血液凝固是无活性的凝血因子 ( 酶原 ) 被有序地、逐级放大地激活,转变为有蛋白降解活性的凝血因子的系列性酶反应过程。凝血的最终产物是血浆中的纤维蛋白原 (FIB) 转变为纤维蛋白[11-13]。
2.1凝血活酶生成
凝血活酶的生成一般分为外源性凝血途径和内源性凝血途径,两条凝血途径的主要区别在于启动方式及参加的凝血因子不同。
2.1.1外源性凝血途径
血管损伤时,其内皮细胞表达组织因子 (TF) 并释入血流。 TF 与Ⅶ因子或Ⅶa 因子在钙离子 (Ca2+) 存在的条件下,形成TF-Ⅶ因子或TF-Ⅶa因子复合物,这 2 种复合物均可激活Ⅹ因子,后者的激活作用远远大于前者,近年发现它们还存在激活Ⅸ因子的作用。
2.1.2内源性凝血途径
内源性凝血途径一般从Ⅻ因子的激活开始,血管内膜下组织特别是带负电荷的胶原纤维,与Ⅻ因子接触,可使Ⅻ因子激活成Ⅻa,Ⅻa可激活前激肽释放酶使之成为激肽释放酶;后者反过来又能激活Ⅻ因子,这是一种正反馈,可使Ⅻa因子大量生成。Ⅻa又激活Ⅺ因子成为Ⅺa。由Ⅻ因子激活到Ⅺa形成为止的步骤,称为表面激活。表面激活所形成的Ⅺ a 再激活Ⅸ因子生成Ⅸa,这一步需要有 Ca2+ (即Ⅳ因子 ) 存在。Ⅸa再与Ⅷ因子和血小板3因子 (PF3) 及 Ca2+组成Ⅷ因子复合物,即可激活Ⅹ因子生成Ⅹa。
上述 2 种途径激活Ⅹ因子后,凝血过程即进入共同途径。在 Ca2+存在的条件下,Ⅹa因子、Ⅴ因子与PF3形成复合物,此即凝血活酶。近几年,随着该领域内研究的不断深入,人们对凝血过程的认识又有了进一步的补充和发展,更加强调外源性凝血途径在病理生理过程中的作用和地位,凝血共同途径前移,并认为2条凝血途径并不是完全独立而是相互密切联系的,在机体的整个凝血过程中可能发挥不同的作用[14-15]。2.2 凝血酶(Ⅱa因子)生成
血浆中无活性的凝血酶原在凝血活酶的作用下,转变为蛋白分解活性极强的凝血酶。凝血酶是凝血连锁反应中的关键酶,它将裂解 FIB,产生纤维蛋白。
2.3纤维蛋白生成
在凝血酶作用下,FIB 依次裂解,释放出肽 A、肽 B,形成纤维蛋白单体,单体自动聚合,形成不稳定性纤维蛋白,再经ⅩⅢa因子的作用,形成稳定性交联纤维蛋白。凝血过程见图 1。
2.4凝血机制检验的临床意义
2.4.1凝血酶原时间 (prothrombin time,PT)
PT 是检查外源性凝血因子 ( Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ ) 的一种过筛试验。正常参考值为 12~16 s。在一般口服抗凝剂的过程中,以简单维持患者 PT 在正常对照的 1~2 倍最为适宜。
2.4.2国 际 标 准 化 比 值 (international normalized ratio,INR)
INR 是患者 PT 与正常对照 PT 之比 ( 即PT 比值,PTR) 的 ISI 次方 (ISI :国际敏感度指数,试剂出厂时由厂家标定 ),即 INR=PTRISI。考虑到同一份检测标本在不同的实验室,用不同的 ISI 试剂检测,其 PT 值结果可差异很大,但如检测的结果以 INR 值表示则数值相同,从而使检测结果具有可比性。目前国际上强调用 INR 来监测口服抗凝剂的用量,世界卫生组织 (WHO) 规定应用口服抗凝剂来预防静脉血栓形成时,INR 的允许范围如下 :(1) 非髋部外科手术前,1.5~2.5 ;(2) 髋部外科手术前,2.0~3.0 ;(3) DVT,2.0~3.0 ;(4) 治疗 PE,2.0~4.0 ;(5) 预防动脉血栓形成,3.0~4.0 ;(6) 人工瓣膜手术,3.0~4.0 [16-18]。
2.4.3 活 化 部 分 凝 血 活 酶 时 间 (activated partial thromboplatin time,APTT)
APTT 是检查内源性凝血因子 ( Ⅷ、Ⅸ、Ⅺ ) 的一种过筛试验。正常参考值为 24~36 s。由于 APTT 的高敏感度和肝素的作用途径主要是内源性凝血途径,所以 APTT 成为监测普通肝素 (UFH) 的首选指标。
2.4.4 FIB
即凝血因子Ⅰ,是凝血过程中的主要蛋白质,正常参考值为 2~4 g/L。FIB 增高除了生理情况下的应激反应和妊娠晚期外,主要出现在急性感染、烧伤、动脉粥样硬化、急性心肌梗死、自身免疫性疾病、多发性骨髓瘤、糖尿病、妊高症及急性肾炎、尿毒症等;FIB 减少主要见于弥散性血管内凝血 (DIC)、原发性纤溶亢进、重症肝炎、肝硬化和溶栓治疗时。
2.4.5 D-二聚体 (D-Dimer)
当机体发生凝血时,凝血酶作用于FIB,使其转变为交联纤维蛋白,同时,纤溶系统被激活,降解交联纤维蛋白形成各种纤维蛋白降解产物 (FDP) 碎片。由于 γ 链的交联,便产生了由 γ 链相连的 2个D片段,即 D-Dimer。D-Dimer 测定是诊断活动性纤溶较好的指标,对血栓形成性疾病有重要的诊断价值。血浆 D-Dimer水平正常可以排除 DVT 或 PE 的存在,在急诊科具有很高的阴性预测价值。但住院后,多数患者已经显示D-Dimer 浓度升高。同时高龄、近期手术、感染、癌症和妊娠都可使血浆 D-Dimer 的水平升高,限制了阳性结果的意义。
2.6 抗凝血因子
对血液凝固系统的调节,使其改变凝血性质,减少纤维蛋白的形成,降低各种凝血因子的活化水平就是抗血液凝固的作用。与此相关的生理性物质组成了抗血液凝固系统。(1) 抗凝血酶 (antithrombin,AT) 是最重要的生理性抗凝物质,是凝血酶的主要抑制物,可以中和凝血途径的丝氨酸蛋白酶,如凝血酶FⅩa、FⅨa、 FⅪa、 FⅫa等。肝素和有关的糖胺聚糖可使这种抑制作用增强。肝素是惟一能与 AT 结合的糖类。(2) 蛋白 C (protein C,PC) 系统由 PC、蛋白 S、凝血酶调节蛋白和 PC 抑制物等组成。PC 在肝脏合成,是依赖维生素 K 的糖蛋白,与 FⅨ、FⅩ及凝血酶原等有很高的同源性。蛋白 S 也是肝细胞合成并依赖维生素K 的蛋白质,内皮细胞表面和血小板 α 颗粒中也有蛋白 S。(3) TF 途径抑制物 (tissue factor pathway inhibitor,TFPI) 是一种单链糖蛋白,内皮细胞是其主要合成场所。TFPI 是一种 Kunitz 型蛋白酶抑制剂,可以抑制FⅩa和FⅦa-TF复合物。(4)抗凝血机制检验的的临床意义。①血浆 AT 活性及抗原的检测。AT 活性或抗原测定是临床上评估高凝状态良好的指标,尤其是 AT 活性减低。在 DIC 诊断存在疑难时,AT 水平下降具有诊断价值,而急性白血病时,AT 水平下降是 DIC 发生的危险信号。AT 水平增高见于血友病、白血病、再生障碍性贫血等的急性出血期以及口服抗凝药的治疗中。在抗凝治疗中,如怀疑肝素治疗抵抗,可用 AT 检测来确定。AT 替代治疗时,也应首选 AT 来监测。AT 活性的参考值是 103.2%~113.8%。②血浆 PC 活性及抗原检测。PC 检测是易栓症诊断必备指标之一,并可作为寻找静脉或动脉血栓的病因、诊断高凝状态的存在、肝病变和维生素 K 缺乏对凝血和抗凝蛋白的影响以及先天性 PC 缺陷症分类的重要依据。PC 活性的参考值为 87.06%~113.42% [19-25]。