血管外科手术并发症预防与处理
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第五节 肝素诱导性血小板减少症

肝素应用已近70余年,是临床治疗中最广泛使用的抗凝药物。出血是肝素类药物最常见的并发症。而肝素类药物的另一个不常见的副作用是肝素诱导的血小板减少症(heparin-induced thrombocytopenia,HIT)。肝素诱导的血小板减少症是由肝素类药物引起的一种以血小板减少为特征的并发症,主要表现为血小板减少、血小板激活和(或)血栓形成。当出现血栓形成的临床表现时称为肝素诱导的血小板减少症的血栓形成(heparin-induced thrombocytopenia thrombosis,HITT)。肝素诱导的血小板减少症引起的血栓不仅可发生在动脉,也可发生在静脉,包括肺栓塞、缺血肢体坏死、急性心肌梗死和卒中等,有时成为心血管围术期复杂的并发症之一。所有接受肝素类药物治疗的患者均有可能发生HIT,其发生可不依赖于药物的剂量和给药途径,有时使用肝素盐水冲洗的介入导管也可引起HIT。虽然发生率较低,但有时是致命性,临床医师尤其是血管外科医师需要认识到这一潜在并发症的危害性。早期诊断HIT并采取治疗措施对于减少血栓栓塞等严重并发症的发生具有重要意义。

一、流行病学

1965年,美国Weismann和Tobin首次报道1例下肢深静脉血栓形成的患者接受肝素治疗后出现下肢动脉栓塞,取栓后3天在术后继续应用肝素下出现腹主动脉血栓。他们报道的10例患者中有6例死于血栓栓塞症,血栓呈灰白,柔软,鱼肉样。以后陆续有报道应用肝素后出现无明确原因的动脉血栓,并且大都在肝素应用后10天左右发生。1969年Natelson将其命名为肝素诱导的血小板减少症。在其后,应用肝素后血小板明显减少的临床特点得到更多的认识,并将血小板计数作为肝素应用时的常规监测指标。肝素与血小板因子4复合物引起抗体产生,并激活血小板的免疫机制的发现使得临床对肝素诱导的血小板减少症得到更进一步的认识。目前国内外报道HIT的发生率不一致,这与不同的临床情况应用背景,肝素的种类,肝素使用的时间等不一致有关。HIT的发生率从0.3%到4.8%不等,死亡可高达20%~30%。美国一项研究统计1979年至2005年共1 055 400例静脉血栓栓塞症的住院患者HIT的发生率约为0.36%,40岁以下以及产妇发生率低。肝素使用时间比肝素的剂量更容易导致HIT的发生。骨科,普通外科,心脏科,一般内科的患者HIT的发生率依次降低。磺达肝癸钠(fondaparinux)发生HIT极少见。普通肝素的HIT发生率比低分子肝素高10倍。国内有报道HIT发生率为3%,尚无大样本的统计报道。

二、发病机制
(一)HIT分型

Ⅰ型:非免疫性反应,较常见,初次使用肝素即发生,在使用肝素的患者中发生率可高达30%,也称作肝素相关性血小板减少(heparin associated thrombocytopenia,HAT)。血小板计数轻微降低,很少低于10×109/L,即使持续应用肝素,大多数在3天内血小板可逐渐上升,恢复,不发生血栓形成,是一种良性反应。其发病机制可能是肝素与血小板和内皮细胞的非特异性结合有关,仅引起低水平的自发性血小板激活,可被前列腺素阻断,但不阿司匹林和氯吡格雷无法阻断。

Ⅱ型:免疫性反应,大多在肝素使用后5~10天发生,如近期使用过肝素,发生可更早,血小板计数下降低于10×109/L,或下降幅度大于30%~50%,HIT患者体内产生抗PFa-肝素抗体。有血栓形成的风险。

目前HIT多指免疫介导的血小板减少。其发病机制如下:

1.肝素与血小板因子4结合产生抗体

血小板因子4(platelet factor 4,PF4)是巨细胞合成的、存在于巨核细胞和血小板α颗粒中带高正电荷的特异性蛋白,含70个氨基酸,由4个单体组成,每个单体分子量约为7.8kD,属人趋化因子超家族的CXC亚族,定位于人4号染色体长臂,其羧基端含有肝素结合位点。血小板活化后释放的PF4与带负电荷的肝素分子有很高的亲和性,二者结合形成肝素/PF4复合物并使PF4分子构象发生改变,从而暴露抗原表位具有抗原性。肝素/PF4复合物以T细胞依赖方式诱发产生自身抗体,即AHPF4抗体,包括IgG、IgM和IgA 3类,AHPF4抗体80%为IgG(伴或不伴IgM和IgA),IgG是引起HIT患者血小板活化的主要抗体,出现时间较短,在HIT发生后数周即减弱或消失,IgM和IgA在HIT发病机制中的作用甚微。并非所有AHPF4抗体形成的患者都会进展为HIT,但仍然有血栓栓塞的风险。低分子肝素等其他硫酸氨基葡聚糖也通过类似的方式与PF4结合而具有抗原性,从而引起HIT。在一些HIT患者中检测不到AHPF4抗体,但是能检测出抗白介素-8(interleukin-8,IL-8)抗体和抗中性粒细胞活化蛋白-2(neutrophil activating protein-2,NAP-2)抗体。这些抗体可以识别肝素与IL-8或NAP-2结合形成的复合物,诱导产生HIT。2含70个氨基酸,与PF4大约60%的氨基酸同源,二者同属一类趋化因子。

2.血小板活化

肝素可以通过非免疫机制活化血小板,使血小板α颗粒释放PF4。肝素/PF4复合物形成后可结合于血小板表面,刚开始接触肝素时,血小板表面仅有少量肝素/PF4复合物,AHPF4抗体的Fab段与血小板表面的肝素/PF4复合物结合形成肝素/PF4/IgG复合物,Fc段则通过与Fab段结合的血小板或邻近血小板FcγⅡa受体交联结合,进一步触发自身或邻近血小板活化,引起血小板凝集,同时形成血栓素,增强凝血反应。活化的血小板又释放更多的PF4,导致血小板表面出现更多的肝素/PF4复合物和凝血反应进一步加剧,这种正反馈机制最终引起血小板数量减少和血液高凝状态。AHPF4抗体能够识别肝素/PF4复合物上2~3个不同抗原表位,只有肝素分子处于“自由”状态时才能与PF4作用并为抗体提供合适的结合位点,当肝素通过化学交联处于固相状态时,抗体则不能与肝素、PF4复合物结合。

3.PF4大量释放

一般血液中游离PF4浓度较低,远低于与肝素形成复合物的最佳化学浓度。Poncz等认为HIT的发生始于PF4的大量释放,游离PF4结合于血小板表化因子面及血管内皮细胞对HIT的发生有3个重要作用:①肝素结合部分过多的血小板表面PF4直接促进局部血栓形成;②大量PF4参与形成肝素/PF4复合物并刺激AHPF4抗体产生;③多余的PF4与内皮表面的肝素和肝素样物质形成复合物并与这些AHPF4抗体结合,再通过血小板表面的Fcγ体引起更多的血小板激活和清除,导致血栓形成、血小板减少和炎性反应,这又进一步刺激血小板释放PF4,如此重复最终出现临床症状。体外循环可以强烈诱发血小板活化,使大量的PF4释放到血液与肝素结合,因此50%左右的心脏手术患者可检测到AHPF4抗体。

4.肝素/PF4复合物的形成

研究者发现,普通肝素和PF4四聚体摩尔浓度比接近1∶1时能形成比较稳定的超大复合物(ultra-large complex,ULC,>670kD),继续增加肝素浓度ULC则分解为小的复合物。与小复合物相比,ULC对于免疫介导的AHPF4抗体形成、抗体引起的血小板活化以及血栓形成等方面都有更强的促进作用,低分子肝素PF4很难形成ULC,因此引起HIT发生率较低。只有肝素和PF4四聚体摩尔浓度比处于一个较窄的范围,二者所形成的ULC才能与AHPF4IgG抗体结合形成抗原性很高的肝素/PF4/IgG复合物,促进血小板的活化,这可以解释为什么体外循环心脏手术后50%左右的患者可以检测到AHPF4抗体,但是仅有少数患者发展为HIT。

5.血管内皮细胞损伤

完整的细胞表面有氨基葡聚糖,可参与AHPF4抗体与内皮细胞的结合。实验显示,HIT IgG抗体可以通过Fab段与微血管内皮细胞直接结合,而在血小板活化和某些细胞因子如TNF-α等存在的条件下也可以间接激活大血管内皮细胞。AHPF4抗体作用于血管内皮细胞,引起内皮细胞的免疫性损伤、组织因子表达和和炎性介质释放,促进血管损伤部位血栓形成。人脐静脉内皮细胞也能表达与肝素类似的氨基葡聚糖分子,在PF4存在时抗体能够识别,这一过程可被肝素抑制,但不能FcγⅡa受体的抗体抑制,说明血管内皮细胞也参与HIT的发生。

6.单核细胞激活

AHPF4抗体介导的血小板活化是HIT血栓形成的重要机制,但越来越多的证据表明,患者凝血系统激活也是血栓形成的重要原因之一。除血管内皮细胞外,单核细胞也是血管内组织因子的重要来源。人肝素/PF4特异性鼠单克隆抗体和抗体在PF4存在条件下都能与人外周血单核细胞结合,激活单核细胞,促进合成和分泌组织因子以致炎细胞因子IL-8,并引起细胞表面促凝血活性增强。推测可能因为单核细胞表面存在氨基葡聚糖,PF4能与之形成抗原。这一发现提示HIT血栓存在新的机制,AHPF4抗体可以通过作用于单核细胞使HIT患者处于高凝状态。研究显示,AHPF4抗体引起单核细胞激活所需的时间远远长于血小板活化所需的时间。并释放PF4可能是单核细胞激活并释放组织因子的必要条件,即使停止使用肝素后,只要发生血小活化,也可能出现单核细胞激活和组织因子释放,有可能发生血栓形成。

血小板减少的机制包括:①血小板激活后寿命缩短;②活化血小板聚集,在血栓形成过程中被消耗;③聚集的血小板结合到内皮细胞和白细胞上后被清除。血小板激活是HIT的主要发病机制。

三、临床表现

以血小板计数明显下降,伴或不伴有血栓形成事件为临床特点,根据发生时间可分为3种类型:①典型HIT:血小板减少发生在肝素后第5~10天;②速发型:肝素使用24小时内,突然出现血小板减少,多见于近期使用过肝素的患者;③迟发型:肝素停药几天后才出现血小板计数减少,此型临床表现重,HIT抗体滴度高。

连续发生的血栓栓塞:

动脉血栓栓塞最常发生于脑、大外周动脉或留置导管部位,引起急性动脉栓塞,而血栓性休克、心肌梗死、肠系膜动脉血栓不常见,可导致卒中、四肢缺血或器官缺血、梗死。静脉与动脉栓塞之比为4∶1,多见于下肢深静脉、肺动脉。罕见部位(如脑静脉和脑硬脊膜窦)血栓形成,常提示HIT。静脉血栓栓塞症是最常见的并发症。包括深静脉血栓形成和肺栓塞,有头痛和急性神经症状,可能存在脑静脉血栓;腹部疼痛,警惕是否有肾上腺出血性坏死,继发于肾上腺静脉血栓形成的肾上腺出血性梗死是住院患者急性肾上腺功能衰竭最常见的原因。

局部皮肤损害:

通常肝素治疗5天后,局部注射部位出现痛性红斑或皮肤坏死,皮下注射肝素的皮肤反应也可在24小时内出现。肝素诱导的皮肤损害病理检查显示微血管血栓形成,故可预测血栓形成事件。

全身反应:

急性反应包括寒战、肌僵直、发热、心动过速、大汗及恶心等,罕见症状有急性一过性遗忘,重者出现顺行性遗忘,一般不超过24小时。病理生理尚不清楚,可能与血小板激活,释放代谢产物或血小板聚集导致大脑后动脉、丘脑正中旁分支缺血或代谢失衡有关。少部分患者可有出血表现。

四、实验室检查

肝素在临床上应用广泛,一旦发生HIT其后果严重,因此HIT越来越受到重视。早期诊断HIT并采取治疗措施对于减少血栓栓塞等严重并发症的发生具有重要意义,除密切观察临床表现、动态监测血小板数量外,对肝素治疗的或者高度怀疑HIT的患者进行AHPF4抗体相关实验室检测以支持诊断很有必要。AHPF4抗体相关的实验室检测分为检测AHPF4抗体激活血小板能力的血小板功能性试验和检测血清AHPF4抗体滴度的免疫功能学试验。HIT实验室检查的方法可分为功能测试和免疫测试。但抗体阳性患者,并不一定发生HIT,因此血小板功能检查诊断价值更高。

(一)血小板功能检查

包括血小板凝集试验(platelet aggregation test,PAgT)、14C血清素释放试验(14C-serotonin release assay,SRA)、肝素诱导血小板聚集试验(heparin induced platelet activation test,HIPA)、流式细胞仪测量富含血栓素的微粒,ADP或ATP释放测定等均属于功能性血小板试验,其中以SRA的敏感性和特异性最高,被认为是诊断的“金标准”。HIPA采用血小板和患者血浆检测肝素引起血小板聚集的能力,患者血浆可能或不可能含有AHPF4。虽然HIPA比SRA更容易操作,但敏感性不一致,在大多数实验室敏感性低。SRA采用肝素后血清检测AHPF4抗体对血小板的激活效应,具有很高的特异性(89%~90%)而且比血小板聚集实验更敏感。它检测在不同肝素浓度和患者血清下血小板致密颗粒释放的血清素,作为血小板激活的标志,SRA因为检测血小板脱颗粒最接近HIT,现被认为是实验室“金标准”。因为他使用异源性血小板,当抗体Fc部分和血小板Fc受体的亲和力低时,可出现假阴性结果。但检查复查,较贵,需要放射活性复合物,耗人力,因此未广泛使用。

(二)抗体检测

检测AHPF4抗体的滴度,简单易行,比较适合临床应用。主要包括有酶联免疫吸附测定(enzymelinked immunosorbent assay,ELISA)、膜吸附酶联免疫滤过测定(enzyme-linked immunofiltration assay,ELIFA)、粒胶凝集免疫测定(particle gel immunoassay,PaGIA)和流式细胞仪测定等。ElISA通过将患者血清或血浆与肝素和PF4复合物孵化可检测AHPF4抗体。缺陷是ELISA无法确定其临床相关性,仅能发现检测抗体的存在,不是功能性分析。无HIT的患者中也能检测到抗体存在,不能确诊,但对于HIT阴性诊断敏感性高,可达90%~95%。最近已有专门检测IgG抗体的试剂盒,对于诊断更有价值。临床实践中,ELISA方法临床更容易进行,因为不能确定抗体和HIT的临床相关性,需要结合临床表现进行诊断。

五、诊断和鉴别诊断
(一)诊断

可根据肝素使用5~10天后出现血小板明显下降,无法解释的血栓形成,结合实验室检查等进行诊断。一般血小板计数下降低于10×109/L,或血小板计数下降至患者原血小板计数基数的30%~50%以下。停用肝素后血小板计数恢复正常。应要警惕HIT。临床可参考Warkentin的4Ts评分系统。每项0~2分,将4项得分相加,总分0~3分为低度可能、4~5分为中度可能,6~8分为高度可能(表4-5-1),如分值大于6分,应停用肝素,考虑HIT可能,如分值小于3分,HIT可能性不大。

表4-5-1 4Ts评分表
(二)鉴别诊断

HIT需与抗磷脂综合征、播散弥漫性血管内血栓形成、血栓性血小板减少性紫癜、非肝素药物性血小板减少症和输血后紫癜等鉴别。抗磷脂综合征临床表现多样,主要有血小板减少及血栓形成,急剧型病情凶险,可发展为休克、多器官功能衰竭。实验室检查存在抗磷脂抗体。抗凝和免疫抑制剂是主要的治疗方法。

输血后紫癜多发生在经产妇,男性较少,一般于输血后1周左右发病,起病急,表现为畏寒、寒战、高热、荨麻疹;重者头痛、呼吸困难,乃至休克;全身皮肤黏膜出血,可能有呕吐、便血、尿血或生殖道出血。与受血者体内存在血小板特异性抗体,即抗P1A1(抗Zwa)抗体有关。正常人群中,只有抗1.7%P1A1阴性的人可能产生此特异性抗体。早期临床症状与HIT不易区别,检查血小板同种抗体即能鉴别。

HIT可与其他原因所致的血小板减少症同时存在。有时需实验室抗体以及血小板的功能实验检查才能鉴别。极少数患者静脉使用肝素后30分钟内,发生急性炎症反应,如:高血压、心动过速、呼吸困难、胸痛、心肺抑制等,与急性肺栓塞相似,称为“假性肺栓塞”。

六、治疗
HIT的治疗原则:

高度怀疑或明确有HIT时立即停用各种类型肝素,包括去除肝素涂层的各类导管以及肝素水的洗刷。因为即使立即停用肝素,发生血栓的危险仍有25%~50%,可考虑使用非肝素类替代抗凝剂控制HIT患者凝血酶活性。因低分子肝素与AHPF4体有交叉反应,故不能应用于治疗HIT。对于伴有血栓形成的HIT患者或单纯性HIT患者,如果肾功能正常,HIT患者合并血栓形成(HITT),建议用非肝素抗凝剂。目前有3种抗凝剂:达纳肝素(danaparoid)、重组水蛭素(lepirudin)、阿加曲班(argatroban)用于治疗HIT。这3种抗凝剂能直接抑制凝血酶活性或抑制凝血酶生成,而与AHPF4无交叉。lepirud由肾脏清除,较适用于有肝脏疾病的患者:argatroban在体内由肝脏清除,适于肾功能不全的患者,故对尿毒症血透患者是一个较好的选择。且不与AHPF4产生交叉反应,但其效用和安全性尚待更多的临床研究证实。HIT患者的治疗时间难以确定。但抗凝治疗至少应持续2~3个月,以防止栓塞发生。HITT患者非肝素抗凝剂的选择,如果肾功能正常,建议用来重组水蛭素或达那肝素钠,如果肾功能不全,建议用阿加曲班。虽然HIT患者严重血小板减少,只是在出血或进行侵入性操作出现风险大的时候输注血小板。磺达肝癸钠(fondaparinux)和新型口服抗凝药在治疗肝素诱导的血小板减少症中的作用有待进一步研究来评估。

强烈怀疑或确诊HIT的患者,如正使用维生素K拮抗剂时,需停用并口服维生素K。因为维生素K拮抗剂可通过抑制蛋白S和蛋白C,增加血栓形成的风险。除非有出血,急性期HIT应尽量避免输血小板,因为即使血小板低于20×109/L,出血的风险仍较低,而且输血小板有增加血栓事件的发生的风险。除非血小板已基本恢复正常水平才考虑维生素K拮抗剂。维生素K拮抗剂宜从小剂量开始。

七、预防

接受肝素和低分子肝素治疗的患者在治疗前检测血小板基线水平,用药期间监测血小板计数。在静脉血栓栓塞症的治疗中尽量使用低分子肝素。HIT的危险人群可按下列分级:①高危(发生率>1%),术后或创伤患者,特别是应用普通肝素的心脏、血管或矫形手术后患者;②中危(发生率0.1%~1%),普通肝素输注、应用低分子肝素的术后患者,普通肝素预防或治疗剂量应用的内科或产科患者;③低危(发生率<0.1%),低分子肝素治疗的内科或产科患者。根据不同危险的患者决定监测的频率。美国胸科医师协会关于肝素诱导的血小板减少症治疗和预防指南建议对于临床医师所认为的肝素治疗期间出现肝素诱导的血小板减少症发病风险>1%的患者,建议监测血小板计数(每2~3天1次,从肝素治疗开始后4~14天或直至停止肝素治疗),对于临床医师所认为的肝素治疗期间出现肝素诱导的血小板减少症发病风险<1%的患者,建议不予监测血小板计数。

总之,肝素诱导的血小板减少症是一种免疫介导的由依赖肝素的血小板活性的免疫球蛋白抗体引起的不良药物反应。尤其在静脉血栓栓塞症的治疗中,肝素类抗凝治疗是主要治疗药物,警惕肝素诱导的血小板减少症的发生,尽早发现和及时处理对避免和减少严重不良事件的发生具有重要意义。

(罗小云 吴旻恺 胡路)