作者简介:刘长营,男,1982年生,硕士,技师,主要从事临床检验工作和免疫学研究。
组织因子(tissue factor)是由263个氨基酸残基组成的跨膜单链糖蛋白, 相对分子质量约为47 000。其中氨基端219个氨基酸残基位于细胞膜外, 紧随其后的23个氨基酸残基穿过细胞膜, 其余21个氨基酸残基位于细胞质内。组织因子通过与因子Ⅶ / Ⅶ a结合启动血液凝固级联反应; 另外, 组织因子可同时激活凝血因子Ⅸ 和Ⅹ , 启动内源性和外源性凝血酶联放大反应, 在血栓形成过程中起着重要作用。通常认为, 组织因子在血管壁外膜细胞, 包绕血管的成纤维细胞, 肝、脾、肾等器官的纤维囊, 皮肤外层的表皮细胞, 肾小球上皮细胞, 脑皮质, 心肌细胞, 肺泡巨噬细胞, 胃肠道壁, 部分泌尿生殖道和子宫内膜基质细胞中均有分布, 而在血管中膜或内膜层却很稀少。因此认为在正常情况下组织因子不存在于循环血液中或不与循环血接触, 只有当血管壁的完整性遭到破坏时组织因子才暴露于循环血液, 通过激活凝固级联反应发挥止血作用。然而, 这一观点在最近的一系列研究中受到了质疑, 有研究认为在适当条件下一些血细胞也可以合成并表达组织因子。 我们就循环血液中组织因子的表达及组织因子与各种血细胞的关系做如下综述。
此前, 传统的组织因子分布概念仅局限于血管外系统, 也就是说血管墙阻止了血液同组织因子的联系, 单核细胞被认为是在人类血细胞中可诱导组织因子合成的惟一细胞类型。最近这种观点发生了改变, 先是有报道称血液中的组织因子和中性粒细胞有关, 之后又报道血小板存在组织因子的表达, 并且有研究证实单核细胞含有加密(未激活)的组织因子 [1, 2]。Osterud等[3]认为血液中的组织因子活性与CD14+单核细胞有关, 这种微小的组织因子浓聚物以一种加密(未激活)的结构形式存在, 且体外可以被钙离子载体解码而活化, 在体内可能通过单核细胞的活化来实现。
最近多种理论都承认细胞中组织因子的“ 解码现象” 。有研究认为, 存在于细胞膜组织因子抗原微环境中的大量磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine, PS)可能在组织因子“ 解码现象” 中发挥重要作用[4]。早期的研究发现, 血小板可放大全血中脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)和佛波酯(phorbol-12-myristate -13acetate, PMA)激活的单核细胞组织因子活性, 而活化的血小板表面暴露有大量的PS, 因此单核细胞膜上未激活的组织因子可通过活化的血小板获得更多PS而解码活化。
多项研究显示静息或激活状态下的粒细胞不表达组织因子。很早之前, Osterud 等[5]报道称没有足够的试验证据支持全血中粒细胞存在组织因子表达这一观点。最近Sovershaev等[6]使用流式细胞术和免疫印迹技术分析显示, 静息或激活状态下的嗜酸性粒细胞表面及胞内均无组织因子的表达, 细胞的裂解产物中也未检测到有促凝活性物质的存在; 但在活化的单核细胞表面和裂解产物中均检测到组织因子表达; 实时定量聚合酶链反应(PCR)显示静息或活化状态下的嗜酸性粒细胞组织因子mRNA表达均为阴性, 而在激活后的单核细胞组织因子mRNA水平显著增高。Egorina等[7]从组织因子活性和蛋白水平2个方面进行试验, 发现从全血分离出的粒细胞在用LPS/PMA激活前后均无组织因子表达, 而相同处理的单核细胞则检测到显著的组织因子活性和蛋白表达。
组织因子从单核细胞到粒细胞的“ 转移学说” 。与人中性粒细胞和嗜酸性粒细胞存在组织因子活性表达的研究报道不同[8, 9], Egorina等[7]研究发现从激活全血中分离的粒细胞具有低水平的组织因子表达, 而且体外静息状态或被LPS/PMA激活的粒细胞无任何组织因子活性或抗原。因此, 研究者推测在粒细胞中所检测到的组织因子可能是从细胞之外获得的。在随后的试验中, 研究者分离去除试验血液中的单核细胞, 并加入相同数量的无组织因子活性的单核细胞从而使血液重建, 用LPS激活后检测发现, 血液粒细胞中原有的微弱组织因子活性降低至检测阈值下限以下。接下来研究者采用组织因子黄色荧光蛋白(YFP)标记物标记全血中的单核细胞, 随后在粒细胞上也检测到了这种荧光标记物; 同时, 当使用另外一种膜蛋白标记物myr-YFP时, 在LPS激活的全血中并没有出现从单核细胞到粒细胞的标记物转移。研究者认为组织因子YFP可以从单核细胞转移到粒细胞, 而且这种转移是组织因子特异性的, 而不是单核细胞与其他细胞的随机解离或结合[7]。这一现象支持组织因子从单核细胞到粒细胞的“ 转移学说” 。最近Pawlinski等[10]总结认为中性粒细胞和嗜酸性粒细胞均不表达组织因子, 但可通过与单核细胞来源的微粒结合而获得组织因子活性表达。De Waard等[11]在大鼠内毒素血症模型中发现, 被组织因子阳性粒细胞浸润的器官无组织因子mRNA的表达, 这一结果支持组织因子从单核细胞到粒细胞的“ 转移学说” 。
关于血小板是否存在或可合成组织因子, 目前存在2种对立的观点。其一, 认为血小板表达组织因子, 且激活的血小板可新合成组织因子; 其二, 认为存在于激活血液中少量的血小板组织因子来自于表达组织因子的单核细胞, 即组织因子从单核细胞到血小板的“ 转移学说” 。
1. 血小板“ 组织因子合成论” Zillmann等[12]最先提出组织因子和血小板存在联系, 并认为血小板是血液迅速表达组织因子的必需成分。其延伸研究认为, 组织因子存在于血小板α -颗粒和开放管道系统, 经凝血酶或胶原激活后组织因子便暴露于血小板膜表面。Panes等[13]也认为静息状态下的血小板表达组织因子且其活性因血小板的活化而增强, 并认为激活的血小板可新合成组织因子。最近他又提出血管性血友病因子(vWF)和抗菌药物共同作用, 短时间内即可诱导血小板表达组织因子, 但必须保证胞膜完整无溶解, 以便于检测组织因子活性。
2. 组织因子从单核细胞到血小板的“ 转移学说” Osterud 等[14]采用高敏感性和高特异性方法, 在LPS刺激和未受刺激的血液血小板中均仅检测到痕量的组织因子活性且均没有检测到组织因子蛋白抗原。这些未活化血小板中微量的组织因子活性不能被抗组织因子抗体中和; 相反, LPS激活的血液血小板组织因子活性中的一部分被这种抗体所灭活。正如前所述, 研究人员推测存在于激活血液中微弱的血小板组织因子活性来自表达组织因子的单核细胞[15]。在随后的追踪研究中, 研究者把抗组织因子抗体和抗组织因子途径抑制物(tissue factor pathway inhibitor, TFPI)抗体应用到被凝血酶受体激活肽(TRAP)激活的富血小板血浆组织因子的活性表达上, 试验中所检测到的微量组织因子活性(0.6~1.1 mU/mL血液)因加入抗TFPI抗体而增强(1.2~1.8 mU/mL血液), 而且增强的组织因子活性没有因为抗组织因子抗体的加入而改变。在对照试验中, 这2种抗体中和了97%以上的LPS激活的全血中单核细胞组织因子活性。在组织因子活性检测试验中失活的凝血因子Ⅶ a的使用对血小板组织因子活性检测值无影响, 但几乎完全限制了活化单核细胞中组织因子活性。综上所述, 静息和活化状态下的血小板均不能新合成组织因子, 而血液血小板中微量的组织因子活性可能来自于表达组织因子的单核细胞。
微粒是当各种细胞活化或凋亡时从细胞膜上脱落入血的小囊泡状物质, 目前与微粒相关的组织因子的报道依然存在不一致的观点。不过可以肯定的是, 富含组织因子的微粒可出现在多种疾病患者的循环血液中, 如严重的败血症、不稳定型心绞痛等[16]。最近, Manly等[17]总结认为病理状态下升高的微粒组织因子活性可引发或加快血栓形成过程, 研究者在血栓凝块中发现了大量组织因子的聚积, 并认为微粒组织因子的积聚是微粒上的P-选择素糖蛋白配体-1(PSGL-1)和活化的血小板或内皮细胞表面的P-选择素相互作用的结果。然而这种微粒是否存在于健康个体血液中就值得更深入地探讨了。
1. 健康人循环微粒不表达组织因子 多项研究显示, 在健康个体血浆中可检测到组织因子抗原, 这些组织因子抗原是否与血浆中微粒有关引起了研究者的广泛关注。Osterud等[3, 14]在LPS活化的血液微粒中检测到微弱的组织因子活性, 但远远低于同样处理的血液中单核细胞相关组织因子含量的0.5%; 而来自LPS+PMA活化血液的微粒组织因子活性仅相当于相同处理血液中单核细胞相关的组织因子含量的0.7%。这些发现与健康个体循环微粒几乎不存在组织因子的观点相一致, 这表明血浆中检测到的组织因子抗原要么与那些更小的微粒有关, 要么就是血浆中存在可溶的组织因子[18]。
2. 未激活的血液血浆乏组织因子活性 Parhami-Seren等[19]采用高敏感性和特异性的荧光单抗免疫分析法分析血浆组织因子抗原, 结果显示80%的健康受试者血浆组织因子水平低于其检测下限(2 Pm, 约60~70 pg/mL), 远远低于之前他人研究中报道的数值。此外, 研究发现一种抑制性的抗组织因子抗体并没有对血液凝血时间产生影响。因此研究者推测血浆中不存在活化的组织因子。Osterud等在新采取的非抗凝血中加入抗组织因子抗体, 然后采用无震荡流变测定法检测凝血时间, 结果得出了与上述研究相同的结论。最近Ollivier等[20]采用刻度自动凝血测定(CAT)法检测血浆中内源性组织因子活性水平, 结果得出了同样的观点, 认为未激活血液所含有的组织因子活性完全可忽略不计, 并认为微粒的促凝血活性主要与磷脂类物质有关, 这可能是暴露于微粒表面的PS协助促凝血酶发挥作用。
3. 检测材料中的PS可能影响组织因子检测结果 与传统研究不同, Bogdanov等[21]采用免疫捕获法和再酯化技术发现正常人血浆中大于40%的组织因子存在于固态微粒中, 而其余部分为可溶性组织因子。尽管Osterud等试验的敏感性比这种再酯化技术高, 但仍没有检测到和微粒相关的组织因子活性。研究者因此猜测循环血液中的惰性组织因子可能通过与活化的血小板膜相互作用而活化, 而这种作用是通过一个再酯化过程完成的。目前很多研究采用商业化的Actichrome试剂盒进行检测分析, 可能错误地报道了高水平的组织因子活性, 这可能与检测材料中的PS与Ⅹ 因子的内源性激活相结合有关[21]。
综上所述, 在健康个体具有组织因子活性的血细胞中, 单核细胞被认为是具有组织因子合成能力的血细胞。多种病理生理条件下, 当单核细胞激活时可能会合成大量组织因子, 这些组织因子能以微粒的形式从单核细胞转移至活化的血小板和粒细胞, 具有组织因子活性的血小板因大量PS的暴露而使其促凝血活性明显增强。
The authors have declared that no competing interests exist.
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