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摘要:深静脉血栓为临床常见并发症,具有发病原因多样化、发病率高、致残率高和死亡率高的特点,已经成为影响人类身体健康的重要因素之一。深静脉血栓形成一直以来被认为主要是凝血功能紊乱造成,但机制尚不明确,而近期越来越多的证据显示免疫系统调节和炎症反应也参与了该过程。活血化瘀中药在预防和治疗深静脉血栓方面发挥了独特的优势。对深静脉血栓的形成因素做简单概述,重点探讨免疫细胞和血小板在深静脉血栓形成中的作用,并分析和展望了具有免疫调节功能的中药在防治深静脉血栓形成中的前景,以便为寻求更有效的治疗方法提供借鉴和参考。

深静脉血栓形成(deepveinthrombosis,DVT)是指血液在深静脉内发生非自然的凝结,从而引发静脉管腔内的血液回流障碍,进而导致局部疼痛,红肿和行动困难的一种疾病,其中以下肢深静脉血栓最为常见,但不仅局限于腿部。该病轻者会导致残废、劳动能力受损,重者会并发肺栓塞(pulmonaryembolism,PE)。DVT和PE共同被称为静脉血栓栓塞(venousthromboembolism,VTE),严重的甚至会引起死亡。VTE是继心肌梗死和卒中后患病率第3高的心血管病[1],DVT及其并发症成为世界范围内致残和致死的主要原因之一。

不同于已被深入研究的动脉血栓,深静脉血栓形成的机制目前还处于探索阶段。DVT长期以来被认为是血液凝固障碍导致,但最近研究表明免疫和炎症过程在DVT中也发挥了作用[2]。已有大量文献报道,部分中药具有良好的抗凝血和抗血栓作用,故它们在预防和治疗DVT方面可能具有独特的优势和疗效。本文从国际上DVT机制最新研究进展入手,总结炎症免疫因素,特别是血细胞(免疫细胞和抗凝细胞)在DVT中的作用,提出具有炎症免疫调节功能中药作用于DVT的思路,以期为今后更好地防治深静脉血栓的形成与发展提供依据。

1DVT的形成因素

Virchow在年提出的DVT的3大因素至今仍被各国学者所公认。而在随后的研究中,科研工作者又相继发现了更多形成DVT的因素。

1.1血流滞缓

DVT经常发生在静脉瓣膜处。静脉血液的回流靠胸腔负压、肌肉的收缩及静脉瓣膜防止血液反流来维持。当四肢肌肉不能正常收缩时,某些静脉的血流速度会减慢甚至完全停滞,从而引发DVT。因此,静脉中的血流停滞是驱动特发性DVT的主要因素之一[3]。

1.2静脉内膜损伤

机体血管内皮细胞本身具有抗血栓的能力,血管内皮细胞受损伤后,可以使促凝物质增加,抗凝物质减少,为血栓形成提供了有利条件。静脉内膜的损伤可由直接损伤、感染或其他组织损伤等局部因素引发,临床上最常见的原因为静脉注射有刺激性的药物,如高渗性液体、某些抗生素及抗癌药以及在同一静脉处反复穿刺[4]。静脉内膜损伤后释放出凝血因子、组织凝血质,启动外源性凝血途径,这些物质能引起血管收缩和细胞损伤,甚至引起正常血管的内弹力板断裂,使血小板和纤维蛋白沉积并网罗各种血细胞而形成血栓。

1.3血液高凝状态

外伤或手术后患者血液高凝状态使肝脏清除激活凝血因子能力降低。激活儿茶酚胺并释放使血小板聚集率增高,也可引起高凝状态。此外,很多疾病都可发展成获得性高凝状态,如恶性肿瘤、妊娠、播散性血管内凝血、糖尿病及肾病综合征等[5]。

1.4手术因素

研究表明,术后DVT的发生与手术类型、手术规模、手术历时及术后制动时间等有密切关系。有数据显示,手术时间超过4h,DVT发生概率明显增加;手术时间过长,会导致麻醉时间相应增加,从而引起静脉血管扩张,血流减慢、瘀滞,增加了DVT发生的风险。大手术后的中、小手术也容易产生DVT[6]。有研究者报道,在手术中或者手术后输血会增加DVT和PE的发病风险,尤其是给患者输新鲜冰冻血浆,因为库存血中含有的颗粒和细胞碎片较多,黏稠度相对较高,进一步促进了DVT的形成。术后应用止血药、止血剂等也可增加血栓形成的概率[7]。

1.5化疗和放疗因素

化疗和放疗是现代医学中肿瘤患者常用的治疗手段之一,特别是癌症晚期患者。化疗使抗凝物质减少,同时可致血管壁上皮细胞破裂,释放细胞因子,促进血小板和白细胞聚集[8]。更有研究者表明化疗患者发生DVT的概率为普通人群的2~6倍[9]。

1.6其他因素

高龄、糖尿病、严重静脉曲张、合并感染、充血性心力衰竭、肾脏疾病、肥胖、慢性肝病、凝血功能异常等疾病甚至补液量不足等均是发生DVT的高危因素。患者不动时间超过72h也被认为是引发DVT的主要因素之一,而住院治疗每增加1d就会增加患DVT3%的风险[10]。另外,DVT的发生率与年龄相关,呈指数增长[11]。

2炎症免疫反应在DVT中的作用

DVT的发生会涉及到一系列复杂的级联反应,其可以概括为3个连续而又重复的阶段:(1)驱动因素触发DVT;(2)内皮的激活;(3)血细胞的聚集。炎症免疫反应参与了DVT的全过程。本文对聚集的不同细胞所发挥的作用进行总结。

2.1白细胞

当静脉血流速度降低或者受到限制时,白细胞会快速在血管壁聚集。在下腔静脉(IVC)狭窄1h后,白细胞便开始出现并黏附于静脉内皮;5~6h后,白细胞就会覆盖整个内皮表面,其中80%以上为中性粒细胞,剩下的20%为单核细胞[12]。有研究发现,在内皮表面缺乏P-选择素的小鼠模型中,白细胞数量减少了几个数量级,说明白细胞的聚集依赖于静脉内皮的P-选择素。此外,缺陷小鼠未出现DVT,表明白细胞的聚集对于血流限制引发的DVT至关重要[12]。有研究者也观察到P-选择素在慢性DVT患者的白细胞中表达较高,印证了白细胞与P-选择素的关系[13]。虽然活化的血小板表面也暴露了P-选择素,但血小板衍生的P-选择素在白细胞聚集的作用中并不明显[12]。在DVT中聚集的白细胞亚群主要有中性粒细胞和单核细胞,它们在DVT发病机制中发挥了重要作用。

2.1.1中性粒细胞早在年就发现了中性粒细胞参与DVT。最近的研究也证明了中性粒细胞在DVT病理生理学中发挥关键作用[14-15]。当机体内的中性粒细胞被清除时,静脉血栓的形成将会被抑制,表明中性粒细胞在DVT中的作用是不能被其他白细胞(单核细胞)所取代的[12]。但是研究人员只是在狭窄DVT模型中观察到中性粒细胞的促血栓形成作用。在血瘀模型中,中性粒细胞减少不影响小鼠血栓大小,反而导致大鼠血栓形成甚至增大[16]。

当中性粒细胞聚集到静脉壁时,由于被激活而释放的DNA、抗菌蛋白、各种酶以及组蛋白会交织排列,形成一个胞外网状结构,这个网状结构即为中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophilextracellulartraps,NETs)。尽管单核细胞也可以造成胞外诱捕网[17],但中性粒细胞缺失小鼠静脉血栓实验表明,中性粒细胞才是这些诱捕网的主要来源[12]。在静脉血栓模型中,研究者检测到大量的NETs[14,18]。在DVT患者血浆中,同样发现具有含量较高的NETs生物标志物[19-20]。最近研究发现,在NETs上的依赖性自噬细胞会外传递中性粒细胞源性组织因子(tissuefactor,TF),这一现象更加说明了中性粒细胞参与了DVT的过程[21]。

NETs对纤维蛋白沉积、血小板诱捕和激活以及血栓的稳定起到了三维支架的作用[22]。NETs的形成会诱捕血小板,随后活化的血小板又会进一步诱导内皮损伤,进而造成血流障碍。各种黏附蛋白[包括血管假性血友病因子(vonWillebrandfactor,vWF,存在于韦伯潘力氏小体(WPB)中的凝血因子)、纤维蛋白原和纤连蛋白]可以与组蛋白结合,使NETs成为不依赖于纤维蛋白网的血小板和红细胞黏附的支架[18]。体外实验也表明NETs在静脉剪切率下刺激血小板黏附和聚集,并在体内诱导血小板减少症,这2种作用可随着组蛋白失活被消除,表明组蛋白是血小板活化的关键因素[18,23]。另一方面,NETs也可以通过凝血级联的增强和抗凝血活性的降低来促进血栓形成。NETs可直接与凝血因子FXII等结合,通过激活内源性凝血途径促进血栓形成。同时,NETs上沉积的丝氨酸蛋白酶可通过分解组织因子(TF)途径抑制物而使体内抗凝物失活,从而加剧凝血反应[24]。此外,与NETs有关的中性粒细胞蛋白酶会降解抗凝血剂,而组蛋白会削弱血栓调节蛋白依赖性蛋白C的激活,促进凝血酶的产生[25-26]。因此,NETs可能是中性粒细胞和静脉血栓形成间的一个重要机制。

2.1.2单核细胞中性粒细胞源性TF参与了DVT的发生,同样单核细胞源TF也参与了该过程。单核细胞在静脉壁聚集,是TF的主要来源,又是外源性凝血途径和纤维蛋白沉积的主要诱发因素。在DVT的狭窄模型中,骨髓白细胞中TF的缺失会完全阻止血栓形成,但不影响白细胞的聚集[17]。然而,在完全瘀滞模型中,DVT主要由血管壁源性TF驱动,白细胞源TF则无驱动效果[27]。导致这种差异的原因可能是这些相似但不同的模型中产生的致病机制不同。研究表明,在非炎症状态下,中性粒细胞产生的TF是从单核细胞转移过去的[28-29]。同时,有实验证明白细胞的促血栓形成功能受Toll样受体9(TLR-9)信号传导的负调控,缺乏TLR-9会导致单核细胞向静脉血栓的募集减少[30]。

2.2血小板

同白细胞一样,当静脉血流速度降低或受到限制时,血小板被募集并被运输到静脉壁,并在DVT中发挥重要作用。在动脉血栓形成过程中,血小板会形成大聚合体作用于病理部位[25]。然而,与在动脉血栓中相反,血小板在DVT中的作用形式是单个募集,并直接黏附于活化的内皮细胞或黏附的白细胞,形成小的异型聚集体[12]。

GPIb是主要的血小板膜糖蛋白,也是血小板黏附、聚集等功能中的关键角色。血小板黏附过程中,GPIbα是介导vWF与血小板受体GPIb-IX-V复合体结合的关键位点。结合之后,vWF会将血小板固定于受损的内皮,从而引起血小板黏附,细胞骨架发生改变,进而引发血小板变形、移动、分泌、聚集和收缩等一系列变化,启动生理性止血作用或病理性静脉血栓的形成[31]。最近,又有研究表明血小板募集还取决于血小板膜分子CLEC-2,其是一种能够结合平足蛋白(podoplanin)的基于半免疫受体酪氨酸的活化基序的II型跨膜受体[32]。而平足蛋白为一种存在于小鼠IVC壁中的I型跨膜唾液酸样跨膜蛋白,在血栓形成过程中表达会增多[33]。

活性氧(ROS)会参与血小板的活化。随着血管内ROS生成的增加,静脉血栓导致的血小板募集运输也会加强,从而促进血栓的生长[34]。血管壁ROS的释放通过一氧化氮(NO)的清除,降低血管内皮细胞的抗血小板性能[35]。当然,在常见的胶原或凝血酶等刺激下,血小板自身也会产生ROS,如O和H2O2等作为第2信使,通过钙动员、减少NO的利用度或灭活NO、花生四烯酸非酶氧化途径形成异前列腺素[36],以及促进氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)生成[37-38]等途径促进血小板聚集和血栓形成。并且ROS对DVT发病机制的影响会随着年龄的增长而增加[34,39],这也一定程度解释了为何老年患者VTE的发病率高这一现象。此外,活化的血小板能够一定程度刺激中性粒细胞来释放NETs[40]。所以,通过抑制血小板活化可以一定程度地减少NETs的释放和组织损伤。

NLRP3是核苷酸结合寡聚域样受体家族分子中的一种胞内型受体,与接头分子及效应分子(caspase-1)组装成NLRP3炎症小体。研究显示,静息状态血小板可表达NLRP3、接头分子。在血小板活化的状态下,NLRP3和接头分子会组装成功能性NLRP3炎症小体,激活procaspase-1形成caspase-1,产生白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-18等炎症因子,促进炎症过程[41]。研究也发现NLRP3的数量与小鼠完全瘀血DVT时的血栓程度有关[42]。

除促凝血活性外,募集的血小板还发挥了重要的促炎症刺激作用,因此也成为各种损伤相关分子模式(damage-associatedmolecularpatterns,DAMPs)的来源[43-45]。血小板募集运输到静脉壁后,会暴露一种核小体蛋白HMGB1[44],释放到细胞外空间时作为DAMP。巨噬细胞、单核细胞等受脂多糖(LPS)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、γ干扰素(IFN-γ)、IL-1等刺激后,HMGB1可以通过非典型的、囊泡介导的途径主动分泌到细胞外,造成局部或者全身性炎症。研究者发现,当血小板来源的HMGB1缺乏时,DVT模型中的血栓大小和血栓形成的发生率都会显著降低[45]。还有研究表明,HMGB1通过高级糖基化终产物(RAGE)和其他模式识别的受体,促进中性粒细胞NETs的表达和单核细胞的募集运输[46]。

血小板参与DVT的发病机制受到几种因素的限制。ApoA-I[高密度脂蛋白(HDL)中的主要载脂蛋白]与内皮受体清除剂受体BI(SR-BI)的相互作用可抑制静脉内皮的血小板募集。淀粉样前体蛋白(APP)在血小板中的大量表达会降低血小板促进白细胞募集至静脉血栓的能力。APP的遗传缺陷与NETs增加、NETs进入静脉血栓的增加以及DVT增加有关[47]。因此,APP或其功能类似物可同时预防局部炎症和NETs产生DVT。

3DVT的中医认识及现代网络药理靶标分析

中医学认为DVT属于祖国医学“水肿”“瘀血流注”“血瘀证”“脉痹”等范畴,因血行不畅、气滞血瘀、瘀血阻于脉络、脉络滞塞、营血回流受阻、水浸外溢,聚而为湿,终发本病。王银中等[48]认为DVT主要致病因素为湿、热、瘀、虚相互影响,瘀血贯穿始终,脉络血凝湿阻是本病的主要病机。陈淑长根据辨证将其分为3个类型:湿热下注型、脾虚湿阻型和脉络湿瘀型[49]。还有研究将其分为湿热下注型、气虚血瘀型和脾虚湿困型[50]。年国家中医药管理局发布的《中医病症诊断疗效标准》将该病明确命名为“股肿”,但中医工作者对DVT辨治的认识不尽相同,迄今尚未建立统一的DVT基本证型和治疗法则,目前其主要治疗方法为活血化瘀。

以“DeepVeinThrombosis”或“Deepvenousthrombosis”为关键词,在IPA(IngenuityPathwayAnalysis)、NCBI-gene、GeneCards、CADgene等数据库(表1)中进行搜索整合获得该疾病相关的靶标。

采用IPA的Coreanalysis功能模块对上述整合的数据进行分析,选择与DVT靶标相关的功能疾病作为切入点,通过P值获得相关功能疾病,排名前20的疾病如图1-A所示。结果表明DVT靶标同时与免疫和炎症关系密切,其中炎症反应排名第1,免疫疾病排名前10。进一步的疾病相关性分析表明,参与DVT的免疫、炎症反应相关靶点多达个(图1-B,蓝线相连代表炎症相关靶点,绿线相连代表免疫相关靶点),其中包括了个免疫和炎症参与DVT过程的共同靶点(图1-C),红色的为一些常见的靶点,如TNF-α、IL-1α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、核转录因子-κB(NF-κB)、p38丝裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)、转化生长因子-β(TGF-β)、AGER、HMGB1等,充分说明了免疫炎症反应在DVT发生、发展过程中的重要作用。

文献调研发现,目前用于DVT治疗的中药大多为活血化瘀类,如丹参类制剂具有抗血栓和降低D-二聚体作用,改善关节置换手术患者的血液高凝状态,进而预防关节置换术后DVT形成[51];在下肢深静脉血栓患者中,三七类制剂可以降低血浆中CD62p、CD63、GPIIb/IIIa、FIB及D-二聚体的水平,降低凝血因子I的表达[52];红花类制剂在防治DVT过程中,可以降低血黏度、加快红细胞的流速、抑制血小板的聚集,以及扩张血管、增加血流量及改善微循环等[53];灯盏花素注射液可改善DVT患者的凝血指标,降低患者血浆血磷脂酸(LPA)、同型半胱氨酸(Hcy)及P-选择素水平,从而提高DVT患者血栓再通率[54];疏血通在预防和治疗髋关节术后静脉血栓形成中,不仅有抗凝、激活纤溶的作用,还能保护内皮细胞,抑制血小板聚集;四物汤和四君子汤联合常规治疗可调节全膝关节置换术术后膝关节骨性关节炎患者血流变,改善其血液高凝状态,促进患者膝关节功能的恢复,预防DVT发生[55]。董林等[56]用佛手通瘀汤预防DVT取得了显著疗效(有效率为95.37%),同时在治疗期间没有出现伤口裂开和出血增加的危险;焦志成等[57]采用八珍汤加减在预防DVT中总有效率达到%;补阳还五汤能明显降低患者全髋关节置换术后血浆中D-二聚体水平,干预血液的高凝状态,提高静脉内的血流速度,从而预防下肢DVT的形成[58]。值得注意的是,这些活血化瘀类中药除了具有较强的抗凝血作用外,在免疫炎症调节方面也有大量报道。本课题组前期通过中医传承辅助系统和IPA系统分析了活血化瘀中成药配伍规律,并推测含丹参、红花和川芎活血化瘀中成药抗血栓作用主要与其抑制炎症反应有关[59]。基于前期分析,以丹参、红花为例总结其在免疫炎症调节方面的作用。如表2所示,常用活血化瘀中药丹参、红花中多种活性成分均可以通过TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、NF-κB、TGF-β、HMGB1等靶点发挥其免疫炎症调节作用。这些靶点属于DVT和免疫炎症反应的共同靶点,且均为免疫炎症调节过程中的重要靶点。不可否认,活血化瘀类中药在防治DVT过程中,除了已熟知的抗凝血作用外,也可能参与了对免疫系统的修饰及对炎症反应的调控,且可能发挥了重要的作用。

需要指出的是,除活血化瘀类中药外,还有很多中药也具有免疫炎症调节作用。笔者分别以“traditionalChinesemedicineandImmuneinflammatory”和“中药、免疫、炎症”为关键词,在数据库blyun(

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