急性呼吸窘迫综合征的免疫血栓形成：炎症与凝血的交互作用

概述

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）被定义为一种急性发作的综合征，胸部影像学呈双侧浸润，因非心力衰竭引起的呼吸衰竭，导致轻度、中度或重度氧合受损。该综合征最常见的表现是脓毒症诱导的器官功能障碍，其特征是内皮屏障完整性受损和弥漫性肺损伤。凝血和炎症之间的不平衡是ARDS的主要特征，导致极端的炎症反应和血管毛细血管床和肺泡中弥漫性纤维蛋白沉积。活化的血小板、嗜中性粒细胞、内皮细胞、中性粒细胞外捕获网、微粒和凝血蛋白酶参与免疫血栓形成的复杂过程，这是ARDS病理生理学中的一个关键事件。现有的综述主要集中在ARDS免疫血栓形成的阐明和潜在的治疗意义。

关键词‍‍‍

急性呼吸窘迫综合征；凝血；炎症；免疫性血栓形成

引言

根据柏林定义，急性呼吸窘迫综合征（ARDS）被定义为一种急性发作的综合征，伴有双侧胸部影像学浸润模糊影和非心源性呼吸衰竭，导致轻度、中度或重度氧合受损。该综合征可能是直接肺部损伤（肺炎、误吸）或脓毒症、大量输血或创伤等全身性事件的表现。对ARDS病理生理学的深入见解并没有引出相同的治疗含义；因此，治疗仍然是支持性的，主要基于肺保护性机械通气（MV）通过使用肌松药，俯卧位和保守的输液策略作为一种争取时间的策略。‍该综合征的死亡率估计为30-50%，这就需要新的有效治疗策略。

ARDS的特征是弥漫性肺部炎症，导致内皮和上皮损伤，随后血管通透性增加。该综合征最常见的表现是脓毒症引起的广泛器官功能障碍，主要特征是内皮屏障完整性破坏和弥漫性肺损伤。在ARDS的病理生理学方面，涉及许多细胞类型，如血小板、中性粒细胞、肺泡巨噬细胞和单核细胞，以及内皮细胞和肺泡上皮细胞。在病原体入侵后，中性粒细胞和其他吞噬细胞在微血管中被募集，与血小板相互作用，并促进防御机制的形成。血小板聚集到组织损伤的任何部位，形成血小板凝块，随后激活凝血级联反应。有充分的证据表明，脓毒症和ARDS的特点是处于促凝状态，导致凝血酶的大量产生。内皮屏障直接受到凝血酶的影响，凝血酶是主要的凝血蛋白，它将纤维蛋白原转化为纤维蛋白。弥漫性肺泡和间质纤维蛋白沉积诱导微血栓形成。此外，凝血酶是血小板的主要激活剂，血小板进一步积聚到内皮损伤部位，与先天免疫细胞相互作用。此外，凝血蛋白酶激活免疫细胞上的蛋白酶激活受体（PARs）可诱导促炎和抗炎反应。血小板和中性粒细胞在内皮损伤部位的募集和相互作用，由凝血和炎症介质调节，因此被认为是一个体液调节过程，定义为免疫血栓形成（图1）。免疫血栓形成导致血管内支架的形成，增强对病原体的识别和破坏，并支持内皮完整性。然而，不受控制的免疫血栓形成可能会导致侧支组织损伤，并导致器官功能障碍。本综述的目的是总结免疫血栓形成在ARDS病理生理学中的作用，并探讨潜在的治疗意义。

ARDS病理生理学中的免疫血栓形成

炎症和凝血

凝血激活和过度炎症反应是ARDS病理生理学的基本特征。当免疫细胞表达的模式识别受体（PRRs）识别特定病原体相关分子模式（PAMP）时，就会启动先天性炎症反应。其中Toll样受体（TLRs）已在内皮细胞中被识别，而核苷酸结合寡聚结构域样受体（NLRs）是胞质PRRs。这两种受体还识别由损伤细胞产生的非内源性PAMP和内源性损伤相关分子模式（DAMP）。主要的TLR配体是脂多糖（LPS）、双链RNA和脂蛋白。有趣的是，DAMP也会在创伤或其他非传染性ARDS和多器官衰竭引起的非感染性细胞损伤中释放。免疫细胞受体对PAMP和DAMP的识别触发了促炎反应。含有pyrin结构域的NLR家族成员（NLRP）是一种多蛋白复合物的组成部分，称为炎症小体。缺氧性细胞损伤激活的这种复合物与ARDS的炎症过程有关。在小鼠ARDS模型中，炎症小体中的NLRP3通过与组蛋白相互作用，显著促进低氧血症的发展，而随后产生的细胞因子与ARDS患者的预后较差有关。

脓毒症、创伤和其他ARDS亚型的细胞损伤可导致线粒体DAMP释放到循环中。这些细胞成分进一步激活多形核中性粒细胞，传播炎症反应。血浆中线粒体DAMP（尤其是DNA）的存在与ARDS中观察到的内皮通透性增加有关，并可能导致ARDS患者的更高死亡率。上述机制诱导促炎反应，旨在消除病原体。然而，过度的促炎程序可能会导致附属组织损伤和随后的内皮功能障碍。

宿主对内皮损伤的固有反应与凝血的激活有关，凝血反过来调节并受炎症过程的调节。凝血在先天宿主反应中的主要病理作用最近被阐明并定义为免疫血栓形成，这是一种体液调节过程，可能同样有助于保护内皮完整性和炎症过程的传播。免疫血栓形成过程是由内皮损伤导致的微血管系统中微血栓的形成引发的（图1）。弥漫性内皮损伤有助于内皮下胶原的暴露，以及组织因子（TF）和血管性血友病因子在内皮细胞上的表达。

图1 ：免疫血栓形成在纤维蛋白原血小板栓的活性表面进化，并得到免疫细胞、血小板和凝血相关分子的支持。血小板聚集在受损的内皮部位。它们的激活导致颗粒内容物的释放，包括免疫调节介质、抗菌肽（AMP）和微粒。这些分子有助于内皮细胞刺激并促进中性粒细胞的相应迁移。活化的内皮细胞进一步表达粘附分子和组织因子（TF），从而启动凝血过程。炎症和凝血之间的分子联系是免疫细胞、血小板和内皮细胞上的蛋白酶激活受体（PAR）。凝血酶刺激PAR-1导致鞘氨醇-1磷酸受体1（SIP1）和SIP3之间的平衡紊乱，导致影响内皮细胞骨架的直接的屏障功能障碍。血小板衍生的P-选择素促进了内皮损伤部位的“中性粒细胞滚动”。在髓系细胞-1（TREM-1）上表达的触发受体在中性粒细胞上表达，并在血小板上识别特异性配体。TREM-1的激活与许多促炎细胞因子和趋化因子的释放有关，这些因子调节炎症反应。活化的中性粒细胞释放其细胞核的染色质和颗粒内含物的蛋白质，形成中性粒细胞外捕获网（NET）。NETs通过在微血管中捕获微生物而显示出抗微生物特性。活化的免疫细胞通过肺泡毛细血管膜在肺泡中积聚，并促进纤维蛋白的形成。

TF在凝血的激活中起着组成性作用，凝血与炎症过程密切相关。它是一种膜蛋白，在脑、肺和肾等多个器官血管外膜的成纤维细胞中表达。它还分布于上皮细胞、内皮细胞、血小板、微粒、特别是在炎症条件下。正常情况下，TF是编码加密的，因此正常宿主受到保护，不受凝血激活的影响。内皮损伤导致TF释放到血液中，并随后与凝血级联的蛋白酶相互作用。因此，TF与因子VII结合，而TF:因子VIIa复合物因此激活因子X。因子Xa和因子Va在活化血小板提供的钙和磷脂表面存在下构成凝血酶原复合物。凝血酶原复合物将凝血酶原激活为凝血酶。凝血酶的产生导致纤维蛋白和小血栓的充分形成。微血栓形成一道屏障，阻止病原体侵入，参与最初的防御程序。此外，它们有助于形成具有抗微生物特性的独特复合物：在微血栓的活性表面，先天免疫细胞被募集和激活，产生炎症反应并进一步增强TF的表达。

在引入免疫血栓概念之前，凝血和炎症在ARDS中的作用已经得到了广泛的研究。在这方面，ARDS患者的肺血管病变已在病理标本中进行了描述，但也使用了一种特殊的血管造影技术，即在床旁进行的球囊闭塞性肺动脉造影（BOPA）。根据ARDS的分期，检测到广泛存在各种形态类型的血栓栓塞。有趣的是，弥漫性血管内凝血（DIC）的诊断不一定与毛细血管微血栓的存在有关。尽管Greene等人报道在ARDS患者中造影的充盈缺损可以预测死亡率，但血栓形成作为肺损伤的触发或传播因素的确切作用尚未阐明。有趣的是，Greene等人观察到，在5名患有肺血管血栓形成的ARDS患者中输注链激酶，可导致血栓溶解并改善血液动力学参数。更重要的是，Vesconi等人没有证实ARDS中充盈缺损的预后意义；相反，他们报道了微血栓的存在与ARDS病因（创伤后综合征）的相关性，而不是与ARDS严重程度的相关性。然而，免疫血栓形成不能很容易地通过成像研究来描述，因为它在未完全闭塞的微血管中进化，并且血栓的大小可以小到<10μm。

长期以来，促凝状态一直被认为是ARDS病理生理学的重要组成部分。Saldeen表明，在动物模型中输注凝血酶会导致“微栓塞综合征”，其特征是肺循环中弥漫性微栓塞。事实上，在ARDS患者的尸检中证实了纤维蛋白微血栓的存在。纤维蛋白的产生是弥漫性凝血酶产生的结果，它调节3个止血层级：凝血、抗凝和纤维蛋白溶解。大量的凝血酶生产导致凝血因子的消耗。此外，凝血酶与血栓调节蛋白（TM）相互作用，从而介导与内皮细胞蛋白C受体（EPCR）结合的蛋白C活化。活化蛋白C（APC）是一种内源性抗凝剂，因为它抑制因子Va和因子VIIa，同时通过抑制细胞因子的产生发挥抗炎作用。此外，APC激活纤维分解过程，因为它抑制纤溶酶原激活抑制剂-1（PAI-1）。Ware等人表明，与心源性肺水肿的对照组相比，ARDS患者的血浆APC水平降低，而PAI-1水平升高。这些研究者还报道，低APC和高PAI-1水平与ARDS患者的死亡率增加有关，这表明促凝血和抗纤溶状态可能是一个有吸引力的治疗靶点。然而，免疫血栓形成的概念揭示了先前描述的可能有害的广泛血栓形成的另一个方面：内皮损伤部位先天细胞和血小板的组织化募集导致有助于血管内免疫机制的分子因子的释放。

关于与ARDS免疫血栓形成相关的不同致病因素，脓毒症是主要原因。关于感染过程中活化血小板的作用及其与白细胞的相互作用已有几篇报道。Gando和Otomo最近描述了免疫血栓形成在创伤休克急性并发症中的作用；他们得出的结论是，在创伤患者中，免疫血栓形成和止血的机制失调，内皮损伤导致纤维蛋白溶解和随后的弥漫性渗出。此外，免疫血栓形成和细胞外组蛋白的特殊作用已在转染相关急性肺损伤（TRALI）模型中得到广泛研究。然而，似乎无论引起ARDS的不同致病因素如何，炎症过程都是触发微血管血栓形成机制的常见途径。机械通气和呼气末正压（PEEP）对微血管血栓形成的影响尚未在大型研究中进行研究。有几篇报道关于MV期间支气管肺泡灌洗液（BALF）中凝血和纤溶成分的动力学。Schultz等人表明，呼吸机相关肺炎患者BALF中凝血酶-抗凝血酶复合物（TAT）、TF和因子VIIa的水平升高。此外，潮气量和PEEP较高的MV与BALF中可溶性TM、TF、TAT、因子VIIa水平较高和APC水平较低有关，反映了促凝活性。Haitsma等人在链球菌肺炎的动物模型中表明，高潮气量MV的实施与肺中凝血的局部激活和纤维蛋白溶解的减弱有关，而BALF中IL-6的水平增加。上述现象被描述为“呼吸机诱导的凝血障碍”。此外，支气管肺泡凝血的激活和纤维蛋白溶解的抑制与通气相关的肺损伤有关。较少的研究调查MV和PEEP与血浆凝血指数的潜在相关性。在这方面，来自ARDSNet研究的数据表明，血浆TAT和PAI-1水平升高分别表现为凝血激活和纤维蛋白溶解抑制，与ARDS患者较高的死亡率相关；有趣的是，在这些患者中应用保护性肺通气对PAI-1血浆水平没有任何影响。

炎症和凝血之间的联系

炎症和凝血之间的分子联系主要是免疫细胞、血小板和内皮细胞上的PAR。PARs是相关G蛋白偶联受体的一个亚家族，由4个成员组成。PAR-1、3和4被凝血酶激活，而PAR-2和1被TF:因子VIIa和因子Xa的复合物激活。凝血酶对PAR-1的激活是肺部炎症基因上调的信号。此外，APC或低水平凝血酶对PAR-1的激活表现出细胞保护功能，而高水平凝血酶的相应激活可能破坏内皮屏障功能。凝血酶与血小板膜上PAR-1、3和4的相互作用导致血小板进一步活化和募集。此外，TF:因子VIIa复合物对PAR-2的激活导致粘附分子的表达，增强炎症过程。相反，促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1、干扰素-γ和革兰氏阴性菌的LPS，调节TF的表达。在人类研究中，静脉注射LPS会导致循环中含有TF的MP增加，从而产生凝血酶。此外，在ARDS患者中，BALF中的TF增加，而其被一种特殊抗体阻断会导致促凝血活性降低。TF途径抑制剂（TFPI）是TF的内源性抑制剂，在ARDS患者的BALF中也会增加。然而，它似乎仍然是一种不活跃的形式；因此，TF的促凝血活性不受抑制。TF/TFPI之间的平衡受损，通过弥漫性肺泡内和血管内纤维蛋白沉积，导致TF对ARDS病理生理学的有害促凝和促炎作用。

血小板是ARDS发病机制的另一个重要组成部分，因为它们参与中性粒细胞的募集和随后在毛细血管床中发生的免疫性非血栓形成。因此，免疫无血栓形成是一种在纤维蛋白原-血小板栓子活性表面进化的调节免疫过程，由激活标准杆数受体的免疫细胞、血小板和凝血相关分子支持（图1）。这一生物学过程可能会增强病原体的清除和内皮完整性的保存。然而，免疫血栓形成的过度激活可能会促进炎症过程，并在ARDS的发展中发挥重要作用。

内皮损伤过程中血小板的激活导致其形状的改变和颗粒成分的释放，颗粒由免疫调节介质和几种细胞膜蛋白组成。其中一种蛋白质是P-选择素，它反过来导致中性粒细胞在受损内皮的任何部位迁移和活化。此外，血小板诱导的内皮细胞上细胞内粘附分子-1（ICAM-1）的表达进一步促进了中性粒细胞的粘附。产生的板状中性粒细胞复合体通过表达促炎细胞因子参与炎症过程，并通过增加吞噬能力参与防御机制。这些复合物在靶器官（包括肺）的螯合与多器官衰竭的病理生理学有关，这是免疫血栓形成和随后肺毛细血管中血管闭塞性血栓形成的结果。

中性粒细胞外捕获网（NETs）和MPs进一步促进免疫血栓形成（图1）。活化的中性粒细胞释放细胞核的染色质和颗粒内含物的蛋白质，形成NETs。NETosis是一种细胞死亡过程，是先天免疫反应的重要机制。虽然NETs通过捕获血管中的微生物而显示出抗菌特性，它们可能会导致附带组织损伤。有趣的是，NET的形成与LPS和细菌攻击后的肺损伤有关。

MP与参与调节血小板和先天细胞相互作用的另一种机制有关。MP是从活化细胞中释放出来的小细胞衍生的囊泡，在细胞内通讯中起着重要作用。更具体地说，MP是由血小板和内皮细胞产生的，这是各种触发因素的作用，包括机械损伤和炎症。它们含有几种酶和蛋白质，作为生物信号，促进信息交换。MP参与各种疾病的炎症反应，如糖尿病、高血压和动脉粥样硬化。在肺损伤期间，它们与血小板、内皮细胞和先天细胞相互作用，刺激促炎细胞因子的产生，并发挥促凝和免疫调节作用。将进一步分析上述细胞和细胞介质在ARDS免疫血栓形成发展中的独特作用。

血小板与先天免疫反应

血小板是由巨核细胞产生的循环无核细胞。在内皮损伤过程中，内皮下胶原的暴露导致血小板活化，包括其形状的改变以及随后细胞膜蛋白和颗粒含量的释放，包括趋化因子、细胞因子、凝血蛋白酶、粘附分子、生长因子和血管生成介质。血小板衍生的介质导致血小板进一步聚集和活化，并促进止血机制和血栓形成。然而，这些药物中的许多，除了在凝血级联反应中发挥重要作用外，还参与炎症反应的调节。表面蛋白CD40和CD154能够与抗原呈递细胞如树突状细胞或巨噬细胞相互作用。这种相互作用导致ICAM-1和血管细胞粘附分子-1（VCAM-1）的表达，并导致组织损伤部位的中性粒细胞募集。此外，活化的血小板表达TLRs，识别几种PAMP。这种激活增强了各种促炎细胞因子的产生，如白细胞介素-1和肿瘤坏死因子-α。

血小板还通过直接杀菌活性参与免疫反应。这是通过释放抗菌肽（AMP）发生的，也称为防御素，直接破坏细菌膜（图1）。AMPs储存在α-颗粒中，与储存在膜下细胞质部位的人β-防御素（hBD-1）结合。值得注意的是，hBD-1在血小板的末端裂解过程中释放，从而保护宿主免受不适当的释放和随后的细胞毒性影响。

有趣的是，血小板在健康和疾病期间似乎具有不同的特征。在脓毒症期间，血小板的止血特性降低；同时，粘附分子和生长因子的分泌得以保留。在盲肠结扎脓毒症动物模型中，循环血小板显示急性期蛋白表达增加。此外，组织缺氧产生的酸中毒在炎症过程中增强了中性粒细胞与血小板的相互作用，但降低了止血能力。

在ARDS中，肺损伤部位血小板的积聚和激活与肺毛细血管中血管闭塞性血栓的产生以及随后的免疫血栓形成有关。在ARDS患者的尸检研究中，在肺毛细血管床中发现了大量血小板沉积。此外，肺损伤的严重程度与BALF中血小板衍生的α-颗粒介质的存在密切相关。总之，这些结果突出了血小板在ARDS病理生理学方面的免疫血栓形成中的重要作用。血小板在免疫防御中的作用超过了它们在血栓形成过程中的传统作用，这是一个正在进行的研究问题，涉及抗血小板治疗在预防ARDS中的应用，可能具有治疗意义。

ARDS患者血小板、中性粒细胞和内皮细胞之间的相互作用

ARDS的特点是内皮屏障功能紊乱和血管通透性增加。肺血管被凝血激活引起的富含纤维蛋白的渗出物占据，导致过度凝血酶形成。当血小板出现在内皮损伤部位以支持内皮屏障的完整性时，凝血酶通过其受体PAR-1影响内皮细胞骨架，从而导致直接的屏障功能障碍。如前所述，APC或低水平凝血酶对PAR-1的激活通过调节鞘氨醇1磷酸受体1（SIP1）和SIP3之间的平衡而具有细胞保护功能。在肺损伤期间，血小板通过引起粘附分子（如ICAM-1和VCAM-1）的表达，并促进中性粒细胞的各自迁移。血小板衍生的P-选择素和血栓素-A2促进了“中性粒细胞滚动”（图1）。P-选择素产生一个磷脂框架，增强中性粒细胞与血小板的粘附，减弱毛细血管中的中性粒细胞循环，从而加速其通过内皮的迁移。有趣的是，中性粒细胞在肺损伤部位的存在对于各自招募更多血小板至关重要；在动物模型中，在诱导内毒素血症之前中性粒细胞的清除减少了血小板向肺部的进一步迁移。

血小板-中性粒细胞复合物在粘附分子表达增加、吞噬细胞活性增强和有毒氧自由基产生方面表现出与血小板或单独的中性粒细胞不同的特性。髓系细胞-1（TREM-1）上表达的触发受体由中性粒细胞表达，并识别血小板上的特异性配体。TREM-1的激活与大量促炎细胞因子和趋化因子的释放有关，后者放大炎症反应并产生免疫血栓形成过程（图1）。由于过度的炎症反应可能导致附带组织损伤，旨在通过阻断TREM-1抑制炎症可能是一个有吸引力的治疗靶点。ARDS过程中白细胞颗粒蛋白的释放，包括天青素、弹性蛋白酶和几种基质金属蛋白酶，促进凝聚物的激活、上皮细胞的凋亡和表面活性蛋白的降解。中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）是中性粒细胞颗粒的一种重要蛋白酶，通过内皮细胞或上皮细胞的直接损伤，即通过毛细血管肺泡膜的降解，导致肺损伤。血小板与中性粒细胞的相互作用也会导致血小板细胞因子的释放，如PF4-RANTES和血栓素A2，导致粘附分子的上调和内皮细胞的收缩，从而导致肺损伤。

从动物和人类研究中有大量证据表明，血小板-中性粒细胞相互作用在ARDS免疫血栓形成中起着重要作用。在油酸诱导的急性肺损伤小鼠模型中，抑制血小板-中性粒细胞复合物的积累改善了气体交换，并导致动物存活时间延长。在LPS诱导的不同肺损伤模型中，血小板耗竭导致肺内中性粒细胞积聚减少。此外，针对血小板衍生趋化因子的抗体降低了肺毛细血管通透性和减轻随后的肺水肿，支持了趋化因子在肺损伤发展中的重要作用。在一项小型人体研究中，ARDS患者的血小板活化程度高于健康对照组。在其他研究ARDS遗传易感性的研究中，炎症、凝血和内皮细胞完整性相关基因的遗传变异与ARDS风险增加有关。

中性粒细胞胞外捕获网NET‍‍‍

NET的形成在免疫血栓形成过程中板-中性粒细胞相互作用中起着重要作用。在某些情况下，如与活化血小板的相互作用或存在炎症刺激，中性粒细胞在与细菌接触时会释放NETs。NETosis是中性粒细胞用来消灭病原体的一种额外机制。活化的中性粒细胞动员其染色质，染色质与颗粒抗菌因子一起在细胞外去凝集和扩张。NETs具有抗菌和促凝血的特性。它们捕获被NET相关蛋白酶灭活的革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。它们还具有促凝特性，因为它们会引起血小板活化和聚集，并激活凝血途径。该过程由中性粒细胞中的TF释放介导，并通过NET释放传递到细胞外空间。事实上，最近的研究表明，在脓毒症患者中，被包围在NETs中的TF释放量增加，从而导致血栓形成。此外，NETs与因子XII结合，从而有助于其活化和固有的凝结级联反应。这一过程与深静脉血栓形成（DVT）的发展有关。在DVT动物模型中，DNAse的给药导致NET切割，并随后抑制血栓形成过程。NETs还通过捕获和激活血小板参与促凝过程，血小板是免疫血栓形成的核心协调器。活化的血小板可以进一步增强NET的形成，从而导致血栓的扩展。

NET的形成可能导致脓毒症和ARDS的过度炎症反应。NET的释放是由肺泡间隙中高浓度的中性粒细胞激活因子引起的。此外，表面活性物质蛋白的减少会导致组蛋白的清除受损。NET成分，包括组蛋白、髓系过氧化物酶（MPO）、NE和组织蛋白酶G，可能对肺上皮和内皮细胞产生有细胞毒性得活性。尤其是NE降解内皮细胞骨架，导致E-钙粘蛋白和VE钙粘蛋白功能丧失，影响肺泡毛细血管屏障的完整性。NE还参与促炎细胞因子的释放，并与上皮细胞的凋亡有关。NE也有助于TFPI的蛋白水解裂解，同时增强因子X的激活，从而调节促凝过程。此外，MPO导致活性氧的产生，有助于上皮细胞凋亡。在脓毒症小鼠模型中，组蛋白的阻断可降低死亡率，而这些DNA结构与弥漫性肺泡损伤和出血有关。肺损伤与LPS、细菌或真菌刺激后的NET释放有关。值得注意的是，带正电的细胞外组蛋白可能是带负电分子（如肝素或白蛋白）的靶标。这些分子可能在脓毒症和ARDS的治疗中发挥着有前景的作用，因为它们具有潜在的抗组蛋白能力。事实上，有几项研究在ARDS的动物模型中使用雾化肝素，显示出肺部炎症和凝血障碍的减轻，而不影响纤维蛋白溶解。然而，相关的临床研究很少，需要进一步评估。

在ARDS中，血小板通过TLR4参与NET激活。在一项由血流感染引起的严重脓毒症患者组成的人体研究中，血小板的TLR4识别神经营养细胞中的TLR4配体。因此，中性粒细胞被激活，随后释放NETs，尤其是在肺毛细血管中，导致严重的肺损伤。NETs也与TRALI的病理生理学有关，TRALI是输血最严重的并发症之一，定义为在输注1个或多个单位血制品后6小时内发生的肺损伤。关于TRALI的动物和人类研究表明，在肺部和循环中发现了大量的NET。在免疫血栓形成过程中，细胞外组蛋白和中性粒细胞蛋白可能会形成一个缠结的网，血小板被困在肺微循环中（图1）。此外，细胞外组蛋白对内皮细胞具有直接毒性，促使单细胞层内皮的通透性增加。内皮通透性增加，再加上微循环障碍和免疫血栓形成，可促进肺损伤。在TRALI动物模型中，用血小板抑制剂、阿司匹林或IIb/IIIa糖蛋白抑制剂预处理，可减少血小板在肺部的螯合，降低肺通透性和减轻肺水肿。另外用DNA酶预处理小鼠，破坏了细胞外染色质网，减少了NET的形成，也减轻了肺水肿。因此，血小板诱导的NET产生可能是TRALI和肺损伤治疗的一个有价值的靶点。总之，NETs的主要活性是促血栓形成和先天免疫反应所必需的各种细胞内成分的细胞外表达，从而促进免疫血栓形成。

微粒

MP是调节细胞内通讯的小型载体，参与ARDS中遇到的免疫血栓形成。MP由多种细胞类型产生，包括血小板、内皮细胞、多形核中性粒细胞和淋巴细胞。然而，在人类中，血小板和巨核细胞衍生的MP占主导地位（PMPs）。MP在几种触发因素如机械损伤和炎症（图1）后从前体细胞脱落。它们保有母体细胞的脂质双层，同时含有蛋白质、核糖体RNA、信使RNA和微小RNA。这些介质由MP分泌到各种靶细胞，促进细胞间信息交换。此外，MP已被确定为细胞相互作用的生物标志物和重要调节因子，在炎症反应如脓毒症和多器官功能障碍综合征，包括ARDS中不成比例。有趣的是，在ARDS中，MP与炎症和凝血反应有关，传递有益和有害的效应。

在炎症过程中从血小板中释放的PMP主要参与多形核中性粒细胞的激活以及随后的脱颗粒和白细胞积聚。此外，LPS刺激的血小板通过释放PMP促进人内皮细胞的活化，从而诱导VCAM-1、细胞因子和炎症介质的产生。PMP也被磷脂酶A2激活，导致花生四烯酸的合成，并随后产生血栓素A2。后者是血管通透性增加的重要因素，而血管通透性改变是ARDS的特征。总之，PMP与血小板、白细胞和内皮细胞相互作用，产生促炎和免疫调节作用，从而参与免疫血栓形成。这些作用在TRALI期间更加明显，因为血液制品的储存环境进一步增强了MP的脱落。

PMP被认为有助于肺的高凝和低纤溶状态，这种状态是与ARDS病理生理学紧密相关。TF通过激活PAR1和PAR2，对这种血栓形成前状态产生重大影响，从而导致纤维蛋白的大量产生。TF活性被TFPI的抗血栓活性所抵消。在炎症过程中，单核细胞衍生的MP减少了TFPI的表达，同时大量表达TF，有助于凝血过程的进展。Bastarache等人证明，与对照组相比，ARDS患者的肺水肿液中含有更高量的表达TF的MP。有趣的是，这些促凝MP显示出更高死亡率的趋势。此外，PMP的膜含有大量的磷酸甘油，为激活凝血级联提供了合适的环境。根据这一观察结果，PMP显示出比其前体血小板的凝血酶原作用高100倍。

除了MP对ARDS发病机制的促炎和促凝血有害作用外，MP可能表现出多种有益作用，包括几种抗炎和抗凝特性。在脓毒症和ARDS中，已经证明淋巴细胞衍生的MP或内皮衍生的MP数量的增加与更高的存活率有关。更重要的是，12-脂氧化酶，一种储存在PMP中的类二十碳烷，会导致抗炎白三烯脂氧素A4的释放。在动物模型中，脂氧素A4类似物能够减轻急性肺损伤。根据最近对人类的一项分析，与机械通气或自主呼吸对照组相比，存活下来的ARDS患者中淋巴细胞衍生的MP更高。此外，MP可能通过表达天然抗凝剂，如TM、TFPI和EPCR而表现出抗凝活性。此外，MP可能保护内皮屏障的完整性，因为它们限制活性氧的产生，增强一氧化氮（NO）的产生，并有助于内皮修复。

总之，MP可能在ARDS病理生理学中产生有益和有害的作用，干扰血小板、免疫细胞和内皮细胞的相互作用，从而调节免疫血栓形成过程（图1）。

ARDS的免疫血栓形成及其可能的治疗意义

免疫血栓形成作为治疗靶点

上述动物和人类研究报告强调了免疫血栓形成作为血管内免疫的重要组成部分，参与ARDS的发病机制。弥漫性纤维蛋白的产生是该过程的一个主要特征，它提供了捕获病原体的支架，而积聚的凝血因子通过PAR调节炎症反应。ARDS肺部的促凝状态一直是几种治疗方法的目标。尽管最初对感染性ARDS患者使用重组人（rhAPC）很感兴趣，但最近的随机临床ADDRESS试验表明，rhAPC不会改变ARDS的结果。同样，危重患者使用抗凝血酶并没有降低死亡率，反而增加了出血风险。此外，在III期试验中，人复合TFPI对ARDS和严重脓毒症患者的预后没有任何影响。一种很有前途的药物是可溶性重组人TM（rhTM），它已在日本被批准用于治疗DIC患者。最近的一项试验表明，NE抑制剂西维莱司他和rhTM联合治疗伴有DIC的ARDS患者可提高生存率。然而，为了阐明上述方案的有用性，还需要进行更大规模的研究。近年来，人们对ARDS患者使用吸入型抗凝剂越来越感兴趣。有几篇关于在动物ARDS模型中给予肝素、APC和抗凝血酶的报道显示了对肺凝血病的影响。Rehberg等人最近对绵羊ARDS模型中静脉注射抗凝血酶与雾化肝素或雾化组织纤溶酶原激活剂的影响进行的一项研究表明，尽管观察到气体交换有所改善，但抗凝血酶的抗炎作用已被消除；作者认为抗凝剂之间可能存在相互作用。鉴于缺乏有效治疗的大型试验，免疫血栓形成所表达的内皮损伤与血管内免疫和凝血的关系可能为进一步的治疗意义和有前景的替代靶点提供一个有效的研究模型。

血小板和免疫细胞在ARDS解决中的作用——预防和治疗意义

中性粒细胞的凋亡和对中性粒细胞进一步迁移的逐渐抑制促进了肺损伤的好转。在巨噬细胞和淋巴细胞发挥重要作用的过程中，上皮细胞和内皮细胞连接的改造有助于恢复内皮屏障的完整性。除其他外，分解过程由脂质介质调节，如二十碳五烯酸产生的消退素和脂氧素。脂氧素具有抗炎和免疫调节活性。血小板和中性粒细胞通过激活花生四烯酸途径参与脂氧素的产生。脂氧素在炎症过程的解决过程中增加，在这个过程中，它们诱导巨噬细胞活性和随后的免疫细胞吞噬作用。阿司匹林等血小板抑制剂可促进脂蛋白的产生。阿司匹林诱导环氧合酶的乙酰化，进而将花生四烯酸转化为前体分子，中性粒细胞通过前体分子产生脂氧素，随后这些脂氧素被血小板激活。因此，阿司匹林触发代谢活性脂氧素的形成，促进ARDS和脓毒症期间炎症的解决。

抗血小板治疗已在脓毒症模型中得到广泛研究。特别是，在大肠杆菌内毒素诱导的休克兔子中施用糖蛋白IIb/IIIa阻断剂，如阿昔单抗和依非巴特，可降低死亡率。几项研究表明抗血小板治疗对ARDS有有益作用：在动物模型中，抗血小板衍生趋化因子的抗体可减少肺损伤的发展。此外，在TRALI小鼠模型中，服用阿司匹林可提高存活率，同时降低血栓素B2水平和血管外肺水的量。最近有几项关于ARDS抗血小板治疗的人类研究。关于对ARDS的预防，对至少有一种危险因素的患者进行抗血小板治疗可降低ARDS的发病率。然而，这些结果并没有在一项更大规模的研究中得到证实，该研究表明，阿司匹林的院前给药只会减少ARDS的发生。此外，另一项包括ARDS患者的前瞻性试验表明，住院前服用阿司匹林可降低重症监护室的死亡率。然而，有几项研究表明，院前阿司匹林治疗对ARDS的发生率没有显著影响。为了阐明阿司匹林预防ARDS的有效性，进行了一项多中心随机对照试验，该试验没有证实阿司匹林在高危患者ARDS发展中的预防作用。

间充质干细胞是治疗ARDS的一种有前景的方法。这些细胞主要从骨髓和其他组织如脂肪、脐带和外周血中分离的前体细胞。它们具有分化成软骨、成骨和成脂方向的潜力。MSCs在神经、自身免疫和心血管疾病方面的几项临床试验正在进行中。还有一项针对COPD患者的完整试验，证实了MSCs给药的安全性，尽管没有证明有效性。目前，在美国和中国，有2项关于骨髓和脂肪组织来源的异基因骨髓间充质干细胞给药的ARDS患者临床研究正在进行中（NCT01775774和NCT01902082）。MSC活性通过释放几种调节素通过旁分泌机制调节免疫反应。在实验室的ARDS模型中，间充质干细胞通过改变肺泡巨噬细胞表型来减少中性粒细胞的积累并参与分解过程。MSCs的旁分泌作用至少部分由含有前miRNA的MP的分泌介导。这些作用已在大鼠模型中得到证实，其中mRNA和miRNA的细胞内转导减少了肾上皮质细胞的凋亡。此外，在急性肺损伤的情况下，MSCs可能通过分泌MP导致线粒体转移到肺实质细胞。总之，骨髓间充质干细胞是治疗ARDS的一种很有前途的策略。然而，还需要进一步的研究，以阐明它们的确切作用机制及其在肺损伤中的后续疗效。

结论

这篇综述强调了免疫血栓形成作为ARDS过程中先天性宿主反应的作用。免疫血栓形成在纤维蛋白原-血小板栓子表面进化，并由免疫细胞、血小板和凝血相关分子活化PAR受体的支持。内皮损伤触发了最初的宿主反应，导致血小板和免疫细胞的募集，随后形成血小板-中性粒细胞复合物。最初产生的凝块为免疫细胞和凝血途径的进一步激活提供了活性场所，导致肺毛细血管床中大量产生凝血酶和纤维蛋白。凝血蛋白酶与免疫细胞相互作用，诱导进一步的促炎和抗炎反应。血小板和中性粒细胞衍生的MP和NETs调节细胞间通讯，在免疫反应中发挥重要作用，同时造成附带的组织损伤。炎症和凝血反应的失控是ARDS发展的关键事件。血小板抑制剂和骨髓间充质干细胞可能通过调节免疫反应来治疗ARDS。进一步了解免疫血栓形成在ARDS中的复杂作用，以及前瞻性的随机研究，将促进针对这种毁灭性综合征的新的治疗策略。

原文地址：Respiration 2017;93:212–225

DOI: 10.1159/000453002