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第一节 抗血栓药物的药效学监测
在抗血栓药物治疗过程中,及时评价抗栓治疗的效果,对保持疗效、防止出血事件、维持机体血凝系统的平衡非常重要。目前国内外血凝系统相关实验室指标监测是评估其安全性和有效性的重要依据,已经开展的监测指标众多,具体可分为三大类,包括抗凝监测指标、抗血小板监测指标和溶栓监测指标。其中抗凝指标中以国际标准化比值(INR)最为常用,抗血小板指标应用较少,亟待研究和发展。近年来随着抗血小板治疗的临床地位不断提高,对抗血小板疗效监测的需求也日显重要。本节针对临床抗凝、抗血小板和溶栓治疗过程中需要监测的指标及其意义进行概述,以便在实际应用过程中对其安全性和有效性进行监护。
一、抗凝监测指标
抗凝药物应用广泛,常用的主要是肝素和口服抗凝剂,其目的是降低血液中凝血因子浓度,阻止凝血因子激活,达到降低血液凝固性或高凝状态,从而预防血栓形成。在进行抗凝治疗期间需要监测的指标主要包括活化的部分凝血活酶时间、凝血时间、激活全血凝固时间、凝血酶时间、凝血酶原时间、国际标准化比值和抗凝血酶Ⅲ活性等。
(一)活化的部分凝血活酶时间(APTT)
APTT是内源凝血系统较为灵敏和最为常用的筛选试验,是监测肝素用量的首选指标。正常范围为31-43s。APTT延长见于因子Ⅻ、Ⅺ、Ⅸ、Ⅷ、Ⅹ、Ⅴ、Ⅱ、PK(激肽释放酶原)、HMWK(高分子量激肽原)和纤维蛋白原缺乏,尤其用于FⅧ、Ⅸ、Ⅺ缺乏以及它们的抗凝物质增多。此外,APTT是监测普通肝素和诊断狼疮抗凝物质的常用试验。应用小剂量普通肝素时(500~10000U/24h)可不做监测,但是应用中等剂量(10000~20000U/24h)时或大剂量(20000~30000U/24h)时必须定期进行APTT监测。一般情况下,行肝素抗凝治疗后,APTT监测结果较正常对照组延长1.5~2.5倍可取得最佳抗凝效果,且出血风险最小。因此,APTT达到正常对照值的1.5倍时称为肝素的“起效阈值”。APTT缩短见于血栓性疾病和血栓前状态,但灵敏度和特异度差。
(二)凝血时间(CT)
CT是指血液离开血管在体外发生凝固的时间。它与出血时间不同,主要是测定内源性凝血途径中各种凝血因子是否缺乏,功能是否正常,或者是否有抗凝物质增多。不同检测方法参考值有所差异:试管法为4~12min,桂冠发为15~32min,塑料管法为15~19min。CT延长见于先天性凝血因子缺乏(如各型血友病)、获得性凝血因子缺乏(如重症肝病、维生素K缺乏)、纤溶蛋白溶解活力增强(如继发性、原发性纤维蛋白溶解功能亢进)、血液循环中有抗凝物质(如有抗因子Ⅷ或因子Ⅸ抗体、弥散性血管内凝血早期肝素治疗时)。CT缩短见于高凝状态(如促凝物质进入血液及凝血因子活性增高)、血栓性疾病(如心肌梗死、不稳定型心绞痛、脑血管病变、糖尿病伴血管病变、肺梗死、深静脉血栓形成、妊娠高血压综合征和肾病综合征),但敏感度差。
(三)激活全血凝固时间(ACT)
ACT是目前国内外在临床血液体外循环手术中需常规应用较大剂量肝素(>10U/ml)作为抗凝剂时监测血凝时间的一种客观、有效的方法。通过ACT值监测,可以确定血液所需肝素抗凝及鱼精蛋白拮抗的剂量,是确保心脏等手术安全和成功的有效手段之一。在体外循环过程中,维持ACT在350~450s为宜。应用硫酸鱼精蛋白中和肝素,使ACT恢复至80~120s即可。
(四)凝血酶时间(TT)
TT是检测凝血、抗凝及纤维蛋白溶解系统功能的一个简便试验,是指在受检血浆中加入“标准化”凝血酶溶液,测定开始出现纤维蛋白丝所需的时间。正常范围为16~18s,超过正常对照3s以上为异常。TT是反映的体内抗凝物质,所以它的延长说明纤溶亢进,见于低(无)纤维蛋白原血症和异常纤维蛋白原血症、血中纤维蛋白(原)降解产物增高、血中有肝素或类肝素物质存在。在TT延长的受检血浆中加入少量甲苯胺蓝,再测定TT。若延长的TT恢复至正常或明显缩短,则表示受检血浆中有类肝素物质存在或肝素增多;若不缩短,则表示受检血浆中存在其他抗凝血酶类物质或缺乏纤维蛋白原。TT缩短无临床意义。
(五)凝血酶原时间(PT)
PT是凝血系统的一个较为敏感的筛选试验,主要反映外源性凝血是否正常。其原理是在抗凝血中加入足够量的组织凝血活酶和适量的钙离子,满足外源性凝血条件,从加入钙离子到血浆凝固所需的时间即为PT。正常范围为12~14s,超过正常对照3s以上者有临床意义。PT延长见于先天性凝血因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ缺乏,获得性凝血因子缺乏,如严重肝病、维生素K缺乏、纤溶亢进、弥散性血管内凝血;血循环中有抗凝物质如口服抗凝剂或肝素,PT也会延长。PT缩短见于血液高凝状态,如弥散性血管内凝血早期、心肌梗死、脑血栓形成、深静脉血栓形成、多发性骨髓瘤等,但敏感性和特异性差。
(六)国际标准化比值(INR)
INR是从PT比值(PTR)和测定试剂的国际敏感指数(ISI)推算出来的,INR=PTR。PTR是将所测质评血浆PT秒数除以同一种凝血活酶所测正常人血浆的PT秒数,其参考范围为0.86~1.15。ISI是用多份不同凝血因子水平的血浆与国际参考制品(IRP)作严格的校准,通过回归分析求得回归斜率而得到的,代表凝血活酶试剂对凝血因子缺乏的敏感性,ISI值愈接近于1.0,表明该试剂愈敏感。进口凝血活酶试剂均标有ISI值,可用此值计算出INR值。
INR是监测口服抗凝剂的首要指标。INR的值越高,血液凝固所需的时间越长,这样可以防止血栓形成,例如血栓导致的卒中。但是,如果INR值非常高时,就会出现无法控制的出血的风险。不同疾病其国际标准化比值要求不同,国人的INR以2.0~2.5为宜,一般不要大于3.0,也不要小于1.5,具体指标可参见各章节。
(七)抗凝血酶Ⅲ活性(AT:A)
肝素的抗凝血作用需依赖于凝血酶Ⅲ,抗凝血酶Ⅲ正常血浆水平为80%~120%,此时应用普通肝素有抗凝效果,当抗凝血酶Ⅲ<70%时肝素抗凝效果减低,当<50%时肝素几乎失去抗凝效果,故在应用肝素过程中必须定时监测抗凝血酶Ⅲ水平,使其维持在120%以上。如抗凝血酶Ⅲ<70%,需补充血浆或抗凝血酶Ⅲ制剂。因此,抗凝血酶Ⅲ监测是判断肝素是否有效的指标。
二、抗血小板监测指标
血小板在冠状动脉血栓形成和其他常见心血管病,包括卒中、高血压病、糖尿病血管并发症和外周血管病等疾病的发生、发展中起着重要作用,抗血小板治疗对这些临床疾病的治疗和预防具有重要意义。然而,不同患者对抗血小板治疗的反应有一定的变异性。研究显示,临床上5%~60%的患者存在“阿司匹林低反应”,4%~30%的患者存在“氯吡格雷低反应”,5%~6%的患者存在“双联抗血小板低反应”。因此,对血小板功能进行监测来评估抗血小板药物治疗心脑血管疾病的效果正在引起临床越来越多的重视,其目的是选择不同种类或最佳剂量的药物来预防或治疗血栓形成,并且使药物引起的出血副作用发生率降到最低。下面分别对血小板的数量和功能检测进行描述,以监测抗血小板治疗过程中的安全性和有效性。
(一)血小板数量检测
血小板的主要功能是凝血和止血,修补破损的血管。血小板的表面糖衣能吸附血浆蛋白和凝血因子Ⅲ,血小板颗粒内含有与凝血有关的物质。当血管受损害或破裂时,血小板受刺激,由静止相变为机能相,迅即发生变形,表面黏度增大,凝聚成团;同时在表面第Ⅲ因子的作用下,使血浆内的凝血酶原变为凝血酶,后者又催化纤维蛋白原变成丝状的纤维蛋白,与血细胞共同形成凝血块止血。血小板颗粒物质的释放,则进一步促进止血和凝血。血小板还有保护血管内皮、参与内皮修复、防止动脉粥样硬化的作用。
血小板计数是指计数单位容积血液中血小板的数量。正常范围为100~300×10 9/L。血小板超过300×10 9/L称为血小板增多,见于骨髓增殖性疾病(如真性红细胞增多症和原发性血小板增多症、骨髓纤维化早期及慢性粒细胞白血病)、急性感染、急性溶血、某些癌症患者,这种增多是轻度的,多在500×10 9/L以下。血小板低于100×10 9/L称为血小板减少,见于血小板生成障碍(如再生障碍性贫血、放射性损伤、急性白血病、巨幼细胞贫血、骨髓纤维化晚期)、血小板破坏或消耗过多(如原发性血小板减少性紫癜、系统性红斑狼疮、恶性淋巴瘤、上呼吸道感染、风疹、新生儿血小板减少症、输血后血小板减少症、弥散性血管内凝血、血栓性血小板减少性紫癜、先天性血小板减少症)、血小板分布异常(如脾肿大、血液被稀释)。血小板减少可引起出血时间延长,严重损伤或在激状态可发生出血。当血小板计数<50×10 9/L时,轻度损伤可引起皮肤黏膜紫癜,手术后可以出血;当血小板计数<20×10 9/L时,常有自发性出血。一般认为,当血小板计数<20×10 9/L时,需要预防性输入血小板。如果血小板计数>50×10 9/L,且血小板功能正常,则手术过程不至于出现明显出血。
(二)血小板功能检测
血小板在动、静脉血栓形成中发挥重要作用。近年来对血小板在凝血功能中的作用,尤其是对其聚集机制有了许多新的认识,从而导致了检测技术的发展。总体上讲,血小板具有黏附、聚集、释放、促凝、血块收缩和维护血管内皮完整性等功能。血小板功能检测包括血小板黏附试验和血小板聚集试验,是临床评价血小板功能及抗血小板药物疗效的较为常用的辅助手段。
1.血小板黏附试验(PAdT)
血小板黏附试验是检测血小板体外黏附功能的方法,不能反映体内血小板的黏附功能,故其临床应用价值有限。血小板黏附是血小板膜糖蛋白通过血管性血友病因子与血管内皮下胶原黏附作用。血小板黏附率增高见于血栓前状态和血栓性疾病(如心肌梗死、心绞痛、脑血管病变)、糖尿病、深静脉血栓形成、妊娠高血压综合征、肾小球肾炎、动脉粥样硬化、肺梗死、口服避孕药等。血小板黏附试验减低见于血管性血友病、巨血小板综合征、血小板无力症、尿毒症、肝硬化、异常蛋白血症、骨髓增生异常综合征、急性白血病、服用抗血小板药、低(无)纤维蛋白原血症等。
2.血小板聚集试验(PAgT)
聚集功能是血小板的另一个重要生理特性,是指血小板与血小板之间的黏附,显示活化的血小板相互作用成团的特征,是血小板参与止血和血栓形成过程的重要因素之一。血小板聚集试验是反映血小板聚集的有用指标,是反映血小板膜糖蛋白通过纤维蛋白原与另一血小板膜糖蛋白结合的聚集能力。血小板聚集试验增高反映血小板聚集功能增强,见于血栓前状态和血栓性疾病(如心肌梗死、心绞痛、糖尿病、脑血管病变、妊高征、静脉血栓形成、肺梗死)、口服避孕药、晚期妊娠、高脂血症、抗原-抗体复合物反应、人工心脏和瓣膜移植术等。血小板聚集试验减低反映血小板聚集功能减低,见于血小板无力症、贮藏池病、尿毒症、肝硬化、骨髓增生性疾病、原发性血小板减少性紫癜、急性白血病、服用抗血小板药、低(无)纤维蛋白原血症等。目前用于血小板聚集试验的检测方法主要有以下几种:
(1)光学血小板聚集度监测(light transmission aggregometry,LTA):
LTA曾是监测血小板聚集功能的金指标,也是临床预测抗血小板疗效最广泛的监测方案,即在富含血小板血浆中加入胶原或二磷酸腺苷(ADP)等血小板激活剂使血小板发生聚集,血浆浊度减低,透光度增加,通过记录透光度的变化来判断血小板聚集程度。花生四烯酸(AA)可通过TXA 2途径激活血小板的聚集,二磷酸腺苷(ADP)可通过结合血小板膜上受体激活血小板的聚集,从而可分别评价阿司匹林以及氯吡格雷的抗血小板效应。目前比较公认诊断阿司匹林抵抗的标准是1mg/mL AA刺激下血小板的聚集率≥20%,10μmol/L的ADP刺激下血小板聚集率≥70%,此种方法诊断的药物抵抗与不良临床后果有比较好的相关性。该方法需血量较多,且需使用大量的激动剂,还易受个体其他因素的影响,如年龄、种族、性别、饮食、精神状态和红细胞比容水平等,即使在同一个体上进行监测也没有很好的重复性,实验室间的差异可达30%,因此具有一定的局限性。
(2)阻抗式全血聚集度监测(impedance whole blood aggregometry,WBA):
WBA是研究全血中的血小板在传统的激动剂作用下黏附和聚集时检测在两个电极间阻抗改变。WBA与LTA同为监测血中依赖GPⅡb/Ⅲa的血小板聚集的方法,但WBA能监测到的血小板聚集物较比浊法小,故相对更敏感。该方法需血量小,分析速度快,操作简单,耗时短,离心过程中不会出现血小板亚群的丢失及血小板激活。
(3)血小板聚集分析仪(Plateletworks):
Plateletworks以ADP或胶原为诱导剂,监测血小板聚集反应中单个血小板的缺失。该方法与作为金标准的LTA有良好的相关性,但监测结果与血样接触ADP的时间有关,应当在10min内完成监测,故临床应用受到一定的限制。
(4)血栓弹性描记血小板分析仪(platelet mapping system,TEG):
凝血过程的最终结果是形成血凝块,血凝块的物理性质(形成速度、硬度及稳定性)反映患者是否有正常的凝血功能,是否会出血或是血栓形成。TEG从血小板纤维蛋白相互反应开始记录血小板和纤维蛋白凝固级联反应,包括血小板聚集、血凝块强化、纤维蛋白交叉连接,最后到血凝块溶解的整个过程。通过监测各种激活剂诱导的血凝块强度来定量分析血小板功能。TEG在血小板功能监测方面具有独特优势,它可以提供凝血过程中各种因子相互作用的完整信息,其中一些参数可以提供凝血过程中的酶学特征。该方法还可以测定达到凝血酶生成最大速率所需要的时间。专门的血小板描记软件可通过AA和ADP分别评估集机体对阿司匹林和氯吡格雷的反应。TEG的样品准备要比VerifyNow烦琐,但TEG可以提供VerifyNow不可能提供的凝血指标监测功能。近年来,随着TEG应用于临床抗血小板药物疗效的监测,其对缺血事件良好的区分能力已得到研究证实,同时TEG与LTA也有较好的符合度,甚至较LTA对患者的临床预后有更好的价值。
(5)锥板分析仪(impact cone and platelet analyzer):
锥板分析仪因其使用的检测器材的形状而得名,主要测定剪切力引起的血小板黏附功能。该方法操作简单、迅速、需血量少,还可以模拟血管内的生理状态,因而可以精确测定血小板功能。
(6)血小板功能分析仪(PFA-100):
血小板功能分析仪又名“外出血时间”测定仪,为体外模拟与体内血管壁损伤后所发生的血小板聚集和活化过程。PFA-100以秒为单位记录从实验开始到血小板闭塞网眼、血液停止流动的“闭合时间”,反映了予以血小板有关的初期止血功能。该方法快速、简单、需血量少、可在床边进行。需要指出的是,PFA-100对阿司匹林敏感,但对氯吡格雷反应欠佳。
(7)血管扩张剂刺激磷蛋白(VASP):
血管扩张剂刺激磷蛋白是存在于细胞内的肌动蛋白调节蛋白,作为cAMP和cGMP途径依赖性蛋白激酶的作用底物,对于GPⅡb/Ⅲa由静止态转为活化态非常重要。VASP的磷酸化形式VASP-P是无活性的,而VASP是其活化形式。ADP通过与P2Y 12受体结合,启动细胞内信号转导通路,从而抑制了VASP-P的形成,VASP相对含量增加,从而激活血小板。而噻氯吡啶、氯吡格雷或普拉格雷通过抑制ADP受体P2Y 12促进了VASP向VASP-P的转化,达到抑制血小板活化的目的。VASP和VASP-P的比值可以反映P2Y 12受体抑制剂的疗效。但临床中常以血小板反应指数(PRI)来替代VASP和VASP-P比值。PRI=[(MFI PGEI-MFI ADP+PGEl)/MFI PGEI]×100,根据静息态(+PGEI)和激活态(PGEl+ADP)时矫正的MFI(平均荧光强度)计算。通常界定的PRI正常值为<50%。PRI<50%时,接近90%的P2Y 12受体被氯吡格雷抑制;而PRI>50%时亚急性血栓事件增加,提示50%的PRI可以用来区分对氯吡格雷反应性。
(8)VerifyNow监测仪:
VerifyNow是由美国药品与食品管理局(FDA)批准的床旁监测方法,主要用来监测阿司匹林或氯吡格雷对血小板的抑制程度。VerifyNow的原理与LTA相似,通过纤维蛋白原包被的微球与全血反应,检测血小板的聚集,通过透光率的变化来反映血小板的聚集程度。现已多项研究证实VerifyNow用于监测血小板功能对患者的临床预后有良好的预测能力。
VerifyNow监测血小板对阿司匹林的反应时,采用AA作为刺激剂,从而使监测的敏感性增高,因为AA诱导的血小板聚集需要环氧合酶-1(COX-1)参与,而阿司匹林则可特异性阻断该反应。以阿司匹林反应单位ARU值来表示,测量结果低于550ARUs代表阿司匹林治疗达到满意的效果,而高于此值则代表服用的阿司匹林没有达到应有的疗效。
VerifyNow监测血小板对氯吡格雷的反应时,采用ADP最为刺激剂。ADP通过其受体其P2Y 1和P2Y 12诱导血小板聚集。通常在进行该分析时以20umol/L 的ADP作为刺激剂,也可加入22nmol/L的PGE1用来抑制细胞内钙离子水平,以减少ADP通过P2Y 1途径导致的血小板激活。
随着抗血小板药物种类的增多和药物在患者身上生物学作用的不均一性,监测个体对抗血小板治疗的反应是非常有意义的,可以据此调节个体的用药类型和剂量达到最优化,来控制和减少发生血栓和出血的风险。同时,体内血栓形成环境非常复杂,体外血小板功能监测只能从某一侧面反映血小板受抑制的程度,并不能充分体现体内血小板的功能状态,并且由于存在个体差异,使血小板功能的监测更加复杂。此外,目前尚缺乏关于血小板功能检测和临床预后相关性的研究,联合几种血小板功能检测指导抗血小板治疗可能成为今后研究的重点。
三、溶栓监测指标
溶栓治疗的主要并发症是出血,轻度出血发生率在非介入性研究中为5%~10%,行导管检查者高达15%~30%,严重出血发生率为1%~2%,颅内出血发生率为0.5%~2.1%,再灌注的冠状动脉有12.5%~45%于原部位发生血栓再次形成导致再梗死,因此在溶栓过程中应对相关指标进行监测,包括纤维蛋白原测定、纤维蛋白降解产物和D-二聚体等。
(一)纤维蛋白原测定(FG)
纤维蛋白原一种由肝脏合成的具有凝血功能的蛋白质。纤维蛋白是在凝血过程中,凝血酶切除血纤蛋白原中的血纤肽A和B而生成的单体蛋白质。简单地说,就是一种与凝血有关的蛋白质,即凝血因子。正常范围为2~4g/L。当FG超过正常范围,即表示凝血功能异常,见于糖尿病、急性心肌梗死、急性传染病、风湿病、急性肾小球肾炎、肾病综合征、灼伤、多发性骨髓瘤、休克、大手术后、妊娠高血压综合征、急性感染、恶性肿瘤等以及血栓前状态、部分老年人等。FG减低见于弥散性血管内凝血、原发性纤溶症、重症肝炎、肝硬化和低(无)纤维蛋白原血症。
FG的方法大体上分三大类,即功能测定法、物理化学测定法和免疫学测定法。功能测定法测定的是有凝血功能的纤维蛋白原,又称为可凝固蛋白,故特异性较好,但缺点是误差较大,一是所析出并测定的是纤维蛋白而非纤维蛋白原,二是纤维蛋白一旦形成就会吸附一些凝血因子或纤溶因子,从而增加所测纤维蛋白原的量。物理化学测定法简单、快速,尤其适于急诊检验,但缺点是特异性不强,所测的不是有凝固功能的纤维蛋白原,可能包括部分的降解产物和(或)其他蛋白。免疫学方法的优点是方法简便,但缺点是所测的不仅是可凝固的纤维蛋白原,可能包括了它的降解产物,也可能包括了障碍性纤维蛋白原。
(二)纤维蛋白降解产物(FDP)
FDP是在纤溶亢进时产生的纤溶酶的作用下,纤维蛋白或纤维蛋白原被分解后产生的降解产物的总称,是测定纤维蛋白溶解系统功能的一个试验。定性试验为阴性,定量试验正常范围为1~5mg/L。FDP增高或阳性表示纤溶活性增强,提示体内存在着频繁的纤维蛋白降解过程,见于原发性纤维蛋白溶解功能亢进、继发性纤维蛋白溶解功能亢进(高凝状态弥散性血管内凝血、肾脏疾病、器官移植排斥反应溶栓治疗等)、血管栓塞性疾病(心肌梗死、闭塞性脑血管病、深部静脉血栓)、白血病化疗诱导期后出血性血小板增多症、尿毒症、肝脏疾患或各种肿瘤。
(三)D-二聚体
D-二聚体是纤维蛋白单体经活化因子ⅩⅢ交联后,再经纤溶酶水解所产生的一种特异性降解产物,是一个特异性的纤溶过程标记物。D-二聚体来源于纤溶酶溶解的交联纤维蛋白凝块。定性试验为阴性,定量试验正常范围为小于200μg/L。D-二聚体主要反映纤维蛋白溶解功能,深静脉血栓(DVT),肺栓塞(PE),弥漫性血管内凝血(DIC)的关键指标。理论上D-二聚体可定量反映药物的溶栓效果及可用于诊断、筛选新形成的血栓,但到目前为止,D-二聚体检测尚存在一定局限性。因为只要机体血管内有活化的血栓形成及纤维溶解活动,D-二聚体就会升高,故其特异性低,敏感度高,但在陈旧性血块时,本试验又呈阴性。
在溶栓治疗中,D-二聚体含量变化一般有以下特点:溶栓后D-二聚体含量在短期内明显上升,而后逐渐下降,提示治疗有效;溶栓后D-二聚体含量持续升高或下降缓慢,提示溶栓药物用量不足;溶栓治疗应持续到D-二聚体含量下降至正常范围。恢复正常的D-二聚体是停止溶栓的指征。需要注意的是,不同疾病的溶栓治疗,D-二聚体峰值变化的时间有所不同。在急性心梗、脑梗溶栓后1~6h D-二聚体达到峰值,24h降至溶栓治疗前水平;而在DVT溶栓治疗时,D-二聚体峰值常出现在24h或以后。对于慢性期DVT患者,溶栓前D-二聚体含量高于正常,而溶栓后D-二聚体含量不升高,或迅速下降至正常范围,说明此时仅有少量新鲜血栓形成,大部分为机化的陈旧血栓,溶栓常不能收到满意效果。另外,溶栓治疗结束后,应定期观察一段时间的D-二聚体的变化以防血栓复发。