外伤性颅脑损伤中血小板及其衍生膜微粒的研究进展

罗玉福++刘晓++张彦军

摘要：外伤性颅脑损伤（TBI）直接导致血小板的过度活化，促进血小板衍生膜微粒（PMPs）的释放。PMPs又进一步活化血小板，促进血小板的聚集和血栓的形成，从而影响凝血功能障碍的发生和发展。因此，深入理解血小板的活化、聚集机制以及PMPs的作用机制，对指导TBI后凝血功能障碍的预判、临床治疗和预后具有重要的理论意义。近来，扫描离子电导显微镜（HPICM）技术应用于研究活体血小板的变化及PMPs的形成过程。本文综述了TBI后血小板和PMPs的研究进展，并展望了HPICM技术在血小板和PMPs研究中的应用。

关键词：外伤性颅脑损伤；凝血功能障碍；血小板活化；衍生膜微粒

外伤性颅脑损伤患者的凝血、纤溶功能发生改变，可产生高凝或低凝状态。凝血功能异常作为TBI的一种继发性脑损伤因素已被大量的研究证实，是颅脑损伤较为常见而严重的并发症，包括高凝状态及伴发的纤溶亢进和血小板减少。深入理解血小板的活化、聚集机制以及PMPs的作用机制，对指导TBI后凝血功能异常的早期预判、临床治疗和预后具有重要的理论指导意义。

1 外伤性颅脑损伤患者凝血功能障碍对机体的影响

外伤性颅脑损伤患者的凝血、纤溶功能发生改变，可产生高凝或低凝状态。这种凝血功能异常的发生率可以高达50%～100%[1-2]，与颅脑损伤的严重程度、进展性出血性损伤存在密切的联系，且对患者的预后有显著影响。

颅脑损伤后由于血脑屏障被破坏，富含凝血酶的脑组织会释放大量的凝血酶，在凝血激酶的作用下，使得脑损伤局部的凝血功能异常情况较体循环更为明显。这些凝血酶除了促进凝血功能外，还可以通过其他途径加重继发性脑损伤。有研究显示：小剂量的凝血酶对神经元有一定的保护作用[3]，而大剂量的凝血酶可以作用于脑内大量的凝血酶结合位点，破坏血脑屏障，引起脑水肿和神经元死亡。

2 外伤性颅脑损伤后凝血功能异常的研究进展

近年来，国外把急性闭合性TBI患者入院后凝血和纤溶指标列为常规检测项目，并且根据结果提出DIC评分，作为临床神经外科医生评估患者预后的一项重要参考[4]。虽然大量研究已经证实，TBI可以导致高凝状态和继发性的凝血功能异常，并且凝血功能异常的严重程度与患者的预后相关。但是关于TBI患者的凝血功能异常问题在以下方面仍有争议：①外伤性颅腦损伤后的凝血-纤溶改变的时间进程和特异且敏感的检验指标有哪些；②如何鉴别和确定应该接受抗凝和补充凝血因子治疗的患者；③这种治疗应该作为一种经验疗法，还是在实验检查的指导下针对那些可能发生消耗性凝血功能障碍的患者进行，以及治疗后会有什么变化；④抗凝以及抗纤溶治疗的具体实施方案。因此，对TBI患者的凝血机制作更进一步的深入研究是非常有必要，也非常迫切的[5-6]。

3 血小板的活化与血小板衍生膜微粒的形成

在正常循环血液中，血小板处于静息状态，TBI后血小板可被激活，发生变形、黏附、聚集和释放反应，这些反应可先后出现，可单独出现，也可以不同组合出现；从而使血小板呈现出粘附、聚集、血块收缩、膜表面促凝血等活性功能，以维持毛细血管壁的完整性[7]。

血小板活化后会释放一种超微膜性囊泡，即血小板衍生膜微粒，血小板活化是PMPs形成的必需条件。微粒的主要成分是磷脂和蛋白，是由其细胞的来源和微粒形成的过程所决定的。血小板活化后，磷脂酶C促使肌醇磷脂分解为三磷脂肌醇，IP3与致密管道系统上的IP3受体结合，引起该系统释放Ca2+；同时，细胞外部分Ca2+经膜表面钙离子通道进人血小板，引起胞内Ca2+浓度升高。胞内Ca2+的增高使得依赖Ca2+的凝胶蛋白将膜骨架中的肌动蛋白微丝切割缩短，阻止膜骨架中微丝聚合，增加了膜的运动性[8-9]。PMPs中含有大量microRNA，可以在细胞之间传递生物信息，也可随血循环与全身多处细胞相互作用[10]。

4 血小板衍生膜微粒的结构与特性

透射电镜观察，PMPs为直径0.1-1.0 μm的小囊泡颗粒，其组成、大小、表面抗原的表达、PF3的活性以及其活性的差异与不同的血小板活化途径有关[11]。在静息血小板中，PMPs含量不超过3%，而当血小板活化时，PMPs明显增多。在弱诱导剂如ADP作用时PMPs含量约5%，在强诱导剂如胶原作用时其含量约6%～9%，而且可出现大小不同的PMPs群体。因此，在一些病理条件下，PMPs含量可作为血小板活化的重要判断指标[12]。

PMPs形成之后又进一步促进了血小板的活化及血栓的形成、延伸，更好地完成血小板的止血功能。早在1972年Warren和Vales就报道血小板在粘附于受损血管壁时可释放出具有促凝活性的PMPs，在血管损伤后的正常止血过程中起到重要的作用[13]。PMPs自身活化血小板的功能是通过其膜表达的蛋白或磷脂与血液中其它细胞或物质相互作用而实现的，PMPs可以直接活化血小板，PMPs通过与靶细胞的相互作用启动靶细胞的生物学效应，PMPs通过促凝血作用而活化血小板，促使血栓形成。

5 血小板衍生膜微粒的研究方法的发展

对PMPs最初最直观的认识是从透射电镜开始的，后来的研究者陆续使用扫描电镜、原子力显微镜和荧光显微镜、激光扫描共聚焦显微镜和荧光显微镜观察到血小板激活后PMPs的形成和释放；但受到显微分辨率的制约，无法高分辨率的观测到血小板的表面精细结构以及PMPs的完整形成过程；同时，对血小板进行固化等预处理可能引起血小板表面精细结构发生变化，从而导致对PMPs形成过程的认识不够精准[14-15]。

6 展望

鉴于血小板的活化、聚集机制以及PMPs的表达和数量的变化与凝血功能相关，可以为TBI后凝血功能异常的早期预判、临床治疗和预后提供理论依据，因此将HPICM技术运用于TBI后血小板和PMPs的研究可以主要从以下几个方面展开：①研究TBI后病程不同阶段血小板和PMPs的膜表面特有微观结构与相应生物学活性的关系；②研究TBI后在抗凝和抗纤溶药物作用下血小板和PMPs膜表面微观结构的变化；③利用HPICM对血小板及PMPs进行纳米尺度显微操纵、药物精确输送及生物传感器制备等研究；④结合膜片钳技术、荧光显微镜技术、扫描近场光学显微镜技术及共聚焦显微镜技术来研究血小板及PMPs表面微观结构和生物学功能的相互关系。

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编辑/金昊天