劉徽，鄧東紅，程鵬

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

磷脂酰絲氨酸紅細(xì)胞與β地中海貧血高凝狀態(tài)關(guān)系的研究進(jìn)展

劉徽，鄧東紅，程鵬

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，南寧530021)

β地中海貧血是一種遺傳性血紅蛋白病，其特征為β珠蛋白鏈合成減少或缺乏。紅細(xì)胞內(nèi)過多的α珠蛋白鏈不能與β珠蛋白鏈結(jié)合，形成不可逆的高鐵血紅素結(jié)合到細(xì)胞膜的胞質(zhì)面。細(xì)胞膜蛋白和脂質(zhì)氧化損傷，使紅細(xì)胞膜磷脂不對稱性喪失，導(dǎo)致紅細(xì)胞各種膜缺陷和磷脂酰絲氨酸(PS)外翻。研究表明，紅細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化伴隨PS外翻可在β地中海貧血的高凝狀態(tài)及血栓栓塞風(fēng)險中發(fā)揮病理作用。紅細(xì)胞膜表面PS暴露，傾向于在循環(huán)中產(chǎn)生促凝血微粒；且PS紅細(xì)胞與血小板及內(nèi)皮細(xì)胞相互作用促進(jìn)凝血酶生成。

β地中海貧血；磷脂酰絲氨酸；高凝狀態(tài)；血栓栓塞

紅細(xì)胞膜是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的復(fù)雜組合物。數(shù)以百計(jì)的磷脂分子自發(fā)地排列在脂質(zhì)雙層中，以動態(tài)和高度有條理的方式在質(zhì)膜平面和(或)跨越磷脂雙層的位置快速移動[1]。磷脂不對稱地分布在脂質(zhì)雙層膜上，磷脂酰絲氨酸(PS)位于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)小葉。然而β地中海貧血循環(huán)中存在正常的脂質(zhì)組成和組織喪失的紅細(xì)胞亞群， PS在細(xì)胞膜表面暴露[2]。這可導(dǎo)致紅細(xì)胞具有促凝血活性，與其他血細(xì)胞和血漿成分的相互作用發(fā)生變化。在不規(guī)律輸血或經(jīng)脾切除術(shù)的β地中海貧血患者中，血栓形成事件更為頻繁，使血液循環(huán)中的損壞紅細(xì)胞具有促凝血活性[3]。本文對PS紅細(xì)胞與β地中海貧血高凝狀態(tài)關(guān)系的研究進(jìn)展作以下綜述。

1 紅細(xì)胞膜磷脂不對稱分布及維持機(jī)制

紅細(xì)胞質(zhì)膜的胞外面及胞質(zhì)面脂質(zhì)組成不同：外小葉主要包含中性膽堿磷脂，而氨基磷脂大多存在于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)小葉中。紅細(xì)胞脂質(zhì)雙層中磷脂不對稱性在整個細(xì)胞周期中保持良好，大部分磷脂酰乙醇胺(PE)和全部的PS分布在胞膜內(nèi)小葉[1]。維持跨膜脂質(zhì)不對稱分布有三種監(jiān)管機(jī)制。ATP依賴的氨基磷脂轉(zhuǎn)位酶通過逆電化學(xué)梯度將PS和PE從外部小葉向內(nèi)部小葉中快速轉(zhuǎn)運(yùn)，并使其定位于內(nèi)部小葉中[4]。氨基磷脂轉(zhuǎn)位酶的活性可以被高濃度Ca2+抑制。另外一種特異性較小的需要ATP的脂質(zhì)磷酸轉(zhuǎn)移酶，可以將磷脂緩慢地移動到外葉。此外，除以上兩種需要ATP來轉(zhuǎn)運(yùn)脂質(zhì)的蛋白，爬行酶是ATP非依賴Ca2+依賴酶，其有助于所有磷脂的雙向跨膜運(yùn)動，使磷脂的不對稱性崩潰[4]。在生理?xiàng)l件下，生物膜的磷脂不對稱性分布通過激活氨基磷脂轉(zhuǎn)位酶和脂質(zhì)磷酸轉(zhuǎn)移酶及抑制爬行酶活性維持[4,5]。紅細(xì)胞膜上的磷脂經(jīng)脂質(zhì)磷酸轉(zhuǎn)移酶的作用持續(xù)且緩慢地移動到外部小葉，而氨基磷脂PS和PE則通過氨基磷脂轉(zhuǎn)位酶迅速地穿梭回內(nèi)葉。

2 β地中海貧血紅細(xì)胞PS外翻

在β地中海貧血疾病中，胞質(zhì)中過量的α-珠蛋白鏈?zhǔn)遣环€(wěn)定的，傾向于在紅細(xì)胞膜胞質(zhì)面氧化沉淀轉(zhuǎn)化為高鐵血紅素。血紅素和蛋白質(zhì)最終分解，釋放毒性物質(zhì)鐵氧化膜脂質(zhì)并損傷膜功能。同時，分解的氧化活性物質(zhì)可激活Ca2+非選擇性陽離子通道，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高激活爬行酶，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜表面PS外翻[6]。β地中海貧血紅細(xì)胞較正常紅細(xì)胞對休克、氧化應(yīng)激和能量耗盡更敏感，因?yàn)檫@些條件下可增加Ca2+通道活性使PS暴露增多[7]。

3 PS紅細(xì)胞和β地中海貧血高凝狀態(tài)的關(guān)系

3.1 PS紅細(xì)胞高聚集 紅細(xì)胞的聚集性在血液流動中起著重要作用，尤其是在靜脈血管和微循環(huán)中。PS紅細(xì)胞膜脂質(zhì)及蛋白質(zhì)氧化受損，聚集性明顯增強(qiáng)，易于形成較大的簇。經(jīng)血細(xì)胞圖像分析，這些簇形成線性排列的堆疊細(xì)胞或三維聚集體[8]。這些聚集體需要較高的剪切力來分散，可導(dǎo)致下肢靜脈血液黏度和流體動力學(xué)阻力增加。因此β地中海貧血中紅細(xì)胞聚集增多促進(jìn)靜脈血栓形成[9]。

3.2 PS紅細(xì)胞的變形性 正常紅細(xì)胞具有顯著的變形性，可使流動阻力最小化。然而β地中海貧血PS紅細(xì)胞細(xì)胞骨架損害及胞質(zhì)黏度降低使細(xì)胞僵硬和變形能力下降，較難經(jīng)擠壓通過毛細(xì)血管，增加血栓形成的易感性[10]。變形能力低的紅細(xì)胞可引起已經(jīng)形成的血栓和血凝塊滲透性下降，導(dǎo)致纖溶酶原不易進(jìn)入血凝塊阻礙纖維蛋白溶解[10]。

3.3 PS紅細(xì)胞和凝血酶生成 凝血過程中需要帶有負(fù)電荷的磷脂膜表面，負(fù)電荷的磷脂優(yōu)選PS，其通常由血小板提供。在正常條件下，血液中紅細(xì)胞沒有這樣的膜表面。但在β地中海貧血病理?xiàng)l件下，紅細(xì)胞表面PS異常外翻，代替血小板的功能誘導(dǎo)血液凝固。研究發(fā)現(xiàn)，β地中海貧血血漿中凝血酶抗凝血酶復(fù)合物水平升高，且與PS紅細(xì)胞具有良好的相關(guān)性[11]。PS紅細(xì)胞在凝血酶生成的過程中起催化劑作用。另一研究中使用膜聯(lián)蛋白V高親和力及特異性結(jié)合紅細(xì)胞膜表面PS，發(fā)現(xiàn)其以劑量依賴的方式抑制β地中海貧血紅細(xì)胞的促凝血活性。當(dāng)膜聯(lián)蛋白V達(dá)到納摩爾濃度時，其抑制作用可以達(dá)到95%以上[12]。因此，β地中海貧血紅細(xì)胞PS外翻對凝血過程具有重要的作用，促進(jìn)血栓前狀態(tài)的形成。雖然PS紅細(xì)胞可以代替血小板的功能促進(jìn)凝血酶的形成，但是催化過程中的中間產(chǎn)物是有區(qū)別的。凝血酶原激活的過程中可以產(chǎn)生中間體凝乳酶原或凝血酶原-2[13]。凝乳酶原作為蛋白C活化劑的抗凝血潛力與凝血酶原-2相似，但是凝乳酶原對促凝劑底物纖維蛋白原、血小板及凝血因子Ⅴ的活性較差；對抗凝血酶的易感性降低，并且是更有效的血管收縮劑[14]。研究發(fā)現(xiàn)35%的的凝血酶原由非血小板表面激活；而且在PS紅細(xì)胞表面可以檢測到凝乳酶原釋放。因此，激活凝血的過程中，紅細(xì)胞參與凝血酶的產(chǎn)生，其提供PS外翻的膜表面使凝血酶原通過凝乳酶原途徑激活。通過凝乳酶原途徑激活的凝血酶原較凝血酶原-2途徑產(chǎn)生的凝血酶原活性更高，對凝血反應(yīng)具有放大作用，使β地中海貧血患者血液凝固性異常增高[14,15]。

3.4 PS紅細(xì)胞及其衍生的微粒(MP) MP是來源于不同細(xì)胞脫落的小膜囊泡，血液循環(huán)中含有衍生于紅細(xì)胞、血小板和單核細(xì)胞的MP。PS存在于細(xì)胞膜外通常是可以促進(jìn)膜泡的形成和亞微囊泡的釋放[16]。β地中海貧血患者血液循環(huán)中有高水平的紅細(xì)胞MP，且切脾后患者血漿MP水平較未切脾者增高[17]。紅細(xì)胞MP表面PS促進(jìn)凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的結(jié)合，凝血復(fù)合物的組裝以及加速凝血酶的形成。此外，紅細(xì)胞MP可引起凝血因子Ⅻa活性增強(qiáng)[18]，Ⅻa可以與纖維蛋白(或纖維蛋白原)結(jié)合，從而不依賴凝血酶而調(diào)節(jié)血凝塊的結(jié)構(gòu)。

3.5 PS紅細(xì)胞和血小板 血管內(nèi)紅細(xì)胞的血液流變學(xué)是優(yōu)先沿著血管中心向下移動，引起血小板邊緣化，優(yōu)先黏附在血管壁的損傷部位[19]。除了促進(jìn)血小板與損傷血管壁接觸活化，PS紅細(xì)胞可增加體內(nèi)凝血酶的生成，凝血酶增多反過來可激活血小板，紅細(xì)胞在血小板活化期間促進(jìn)血栓形成反饋環(huán)路[20]。紅細(xì)胞膜異常和連續(xù)的血小板活化被認(rèn)為是地中海貧血血栓形成的機(jī)制。PS紅細(xì)胞不僅促進(jìn)血小板活化而且導(dǎo)致血小板之間的黏附增強(qiáng)[21]。

3.6 PS紅細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞 紅細(xì)胞PS外露導(dǎo)致細(xì)胞-細(xì)胞之間相互作用增加，PS紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附增加進(jìn)而激活內(nèi)皮細(xì)胞。Manodori等[22]使用鈣離子載體處理正常人的紅細(xì)胞，促進(jìn)正常紅細(xì)胞膜表面PS外翻；使用臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞單層與PS紅細(xì)胞一起孵育時，內(nèi)皮細(xì)胞收縮，紅細(xì)胞黏附在內(nèi)皮細(xì)胞間的間隙中。用膜聯(lián)蛋白V屏蔽紅細(xì)胞膜上的PS位點(diǎn)后，紅細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞之間的黏附作用明顯降低。已有文獻(xiàn)報道了PS紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附的分子機(jī)制，紅細(xì)胞膜PS黏附于內(nèi)皮細(xì)胞基質(zhì)的血小板反應(yīng)蛋白，導(dǎo)致紅細(xì)胞黏附于內(nèi)皮細(xì)胞之間的間隙[22,23]。因此，β地中海貧血中PS紅細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附增加，激活內(nèi)皮細(xì)胞，尤其是微血管內(nèi)皮細(xì)胞，最終導(dǎo)致微循環(huán)障礙。

綜上所述，紅細(xì)胞膜表面PS暴露與血栓形成疾病的發(fā)生密切相關(guān)，可以促進(jìn)血栓栓塞和增強(qiáng)已形成血栓的穩(wěn)定性。β地中海貧血紅細(xì)胞膜的異常可導(dǎo)致細(xì)胞本身物理機(jī)械性能的改變及促凝血MP釋放，與血小板和內(nèi)皮細(xì)胞黏附作用增強(qiáng)，促進(jìn)凝血酶的生成等均促使血液高凝狀態(tài)形成。

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10.3969/j.issn.1002-266X.2017.45.035

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A

1002-266X(2017)45-0104-03

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81660025)。

程鵬(E-mail:gxchengpeng@163.com)

2017-09-16)