管壁损伤都会增加VTE 风险[1]。血栓风险评估模型可预测血栓发生率，联合D-二聚体能更好地评估[1-4]。D-二聚体排除VTE 的阴性预测值很高，但最佳抗凝疗程尚无定论[3]。指南推荐妇科肿瘤患者抗凝疗程为3 个月以上，产褥期患者抗凝疗程6～12 周，抗凝时间是否延长可通过D-二聚体检测提供更加个体化的信息[3,5]。根据药代动力学理论，不同个体之间代谢速率不同，可通过建立数学模型描述D-二聚体清除过程[6]。D-二聚体来源于血栓主要成分交联纤维蛋白的降解，D-二聚体清除过程可反馈血栓状态。本研究通过构建D-二聚体清除动力学模型，计算抗凝期间D-二聚体清除速率，探索D-二聚体转阴过程，为临床提供治疗依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2020 年1 月至2022 年12 月于同济大学附属妇产科医院妇科或产科进行抗凝治疗的79例患者的临床资料。纳入标准：①妇科或产科患者；②术后或产后VTE；③使用低分子肝素抗凝治疗。排除标准：①D-二聚体浓度缺失；②未检测抗凝血因子Xa；③术前发现血栓并进行抗凝治疗；④术后血栓时间＞1个月；⑤抗凝时间＞42 d。

1.2 研究方法

VTE 诊断主要通过CT 下肺血管造影或下肢静脉压迫超声检查，结果阳性表示确诊。查找病历收集纤维蛋白原、D-二聚体、凝血酶原时间、部分凝血酶原时间、凝血酶时间、纤维蛋白降解产物、国际标准化比值、抗凝血因子Xa 等信息，用二级消除动力学模型拟合D-二聚体消除曲线，个体间变异用加法模型或指数模型，残差变异模型用指数模型。模型中加入某一变量后，目标函数值（object function value，OFV）下降＞3.84，表示影响显著，则该变量纳入模型，并建立全量回归模型。用后项剔除法删除影响不显著的变量，若OFV 上升＞6.63，则保留变量，获得最终模型[6]。模型使用非线性混合效应模型（nonlinear mixed effects models，NONMEM）7.4 软件计算参数，R 语言3.6.2 软件及XPosed4 包画图。

1.3 模型的评价与验证

拟合优度法：对模型中条件权重残差与抗凝天数及群体预测值绘制散点图，数据在x 轴零位线两侧均匀分布在±2 以内的模型较好。对模型中观察值与群体预测值及个体预测值线性回归，数据均匀分布在y=x轴两侧，则拟合精密度高。用NONMEM 自举法执行最终模型1 000 次，比较最终模型和自举法参数误差。

1.4 模型应用

基于最终模型参数和D-二聚体浓度，采用最大后验贝叶斯法计算个体参数，预测抗凝治疗后的D-二聚体浓度。

2 结果

最终纳入79 例患者，454 个D-二聚体测定值。其中，PE 64 例（81.01%），下肢静脉栓塞4 例（5.06%），混合栓塞（PE+DVT）11 例（13.92%）；产科27 例，妇科52 例（癌症患者14 例）。抗凝第1 天的纤维蛋白原、D-二聚体、纤维蛋白降解产物、凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间、凝血酶时间、国际标准化比值和抗凝血因子Xa 分别为（3.82±1.02）g/L、3.75（1.91，5.03）mg/L、（13.93±11.58）mg/L、（11.42±1.09）s、（28.21±4.48）s、（16.32±1.34）s、（0.98±0.10）和0.32（0.19，1.04）IU/ml。

2.1 模型结果

D-二聚体来自交联纤维蛋白，生成速率符合米氏方程[8]（图1 公式①），D-二聚体和血栓量（fibrin monomer complex，FMC）相关（图1 公式②），最终模型使用二级消除动力学[8]描述D-二聚体清除过程（图1公式③），估算清除率（KE）和D-二聚体初始值（C0）的群体典型值等参数，癌症患者（CA）协变量纳入清除率计算。NONMEM 控制文件中模型参数计算公式：C0=θC0×eƞ；KE=θKE×（1-θCA）+ƞ。

图1 模型框图和计算公式

2.2 模型评价和验证

最终模型OFV 值比基础模型下降16.5，基础模型（A）和最终模型（B）拟合优度见图2，A1 和B1 描述群体预测值、个体预测值和观察值的散点图（线表示同一病例），A2 和B2 描述观察值、个体预测值、群体预测值和抗凝天数的散点图，A1、A2、B1 和B2 的观察值和个体预测值接近；D-二聚体初始值变异较大，模型应用需建立在D-二聚体初始值基础上计算个体参数；A3、A4、B3 和B4 中大部分点位于±2 以内。自举法验证结果见表1。

表1 D-二聚体清除动力学基础模型、最终模型及自举法验证结果

图2 基础模型（A）和最终模型（B）的拟合优度诊断图

删除模型中初始D-二聚体之外数据，用最大后验贝叶斯法预测模型中数据，结果观察值和个体预测值呈线性，R2=0.75，平均百分比误差为23.17%，平均绝对百分比误差为48.93%。D-二聚体初始值较大的患者初期预测误差较大，可以通过增加测定点减少后期预测误差。按初始D-二聚体3.73 mg/L 计算达到阴性值0.5 mg/L 的时间平均17 d，初始半衰期2.68 d；癌症患者达阴性需35 d，初始半衰期5.43 d。

3 讨论

D-二聚体是交联纤维蛋白降解标志物，表明凝血和纤溶激活增加[9-12]。患者血栓主要发生在术后2～3 d，D-二聚体中位数3.75 mg/L，95%以上血栓发生在术后1 周内，抗凝治疗1 个月内下降到正常[13]。术后第5 天D-二聚体是下肢静脉血栓的独立危险因素，D-二聚体和血栓体积显著相关，D-二聚体阴性可排除DVT 或PE[14-16]。

本研究结果发现，妇科恶性肿瘤患者D-二聚体消除较慢。恶性肿瘤细胞表面过表达的组织因子可导致凝血激活[17-18]。乙酰肝素酶在癌症中高表达使肝素链碎片化而减弱抗凝血酶的活性[19-21]；肿瘤细胞表面葡萄糖调节蛋白能与组织型纤溶酶原激活物结合，高表达时纤溶酶生成减慢，表现为D-二聚体下降缓慢[21]。术后D-二聚体是恶性肿瘤患者下肢静脉血栓形成的独立危险因素[13-14,23]。在恶性肿瘤患者中，VTE 患者D-二聚体水平每个月增加约0.47 mg/L，无VTE 患者D-二聚体水平基本不变[24]。

经过拟合，D-二聚体最终模型使用二级消除动力学模型，癌症患者作为消除速率的协变量纳入模型。术后7 d 凝血和纤溶系统基本稳定，D-二聚体下降较慢或者上升的患者血栓风险较高，可定期复查排除血栓复发风险[25]。抗凝血因子Xa 变量未能纳入模型，但每日1 次低分子肝素给药发现血栓后，每隔12 h 给药1次可缓解，提示抗凝需足量治疗，初期治疗未达凝血因子Xa 目标浓度D-二聚体可能上升，长疗程患者减量延长抗凝治疗对降低血栓发生率有优势[26-28]。

综上所述，本研究模型能较好地预测妇产科患者术后抗凝治疗期间D-二聚体的变化过程。本研究也存在一些不足之处，作为一项单中心的回顾性研究，由于医院规模的限制和临床资料的缺失，在研究中可纳入的研究对象较少，且缺少完全健康女性数据作为对照，故后续仍需要进一步扩大样本量。

利益冲突声明：本文所有作者均声明不存在利益冲突。