引用本文: 許勤宸, 高世林, 吳洲鵬, 劉春娟, 王默進. 深靜脈血栓形成相關生物標志物的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2024, 31(8): 1019-1024. doi: 10.7507/1007-9424.202403058 復制
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深靜脈血栓形成(deep venous thrombosis,DVT)是一種常見的靜脈血栓栓塞性疾病[1]。目前,DVT的臨床診斷主要依靠影像學手段,但由于醫療成本或侵入性檢查等原因,臨床上一般不會對缺乏特異性癥狀或非高危患者進行影像學檢查[2-3]。因此,尋求具有高敏感度和特異度且簡便易行的生物標志物對于DVT的風險預測、早期診斷、及時治療等方面具有重要意義。在眾多的生物標志物中,D-二聚體因其廣泛的研究基礎和在臨床實踐中的應用而受到關注。D-二聚體常用于患者篩查,為臨床決策提供參考。然而,其高敏感度(96%)與低特異度(40%)并存的問題不容忽視,陽性預測值僅為48%,這可能導致診斷時產生假陽性結果[4]。此外,D-二聚體水平受多種因素影響,如惡性腫瘤、感染、心肌梗死、創傷、腎功能損害、妊娠等,這使得其在特定人群中的應用受到一定限制,往往需要進一步的影像學檢查予以確診[5]。近年來,可溶性P-選擇素作為DVT診斷的生物標志物受到了關注,據報道其在下肢DVT的診斷中較D-二聚體更具特異性[6]。然而,由于缺乏統一的測量方法和最佳檢測點,其應用仍受到一定限制。
筆者將重點關注近5年國內外正在研究的新穎生物標志物,按照它們在血栓形成和發展中的大致作用和時間順序進行綜述,旨在探討它們在DVT診斷中的性能以及指導靜脈血栓形成治療的潛在益處。通過深入研究這些生物標志物,我們有望為DVT的臨床診療提供更為準確、高效的手段,進而改善患者的生活質量并降低疾病負擔。
1 血清微小核糖核酸
血清微小核糖核酸(microRNA,miR) 是一種內源性小分子RNA,可以調節基因表達,從而以多種方式控制細胞的生物學過程[7]。過去對miR的研究多集中在各類心血管疾病[8-9]和腫瘤[10-11]中,被作為診斷和預后的生物標志物,但沒有探討miR在DVT患者中的作用。2015年,Qin等[12]首次探討了與DVT發展相關的miR。該研究納入了38例連續接受膝關節或髖關節手術的患者,采用病例對照研究的方法,收集DVT組和對照組(無DVT)患者的外周血清標本,使用TRIZOL 試劑從血清樣本中分離出總RNA,最后對736個人類miR進行檢測。結果顯示:與對照組相比,術后DVT組患者血清中的miR-582、miR-195和miR-532的表達水平增高。 這一發現表明血清miR有可能作為診斷DVT的非侵入性生物標志物。此后,多項研究對各類miR進行了一系列的探究,例如,miR-96[13]、miR-495[14]、miR-150[15]等。此外,有研究[16]將miR-27a/b和血清miR-320a/b與D-二聚體聯合應用,提高了DVT患者的診斷準確性。因此,miR可作為DVT輔助診斷的一部分,提高D-二聚體檢測DVT的敏感度和特異度,但仍需要更多的臨床數據來驗證其準確性和可靠性。
此外,由于一個miR可以有數百個靶基因,一個基因可以成為許多miR的目標靶點,而DVT的形成是由許多miR控制的復雜過程。因此,確定由特定miR調節的確切機制尤為重要,但目前對于miR在DVT中的具體作用機制尚不完全清楚,還需要進一步的研究來揭示其潛在的生物學功能和臨床應用價值。
2 E-選擇素
E-選擇素是一種由活化的內皮表達的糖蛋白,主要存在于內皮細胞中,可與P-選擇素密切結合,將白細胞吸附到炎癥部位,促進凝血的發生[17]。 在動物實驗[18]中表明,E-選擇素是小鼠靜脈血栓形成模型中血栓形成和纖維蛋白含量的重要調節因子,E-選擇素敲除小鼠血栓的纖維蛋白含量降低,靜脈壁炎癥和纖維化減少。此外,由于E-選擇素基因中的單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP)Ser128Arg在某些動脈粥樣硬化或再狹窄患者群體中可能具有特定的影響,基于此,Jilma等[19]對102例DVT復發的患者進行研究,發現這種SNP在增強組織因子觸發凝血的過程中,也可能促進復發性DVT的發展 [HR=4.1,95%CI為(1.5,11.4)],這可能是復發性DVT的新型生物標志物。此外,E-選擇素也可為DVT的治療與預防提供新路徑。 Myers等[20]在動物實驗中對比E-選擇素抑制劑(GMI-1271)與GMI-1271聯合低分子量肝素(low molecular weight heparin,LMWH)對DVT的拮抗作用,結果顯示,單獨使用E-選擇素抑制劑組無靜脈壁增厚,聯合使用組與空白對照組靜脈壁增厚率分別為26%與80%,表明在防止靜脈壁增厚方面,單獨使用GMI-1271優于與LMWH聯合使用。因此,E-選擇素抑制劑可作為DVT獨立治療或標準治療的輔助手段,彌補常用抗凝劑的缺陷,降低出血并發癥風險,從而成為具有臨床應用價值的DVT生物標志物[21-22],但還需要大樣本臨床研究進一步評估。
3 組織因子通路抑制劑
組織因子通路抑制劑(tissue factor pathway inhibitor,TFPI)是由內皮細胞產生的一種天然抗凝蛋白,在維持血液系統的正常功能中起著關鍵作用。TFPI的抗凝機制可分解為2個關鍵環節。首先,TFPI通過與激活的凝血因子Ⅹ a(factor Ⅹ a,FⅩ a)相互作用,形成TFPI/FⅩ a復合物;隨后,這一復合物進一步與凝血因子Ⅶa(coagulation factor Ⅶa,FⅦa)/組織因子(tissue factor,TF)復合物結合,最終構成一個非活性的四元復合物(TF/Ⅶ a/Ⅹ a/TFPI),從而有效抑制凝血過程[23-24]。2021年,Cao等[25]開展了一項前瞻性病例對照研究,旨在探討TFPI在創傷患者(包括DVT患者與健康對照)中的作用,結果顯示:相較于無DVT的創傷患者,DVT患者的TFPI抗凝血活性顯著升高,具體表現為TFPI初始抗凝時間比、TFPI 整個抗凝時間比以及TFPI抗凝時間比水平均較高;此外,該研究還確定了診斷DVT時TFPI初始抗凝時間比的最佳截點,并評估了其敏感度和特異度。Sidelmann等[26]針對急性DVT患者的研究也得出了類似結論。這一現象的潛在機制可能與創傷患者血管內皮細胞的嚴重損傷及炎癥有關,這些病理生理過程可能導致TFPI抗凝血活性的升高。同時,TFPI水平的增高也可能反映了DVT患者對體內高凝狀態的一種適應性反應[25]。因此,TFPI參數有望成為預測DVT的生物標志物,特別是在創傷患者的風險評估中。然而值得注意的是,也有研究[27]報道了與上述結果相矛盾的現象,即TFPI濃度的降低與DVT風險的增加相關聯。這些相互矛盾的研究結果提示我們,TFPI在DVT發病機制中的作用可能更為復雜,需要進一步深入研究以明確其確切作用及調控機制。
因此,TFPI對于DVT的預防和治療具有潛在的重要意義。通過調節TFPI的水平,或許可以有效地預防或治療DVT。然而,目前對于TFPI和DVT關系的了解仍在深入研究中,尚有許多未知的領域需要探索。
4 中性粒細胞胞外誘捕網
中性粒細胞胞外誘捕網(neutrophil extracellular trap,NETs)是由DNA骨架、組蛋白、顆粒成分以及胞漿蛋白組成的網狀結構,該結構可為DVT成分提供一種支架平臺,起到對于紅細胞、白細胞和小板的黏附、活化及聚集作用,NETs自身成分還可以促進凝血因子的基因表達[28]。在探索NETs與DVT關系的早期研究中,Wang等[29]首次在動物疾病模型中發現兩者之間存在緊密聯系,該研究結果顯示,在DVT疾病模型中,血栓靜脈組織中的細胞外DNA顯著增多,并與vWF共染,同時血清DNA水平也呈現升高趨勢;而在非血栓靜脈組織中,細胞外DNA并未呈現陽性染色。隨后,Lim等[30]在小鼠DVT模型中也觀察到了相似的現象。這些研究結果在人類疾病中得到了進一步驗證,證實了NETs與靜脈血栓之間的關聯。 Liu等[31]的研究觀察了654例創傷骨折患者血漿中瓜氨酸組蛋白H3(citrulline histone H3,H3Cit)、細胞游離DNA(cell free DNA, cfDNA)和核小體的NETs生物標志物水平,結果顯示,DVT組的H3Cit水平為1.88(1.11,3.35)ng/mL,顯著高于創傷非DVT組的0.38(0.10,1.17)ng/mL(P≤0.05),提示中性粒細胞釋放的NETs參與了骨折患者DVT的形成,H3Cit檢測可協助骨折患者的DVT診斷。
目前,對NETs相關血栓形成的研究主要集中在促進NETs降解和抑制中性粒細胞胞外誘捕網形成過程(neutrophil extracellular traps formation,NETosis)上。在NETs降解方面,有研究表明,使用脫氧核糖核酸酶Ⅰ(deoxyribonucleaseⅠ,DNaseⅠ)可以實現NETs的部分溶解,結合使用組織型纖溶酶原激活劑(tissue plasminogen activator,tPA)可以實現完全的溶栓[32-33]。然而,DNaseⅠ對NETs的降解是否會導致具有促凝活性的組蛋白等成分的釋放,并增加血栓形成的風險,還需要進一步研究。在NETosis抑制方面,肽基精氨酸脫亞胺酶4(peptidylarginine deiminase 4,PAD4)選擇性抑制劑[34]、中性粒細胞彈性蛋白酶(neutrophil elastase,NE)抑制劑[35]、維生素C [36]等都可以減少NETs的產生,為NETs相關抗血栓治療提供了另一種潛在的方法。
總之,NETs在血栓形成過程中扮演著重要角色,針對NETs降解和NETosis抑制的研究為血栓形成的治療提供了新的策略和方向。未來研究需要進一步探索NETs的生物學功能及其在血栓形成中的具體機制,以期開發出更有效的抗血栓治療方法。
5 纖維蛋白單體
纖維蛋白單體(fibrin monomer,FM)是血栓形成的早期產物,在血液中先于D-二聚體生成。纖維蛋白原在凝血酶的作用下,脫掉肽A與肽B后形成。當FM水平上升時,說明血液中有凝血酶產生,提示凝血機制被激活。因此有研究[37]認為,FM對DVT的早期診斷具有一定的價值。
陳哲等[38]使用血清FM與D-二聚體聯合彩色多普勒超聲對骨折術后患者進行DVT檢測。結果發現,術后第1天血清FM聯合彩色多普勒超聲對骨折患者術后DVT 的診斷效能一致性較好(χ2=20.306,P<0.05),血清D-二聚體聯合彩色多普勒超聲對骨折患者術后DVT 的診斷效能一致性較差(χ2=0. 406,P>0.05),提示血清FM對于DVT 的早期診斷有相對更好的臨床價值,但該領域的前瞻性研究較少,并未建立診斷意義上的臨界值,有待進一步探討。Schutgens等[39]使用了2種新型FM測定方法(Auto LIA-FM和IATRO SF)評估FM的檢測準確性,結果發現,Auto LIA-FM檢測的最佳臨界點為 ≤3 μg/mL,敏感度、陰性預測值和特異度分別為88%、88%和59%;IATRO SF檢測的最佳臨界點為 ≤2 μg/mL,敏感度、陰性預測值和特異度分別為92%,81%和22%,2種檢測方法的結果差異較大。
因此,在凝血早期通過對FM的檢測,可為術后DVT提供早期診斷的依據,從而成為有價值的DVT早期生物標志物。尤其是在D-二聚體濃度異常且彩色多普勒超聲正常的患者中,FM水平的診斷價值更大,但其檢測方法與臨界值還需要進一步探索[40]。
6 血栓調節素
血栓調節素(thrombomodulin,TM)是一種在內皮細胞表面表達的整合膜糖蛋白,具有抗凝、抗炎、保護內皮細胞、維持血管穩態等功能,是監測內皮細胞損傷的敏感指標[41]。研究表明,內皮功能障礙導致凝血-抗凝血平衡的破壞,而炎癥因素刺激的血栓調節蛋白(thrombomodulin,THBD)下調和TF上調是DVT發病過程中內皮功能障礙的標志性事件[42-43]。Cheng等[44]研究了DVT進化過程中TM的動態變化,結果表明:TM參與了DVT的演變,并可能被用作測量疾病活動的動態生物標志物;由于TM能夠將凝血酶從促進凝血的蛋白酶轉化為抗凝物,并激活纖溶抑制物(TAFI),因此,它在防止血栓形成中起到了重要的作用;此外,該研究還在大鼠模型中檢測了血漿和內皮中的核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-kappa B)水平,結果顯示,DVT組內皮中NF-kappa B的表達減少,但血漿中NF-kappa B水平增加。這表明DVT演變過程中TM的表達與NF-kappa B信號通路有關,但還需要進一步研究來評估內皮中NF-kappa B下調背后的機制。
TM與DVT之間存在著密切的關系,現有的研究為DVT的監測和治療提供了新的視角和潛在的治療靶點,未來應深入研究其相互作用機制,為患者提供更有效的治療策略。
7 微粒
微粒是一種直徑為100~1 000 nm的囊泡狀結構,是細胞活化和凋亡的產物,具有很強的促凝活性,其促凝血功能與磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS)和組織因子的表達有關。 微粒暴露的PS與凝血因子Ⅴ和 Ⅷ的C樣結構域選擇性結合,為其活化提供催化表面,促進凝血酶的生成[45]。
目前,研究集中于探索腫瘤患者DVT與微粒之間的關系,許多研究者認為,腫瘤患者組織因子陽性微粒的表達與DVT 的發生發展可能存在相關性。在Timp 等[46]的研究中指出,癌癥患者的DVT風險增加了4~7倍,這是由于循環中腫瘤細胞衍生的組織因子陽性微粒引起了血液的高凝狀態。然而,Stark等[47]在動物實驗中提出了不同的假設,該研究認為磷脂酰乙醇胺支持 FⅩ a的生成對人源性胰腺癌細胞衍生微粒的促凝血活性具有重要作用,破壞靶向腫瘤微粒上的磷脂酰乙醇胺可能是預防腫瘤相關DVT而不引起出血的新思路。 近年的研究[48]證據表明,微粒在microRNA從內皮祖細胞轉移到內皮細胞過程中具有重要作用,血小板和內皮細胞之間遺傳質量的這種水平轉移可能會影響血栓形成。
微粒在DVT形成中的機制仍需進一步探究,并且隨著時間的推移,有新的微粒不斷被發現,但大多數研究都沒有分析微粒在診斷DVT中的敏感度與特異度,也沒有在臨界值檢測上形成共識,因此很難將其作為臨床上DVT的診斷標志物[49]。
8 其他
目前已有許多基因和蛋白組學生物標志物正被探索用于診斷或預測DVT事件。Lou等[50]研究發現,DVT與內皮的衰老和沉默信息調節因子1(silent information regulator 1,Sirt1)的較低表達有關,而反義長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA Sirt1 antisense,lncRNA Sirt1-AS)上調Sirt1,降低人血管內皮細胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)衰老和DVT相關生物標志物的表達,提示lncRNA Sirt1-AS可能是一個潛在的新的DVT生物標志物。一項前瞻性多中心管理研究(SCORE) [51]收集了237例疑似DVT患者,采用實時熒光定量聚合酶鏈反應檢測血漿樣本中7S RNA,結果顯示,7S RNA和DVT之間存在顯著的聯系。然而,需要進一步調查,以充分闡明7S RNA在DVT病理生理學中的確切作用及其診斷價值。Jensen等[52]使用基于非靶向串聯質量標簽同步母離子選擇-質譜(tandem mass tags-synchronous precursor selection-MS3,TMT-SPS-MS3)的蛋白質組學分析來研究受試者的血漿蛋白質組,在檢測到的501種蛋白質中,有46種蛋白質與靜脈血栓相關,其中,甲狀腺素轉運蛋白、維生素K依賴性蛋白Z和蛋白/核酸脫糖酶DJ-1與靜脈血栓的相關性最強。
總之,基因和蛋白組學相關生物標志物在DVT的研究中具有巨大的治療靶點潛力,但需要進一步研究,以充分闡明基因和蛋白組學相關生物標志物在DVT病理生理學中的確切作用及其診斷價值。
9 小結
上述生物標志物和分子機制為血栓性疾病的診斷提供了新的手段,通過檢測這些生物標志物在血清或體液中的水平,可以評估血栓形成的風險和預測疾病的進展。在治療方面,針對這些生物標志物和分子機制的治療策略可能為血栓性疾病的治療提供新的方向,如通過調節miRNA的表達、補充TFPI、抑制E-選擇素或微粒的活性等,以預防和治療血栓性疾病。但仍存在一些挑戰和研究空白。首先,生物標志物的特異度和敏感度需要進一步提高,以避免誤診和漏診。其次,不同人群和疾病狀態下生物標志物的表達差異需要深入研究,以實現個體化醫療。未來的研究應重點關注新型生物標志物的發現和驗證,以及多種標志物聯合應用的研究。 因此,尋找更具有診斷價值的生物標志物是未來的方向之一;同時,也可以考慮充分地結合多種現有生物標志物的聯合診斷效果,改善對DVT的診斷效能,可能也是一個值得考慮的方向。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:許勤宸負責選題與論文撰寫;高世林負責文獻檢索;吳洲鵬對文章框架與撰寫進行指導;劉春娟和王默進負責負責論文審閱。
深靜脈血栓形成(deep venous thrombosis,DVT)是一種常見的靜脈血栓栓塞性疾病[1]。目前,DVT的臨床診斷主要依靠影像學手段,但由于醫療成本或侵入性檢查等原因,臨床上一般不會對缺乏特異性癥狀或非高危患者進行影像學檢查[2-3]。因此,尋求具有高敏感度和特異度且簡便易行的生物標志物對于DVT的風險預測、早期診斷、及時治療等方面具有重要意義。在眾多的生物標志物中,D-二聚體因其廣泛的研究基礎和在臨床實踐中的應用而受到關注。D-二聚體常用于患者篩查,為臨床決策提供參考。然而,其高敏感度(96%)與低特異度(40%)并存的問題不容忽視,陽性預測值僅為48%,這可能導致診斷時產生假陽性結果[4]。此外,D-二聚體水平受多種因素影響,如惡性腫瘤、感染、心肌梗死、創傷、腎功能損害、妊娠等,這使得其在特定人群中的應用受到一定限制,往往需要進一步的影像學檢查予以確診[5]。近年來,可溶性P-選擇素作為DVT診斷的生物標志物受到了關注,據報道其在下肢DVT的診斷中較D-二聚體更具特異性[6]。然而,由于缺乏統一的測量方法和最佳檢測點,其應用仍受到一定限制。
筆者將重點關注近5年國內外正在研究的新穎生物標志物,按照它們在血栓形成和發展中的大致作用和時間順序進行綜述,旨在探討它們在DVT診斷中的性能以及指導靜脈血栓形成治療的潛在益處。通過深入研究這些生物標志物,我們有望為DVT的臨床診療提供更為準確、高效的手段,進而改善患者的生活質量并降低疾病負擔。
1 血清微小核糖核酸
血清微小核糖核酸(microRNA,miR) 是一種內源性小分子RNA,可以調節基因表達,從而以多種方式控制細胞的生物學過程[7]。過去對miR的研究多集中在各類心血管疾病[8-9]和腫瘤[10-11]中,被作為診斷和預后的生物標志物,但沒有探討miR在DVT患者中的作用。2015年,Qin等[12]首次探討了與DVT發展相關的miR。該研究納入了38例連續接受膝關節或髖關節手術的患者,采用病例對照研究的方法,收集DVT組和對照組(無DVT)患者的外周血清標本,使用TRIZOL 試劑從血清樣本中分離出總RNA,最后對736個人類miR進行檢測。結果顯示:與對照組相比,術后DVT組患者血清中的miR-582、miR-195和miR-532的表達水平增高。 這一發現表明血清miR有可能作為診斷DVT的非侵入性生物標志物。此后,多項研究對各類miR進行了一系列的探究,例如,miR-96[13]、miR-495[14]、miR-150[15]等。此外,有研究[16]將miR-27a/b和血清miR-320a/b與D-二聚體聯合應用,提高了DVT患者的診斷準確性。因此,miR可作為DVT輔助診斷的一部分,提高D-二聚體檢測DVT的敏感度和特異度,但仍需要更多的臨床數據來驗證其準確性和可靠性。
此外,由于一個miR可以有數百個靶基因,一個基因可以成為許多miR的目標靶點,而DVT的形成是由許多miR控制的復雜過程。因此,確定由特定miR調節的確切機制尤為重要,但目前對于miR在DVT中的具體作用機制尚不完全清楚,還需要進一步的研究來揭示其潛在的生物學功能和臨床應用價值。
2 E-選擇素
E-選擇素是一種由活化的內皮表達的糖蛋白,主要存在于內皮細胞中,可與P-選擇素密切結合,將白細胞吸附到炎癥部位,促進凝血的發生[17]。 在動物實驗[18]中表明,E-選擇素是小鼠靜脈血栓形成模型中血栓形成和纖維蛋白含量的重要調節因子,E-選擇素敲除小鼠血栓的纖維蛋白含量降低,靜脈壁炎癥和纖維化減少。此外,由于E-選擇素基因中的單核苷酸多態性(single nucleotide polymorphism,SNP)Ser128Arg在某些動脈粥樣硬化或再狹窄患者群體中可能具有特定的影響,基于此,Jilma等[19]對102例DVT復發的患者進行研究,發現這種SNP在增強組織因子觸發凝血的過程中,也可能促進復發性DVT的發展 [HR=4.1,95%CI為(1.5,11.4)],這可能是復發性DVT的新型生物標志物。此外,E-選擇素也可為DVT的治療與預防提供新路徑。 Myers等[20]在動物實驗中對比E-選擇素抑制劑(GMI-1271)與GMI-1271聯合低分子量肝素(low molecular weight heparin,LMWH)對DVT的拮抗作用,結果顯示,單獨使用E-選擇素抑制劑組無靜脈壁增厚,聯合使用組與空白對照組靜脈壁增厚率分別為26%與80%,表明在防止靜脈壁增厚方面,單獨使用GMI-1271優于與LMWH聯合使用。因此,E-選擇素抑制劑可作為DVT獨立治療或標準治療的輔助手段,彌補常用抗凝劑的缺陷,降低出血并發癥風險,從而成為具有臨床應用價值的DVT生物標志物[21-22],但還需要大樣本臨床研究進一步評估。
3 組織因子通路抑制劑
組織因子通路抑制劑(tissue factor pathway inhibitor,TFPI)是由內皮細胞產生的一種天然抗凝蛋白,在維持血液系統的正常功能中起著關鍵作用。TFPI的抗凝機制可分解為2個關鍵環節。首先,TFPI通過與激活的凝血因子Ⅹ a(factor Ⅹ a,FⅩ a)相互作用,形成TFPI/FⅩ a復合物;隨后,這一復合物進一步與凝血因子Ⅶa(coagulation factor Ⅶa,FⅦa)/組織因子(tissue factor,TF)復合物結合,最終構成一個非活性的四元復合物(TF/Ⅶ a/Ⅹ a/TFPI),從而有效抑制凝血過程[23-24]。2021年,Cao等[25]開展了一項前瞻性病例對照研究,旨在探討TFPI在創傷患者(包括DVT患者與健康對照)中的作用,結果顯示:相較于無DVT的創傷患者,DVT患者的TFPI抗凝血活性顯著升高,具體表現為TFPI初始抗凝時間比、TFPI 整個抗凝時間比以及TFPI抗凝時間比水平均較高;此外,該研究還確定了診斷DVT時TFPI初始抗凝時間比的最佳截點,并評估了其敏感度和特異度。Sidelmann等[26]針對急性DVT患者的研究也得出了類似結論。這一現象的潛在機制可能與創傷患者血管內皮細胞的嚴重損傷及炎癥有關,這些病理生理過程可能導致TFPI抗凝血活性的升高。同時,TFPI水平的增高也可能反映了DVT患者對體內高凝狀態的一種適應性反應[25]。因此,TFPI參數有望成為預測DVT的生物標志物,特別是在創傷患者的風險評估中。然而值得注意的是,也有研究[27]報道了與上述結果相矛盾的現象,即TFPI濃度的降低與DVT風險的增加相關聯。這些相互矛盾的研究結果提示我們,TFPI在DVT發病機制中的作用可能更為復雜,需要進一步深入研究以明確其確切作用及調控機制。
因此,TFPI對于DVT的預防和治療具有潛在的重要意義。通過調節TFPI的水平,或許可以有效地預防或治療DVT。然而,目前對于TFPI和DVT關系的了解仍在深入研究中,尚有許多未知的領域需要探索。
4 中性粒細胞胞外誘捕網
中性粒細胞胞外誘捕網(neutrophil extracellular trap,NETs)是由DNA骨架、組蛋白、顆粒成分以及胞漿蛋白組成的網狀結構,該結構可為DVT成分提供一種支架平臺,起到對于紅細胞、白細胞和小板的黏附、活化及聚集作用,NETs自身成分還可以促進凝血因子的基因表達[28]。在探索NETs與DVT關系的早期研究中,Wang等[29]首次在動物疾病模型中發現兩者之間存在緊密聯系,該研究結果顯示,在DVT疾病模型中,血栓靜脈組織中的細胞外DNA顯著增多,并與vWF共染,同時血清DNA水平也呈現升高趨勢;而在非血栓靜脈組織中,細胞外DNA并未呈現陽性染色。隨后,Lim等[30]在小鼠DVT模型中也觀察到了相似的現象。這些研究結果在人類疾病中得到了進一步驗證,證實了NETs與靜脈血栓之間的關聯。 Liu等[31]的研究觀察了654例創傷骨折患者血漿中瓜氨酸組蛋白H3(citrulline histone H3,H3Cit)、細胞游離DNA(cell free DNA, cfDNA)和核小體的NETs生物標志物水平,結果顯示,DVT組的H3Cit水平為1.88(1.11,3.35)ng/mL,顯著高于創傷非DVT組的0.38(0.10,1.17)ng/mL(P≤0.05),提示中性粒細胞釋放的NETs參與了骨折患者DVT的形成,H3Cit檢測可協助骨折患者的DVT診斷。
目前,對NETs相關血栓形成的研究主要集中在促進NETs降解和抑制中性粒細胞胞外誘捕網形成過程(neutrophil extracellular traps formation,NETosis)上。在NETs降解方面,有研究表明,使用脫氧核糖核酸酶Ⅰ(deoxyribonucleaseⅠ,DNaseⅠ)可以實現NETs的部分溶解,結合使用組織型纖溶酶原激活劑(tissue plasminogen activator,tPA)可以實現完全的溶栓[32-33]。然而,DNaseⅠ對NETs的降解是否會導致具有促凝活性的組蛋白等成分的釋放,并增加血栓形成的風險,還需要進一步研究。在NETosis抑制方面,肽基精氨酸脫亞胺酶4(peptidylarginine deiminase 4,PAD4)選擇性抑制劑[34]、中性粒細胞彈性蛋白酶(neutrophil elastase,NE)抑制劑[35]、維生素C [36]等都可以減少NETs的產生,為NETs相關抗血栓治療提供了另一種潛在的方法。
總之,NETs在血栓形成過程中扮演著重要角色,針對NETs降解和NETosis抑制的研究為血栓形成的治療提供了新的策略和方向。未來研究需要進一步探索NETs的生物學功能及其在血栓形成中的具體機制,以期開發出更有效的抗血栓治療方法。
5 纖維蛋白單體
纖維蛋白單體(fibrin monomer,FM)是血栓形成的早期產物,在血液中先于D-二聚體生成。纖維蛋白原在凝血酶的作用下,脫掉肽A與肽B后形成。當FM水平上升時,說明血液中有凝血酶產生,提示凝血機制被激活。因此有研究[37]認為,FM對DVT的早期診斷具有一定的價值。
陳哲等[38]使用血清FM與D-二聚體聯合彩色多普勒超聲對骨折術后患者進行DVT檢測。結果發現,術后第1天血清FM聯合彩色多普勒超聲對骨折患者術后DVT 的診斷效能一致性較好(χ2=20.306,P<0.05),血清D-二聚體聯合彩色多普勒超聲對骨折患者術后DVT 的診斷效能一致性較差(χ2=0. 406,P>0.05),提示血清FM對于DVT 的早期診斷有相對更好的臨床價值,但該領域的前瞻性研究較少,并未建立診斷意義上的臨界值,有待進一步探討。Schutgens等[39]使用了2種新型FM測定方法(Auto LIA-FM和IATRO SF)評估FM的檢測準確性,結果發現,Auto LIA-FM檢測的最佳臨界點為 ≤3 μg/mL,敏感度、陰性預測值和特異度分別為88%、88%和59%;IATRO SF檢測的最佳臨界點為 ≤2 μg/mL,敏感度、陰性預測值和特異度分別為92%,81%和22%,2種檢測方法的結果差異較大。
因此,在凝血早期通過對FM的檢測,可為術后DVT提供早期診斷的依據,從而成為有價值的DVT早期生物標志物。尤其是在D-二聚體濃度異常且彩色多普勒超聲正常的患者中,FM水平的診斷價值更大,但其檢測方法與臨界值還需要進一步探索[40]。
6 血栓調節素
血栓調節素(thrombomodulin,TM)是一種在內皮細胞表面表達的整合膜糖蛋白,具有抗凝、抗炎、保護內皮細胞、維持血管穩態等功能,是監測內皮細胞損傷的敏感指標[41]。研究表明,內皮功能障礙導致凝血-抗凝血平衡的破壞,而炎癥因素刺激的血栓調節蛋白(thrombomodulin,THBD)下調和TF上調是DVT發病過程中內皮功能障礙的標志性事件[42-43]。Cheng等[44]研究了DVT進化過程中TM的動態變化,結果表明:TM參與了DVT的演變,并可能被用作測量疾病活動的動態生物標志物;由于TM能夠將凝血酶從促進凝血的蛋白酶轉化為抗凝物,并激活纖溶抑制物(TAFI),因此,它在防止血栓形成中起到了重要的作用;此外,該研究還在大鼠模型中檢測了血漿和內皮中的核因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-kappa B)水平,結果顯示,DVT組內皮中NF-kappa B的表達減少,但血漿中NF-kappa B水平增加。這表明DVT演變過程中TM的表達與NF-kappa B信號通路有關,但還需要進一步研究來評估內皮中NF-kappa B下調背后的機制。
TM與DVT之間存在著密切的關系,現有的研究為DVT的監測和治療提供了新的視角和潛在的治療靶點,未來應深入研究其相互作用機制,為患者提供更有效的治療策略。
7 微粒
微粒是一種直徑為100~1 000 nm的囊泡狀結構,是細胞活化和凋亡的產物,具有很強的促凝活性,其促凝血功能與磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS)和組織因子的表達有關。 微粒暴露的PS與凝血因子Ⅴ和 Ⅷ的C樣結構域選擇性結合,為其活化提供催化表面,促進凝血酶的生成[45]。
目前,研究集中于探索腫瘤患者DVT與微粒之間的關系,許多研究者認為,腫瘤患者組織因子陽性微粒的表達與DVT 的發生發展可能存在相關性。在Timp 等[46]的研究中指出,癌癥患者的DVT風險增加了4~7倍,這是由于循環中腫瘤細胞衍生的組織因子陽性微粒引起了血液的高凝狀態。然而,Stark等[47]在動物實驗中提出了不同的假設,該研究認為磷脂酰乙醇胺支持 FⅩ a的生成對人源性胰腺癌細胞衍生微粒的促凝血活性具有重要作用,破壞靶向腫瘤微粒上的磷脂酰乙醇胺可能是預防腫瘤相關DVT而不引起出血的新思路。 近年的研究[48]證據表明,微粒在microRNA從內皮祖細胞轉移到內皮細胞過程中具有重要作用,血小板和內皮細胞之間遺傳質量的這種水平轉移可能會影響血栓形成。
微粒在DVT形成中的機制仍需進一步探究,并且隨著時間的推移,有新的微粒不斷被發現,但大多數研究都沒有分析微粒在診斷DVT中的敏感度與特異度,也沒有在臨界值檢測上形成共識,因此很難將其作為臨床上DVT的診斷標志物[49]。
8 其他
目前已有許多基因和蛋白組學生物標志物正被探索用于診斷或預測DVT事件。Lou等[50]研究發現,DVT與內皮的衰老和沉默信息調節因子1(silent information regulator 1,Sirt1)的較低表達有關,而反義長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA Sirt1 antisense,lncRNA Sirt1-AS)上調Sirt1,降低人血管內皮細胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)衰老和DVT相關生物標志物的表達,提示lncRNA Sirt1-AS可能是一個潛在的新的DVT生物標志物。一項前瞻性多中心管理研究(SCORE) [51]收集了237例疑似DVT患者,采用實時熒光定量聚合酶鏈反應檢測血漿樣本中7S RNA,結果顯示,7S RNA和DVT之間存在顯著的聯系。然而,需要進一步調查,以充分闡明7S RNA在DVT病理生理學中的確切作用及其診斷價值。Jensen等[52]使用基于非靶向串聯質量標簽同步母離子選擇-質譜(tandem mass tags-synchronous precursor selection-MS3,TMT-SPS-MS3)的蛋白質組學分析來研究受試者的血漿蛋白質組,在檢測到的501種蛋白質中,有46種蛋白質與靜脈血栓相關,其中,甲狀腺素轉運蛋白、維生素K依賴性蛋白Z和蛋白/核酸脫糖酶DJ-1與靜脈血栓的相關性最強。
總之,基因和蛋白組學相關生物標志物在DVT的研究中具有巨大的治療靶點潛力,但需要進一步研究,以充分闡明基因和蛋白組學相關生物標志物在DVT病理生理學中的確切作用及其診斷價值。
9 小結
上述生物標志物和分子機制為血栓性疾病的診斷提供了新的手段,通過檢測這些生物標志物在血清或體液中的水平,可以評估血栓形成的風險和預測疾病的進展。在治療方面,針對這些生物標志物和分子機制的治療策略可能為血栓性疾病的治療提供新的方向,如通過調節miRNA的表達、補充TFPI、抑制E-選擇素或微粒的活性等,以預防和治療血栓性疾病。但仍存在一些挑戰和研究空白。首先,生物標志物的特異度和敏感度需要進一步提高,以避免誤診和漏診。其次,不同人群和疾病狀態下生物標志物的表達差異需要深入研究,以實現個體化醫療。未來的研究應重點關注新型生物標志物的發現和驗證,以及多種標志物聯合應用的研究。 因此,尋找更具有診斷價值的生物標志物是未來的方向之一;同時,也可以考慮充分地結合多種現有生物標志物的聯合診斷效果,改善對DVT的診斷效能,可能也是一個值得考慮的方向。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:許勤宸負責選題與論文撰寫;高世林負責文獻檢索;吳洲鵬對文章框架與撰寫進行指導;劉春娟和王默進負責負責論文審閱。