雷孝波,王秀杰
(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院急診內(nèi)科,哈爾濱 150001)
D-二聚體可在全血或血漿中測得,由纖維蛋白原經(jīng)凝血酶、活化的因子作用下聚合、交聯(lián),再經(jīng)纖溶酶降解后形成的包含兩個共價結(jié)合的D結(jié)構(gòu)的一種可溶性纖維蛋白降解產(chǎn)物。只有凝血發(fā)生后,交聯(lián)纖維蛋白形成和降解的D-二聚體才能被激活,因此D-二聚體被作為反映體內(nèi)血漿高凝狀態(tài)及纖溶系統(tǒng)激活的重要分子標(biāo)志物[1]。目前臨床上,D-二聚體測定通常被用于靜脈血栓栓塞癥(venous thromboembolism,VTE)的診斷,此外監(jiān)測D-二聚體水平也可用于指導(dǎo)VTE患者的抗凝治療,以確定最佳治療持續(xù)時間,且有助于識別高危VTE患者[2]。近年來,隨著臨床研究的不斷深入,提高了D-二聚體檢測在更多臨床疾病診療中應(yīng)用的可能性,如評估心房顫動患者腦卒中的發(fā)生風(fēng)險、預(yù)測心搏驟?;颊叩念A(yù)后、判斷惡性腫瘤患者的病情進(jìn)展。但D-二聚體的表達(dá)水平受到個體因素(年齡、種族等)的影響,在一定程度上限制了D-聚體的臨床應(yīng)用?,F(xiàn)就D-二聚體的結(jié)構(gòu)特性、測定方法及其在臨床診療中的應(yīng)用進(jìn)展予以綜述。
1.1D-二聚體的結(jié)構(gòu)特性 D-二聚體是一種可溶的纖維蛋白降解產(chǎn)物,其產(chǎn)生過程涉及凝血酶、活化的因子、纖溶酶三種酶的作用[1-4]。D-二聚體的形成首先涉及凝血酶催化的纖維蛋白原向纖維蛋白單體的轉(zhuǎn)化。纖維蛋白原是一種由3對相互纏繞的多肽鏈組成的對稱二聚體,分別為α、β和γ鏈,各多肽鏈之間由二硫鍵連接,3對多肽鏈構(gòu)成了一個區(qū)域,被命名為E結(jié)構(gòu)域(又稱“E區(qū)”),其通過卷曲螺旋區(qū)域與兩個外圍D結(jié)構(gòu)域連接[5]。凝血酶通過酶切作用裂解位于E區(qū)的兩個隱性聚合位點,從而導(dǎo)致高度自黏的血纖蛋白單體和血纖蛋白肽A和B的產(chǎn)生[1]。隨后,血纖蛋白單體彼此結(jié)合形成可溶性蛋白聚合物。同時,可溶性纖維蛋白聚合物、凝血酶和血漿因子之間的復(fù)合物促進(jìn)了因子a的形成,在因子a的介導(dǎo)下,纖維蛋白單體發(fā)生聚合,兩個α鏈和兩個γ鏈以共價鍵相交聯(lián),最終導(dǎo)致交聯(lián)纖維蛋白多聚體形成。交聯(lián)纖維蛋白的產(chǎn)生可導(dǎo)致纖溶系統(tǒng)的激活,在纖溶酶介導(dǎo)下,交聯(lián)的纖維蛋白開始降解,生成各種分子量的纖維蛋白降解產(chǎn)物。纖維蛋白首次溶解后產(chǎn)生的降解產(chǎn)物的分子量較大,經(jīng)連續(xù)分解作用后生成一種包含二聚體的復(fù)合物,被稱為DD/E復(fù)合物,該復(fù)合物具有兩個共價結(jié)合的D結(jié)構(gòu)(即D-二聚體),與E片段以非共價鍵結(jié)合[3]。DD/E復(fù)合物中的E片段在纖溶酶介導(dǎo)的蛋白水解過程中被釋放,而D-二聚體不斷在血漿中循環(huán),直至被腎臟和網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)完全清除,其半衰期約8 h[6]。
1.2D-二聚體的檢測原理 只有在凝血后,交聯(lián)纖維蛋白形成和降解時的 D-二聚體才能被激活,故D-二聚體檢測可作為纖溶激活及血栓形成的特異性標(biāo)志物。D-二聚體測定作為凝血活化及纖維蛋白降解產(chǎn)物標(biāo)志的概念在1975年被首次提出,目前D-二聚體檢測技術(shù)已在臨床實驗室中廣泛普及[3]。
測定D-二聚體的過程在概念上可以概括為兩個步驟:①D-二聚體片段必須被單克隆抗體捕獲,且捕獲抗體需要能夠被固定在微孔板或膜結(jié)構(gòu)這種較大的結(jié)構(gòu)上,或能夠與乳膠珠或紅細(xì)胞連接。②用于檢測的單克隆抗體在捕獲D-二聚體后需要能夠被定量檢測出來。因此,D-二聚體分子必須具有兩個不同的表位,才能通過此類測定法進(jìn)行檢測。在基于凝集的測定中,相同的單克隆抗體既作為捕獲抗體又作為檢測抗體[7]。
1.3D-二聚體的檢測方法 D-二聚體的檢測方法較多,不同的檢測方法應(yīng)用不同的試劑及檢測標(biāo)準(zhǔn),據(jù)報道,約有20種不同的單克隆抗體涉及的30種不同測定方法應(yīng)用于D-二聚體的測定[8]。常用的D-二聚體檢測方法有酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、酶聯(lián)免疫熒光試驗(enzyme-linked immunofluorescence assay,ELFA)、全血凝集試驗、乳膠凝集試驗、免疫比濁法[9],不同檢測方法各有優(yōu)缺點,適用的檢測方向也不同。全血凝集試驗使用與D-二聚體和紅細(xì)胞膜抗原結(jié)合位點的雙特異性抗體,當(dāng)D-二聚體水平升高時,紅細(xì)胞凝集發(fā)生。全血凝集試驗是定性試驗,可迅速確定結(jié)果(陽性或陰性)[10];而ELISA、ELFA、乳膠凝集試驗和免疫比濁法是定量試驗,可以檢測D-二聚體水平。ELISA和ELFA兩種檢測方法的原理相同,但ELISA法有操作費時、檢測時間長、需要專業(yè)人員操作等缺點,ELFA為全自動檢測,在保證傳統(tǒng)ELISA法高敏感性及特異性的前提下,極大地縮短了檢測時間,并可對單個樣本進(jìn)行檢測[2]。乳膠凝集試驗依賴于包被于乳膠顆粒的單克隆抗體,通過檢測乳膠凝集稀釋度判斷和計算樣本中的D-二聚體含量,被認(rèn)為是一種半定量檢測方法[11]。免疫比濁法是在乳膠凝集法的基礎(chǔ)上,利用自動凝血分析儀通過檢測透射光強度的變化計算樣本D-二聚體含量,免疫比濁法的靈敏度和精密度更高,避免了人工加樣的偶然誤差,在臨床上廣泛應(yīng)用[12]。
2.1D-二聚體與靜脈血栓栓塞癥及抗凝治療 VTE是包括深靜脈血栓形成(deep venous thrombosis,DVT)和肺栓塞在內(nèi)的一組血栓栓塞性疾病[13]。D-二聚體是臨床檢測血栓形成的敏感標(biāo)志物,但缺乏特異性。因此,依據(jù)正常閾值范圍內(nèi)的D-二聚體水平有助于排除VTE的診斷[14],可以避免血管造影等有創(chuàng)檢查造成的損傷。有研究證實,急性肺栓塞發(fā)生時,患者血漿D-二聚體水平幾乎均超出閾值,該試驗的靈敏度為97%,但特異度僅為20%~50%[15]。van Es等[16]的研究指出,高齡、術(shù)后、孕期、產(chǎn)褥期以及惡性腫瘤和慢性炎癥等疾病患者的血漿D-二聚體水平較正常人群升高,某些經(jīng)D-二聚體檢測可疑 VTE和肺栓塞患者的最終診斷結(jié)果可能為陰性。
在臨床上,D-二聚體<500 μg/L參考標(biāo)準(zhǔn)并不能完全排除VTE。有研究表明,根據(jù)年齡斷層調(diào)整D-二聚體閾值水平是提高D-二聚體診斷VTE特異度的有效方法,即對于50歲以下(包含50歲)人群,以500 μg/L作為閾值,而對于50歲以上人群則以5 000 μg/L作為閾值,此方法能夠在不影響D-二聚體檢測靈敏度的前提下提高特異度[17-19],已在疑似肺栓塞患者中得到驗證[20-22]。除了根據(jù)年齡調(diào)整閾值斷層外,還可根據(jù)臨床預(yù)測概率調(diào)整閾值,臨床通常使用評分系統(tǒng)確定肺栓塞的患病率[23]。臨床常用的經(jīng)典威爾斯評分最初于1998年確定,經(jīng)過不斷的臨床驗證和修改,現(xiàn)行版本已得到修正和簡化[24-25]。此外,日內(nèi)瓦評分于2001年引進(jìn)[26],與威爾斯評分相比,該評分系統(tǒng)對醫(yī)師臨床經(jīng)驗的依賴更小[27],現(xiàn)主要使用訂正版或簡化版[28]。對于評分系統(tǒng)確定的中等預(yù)測概率患者,仍采用500 μg/L作為閾值,而對于低預(yù)測概率患者則采用1 000 μg/L作為閾值,此方法已在可疑DVT患者診斷中得到前瞻性試驗的驗證[28-30]。
首次確診DVT或肺栓塞患者的最佳抗凝治療的持續(xù)時間選擇仍不明確。對于出血風(fēng)險較低的患者,抗凝治療仍需持續(xù)至少3個月,有研究認(rèn)為,對于某些類型的DVT患者,抗凝治療的時間應(yīng)當(dāng)延長,在抗凝治療中或停止治療后測定D-二聚體水平有助于對復(fù)發(fā)性VTE進(jìn)行風(fēng)險分層,以提供個性化的治療[31-33]。研究發(fā)現(xiàn),D-二聚體試驗陽性VTE患者的復(fù)發(fā)率約為陰性患者的2倍,男性復(fù)發(fā)率約為女性的2倍,且以上兩項復(fù)發(fā)風(fēng)險因素是疊加的,在停止抗凝治療后1個月,D-二聚體試驗陽性男性患者1年內(nèi)的復(fù)發(fā)風(fēng)險為15%~18%,而陰性患者的復(fù)發(fā)風(fēng)險為8%~10%[34-35]。
2.2D-二聚體與彌散性血管內(nèi)凝血(disseminated inravascular coagulation,DIC) DIC是凝血酶生成增加和纖溶增強導(dǎo)致的消耗性凝血病[36]。DIC患者血漿中纖維蛋白(原)降解產(chǎn)物和D-二聚體顯著增加。基于凝血的機制,血栓形成與出血患者均可發(fā)生DIC,可見D-二聚體檢測對診斷DIC具有重要價值。DIC的診斷是通過凝血系統(tǒng)的各項評分確定[37],單純D-二聚體水平升高并不足以診斷DIC,血小板計數(shù)、纖維蛋白原水平和凝血酶原時間測定也是診斷 DIC的重要指標(biāo)。盡管依據(jù)D-二聚體水平確診DIC存在局限性,但國內(nèi)外DIC診斷指南或共識均將D-二聚體水平作為診斷和監(jiān)測DIC病情進(jìn)展的主要實驗室指標(biāo)之一[38]。
2.3D-二聚體與心腦血管疾病 D-二聚體在很多臨床疾病中均會升高,如心房顫動、腦梗死、急性主動脈夾層、冠狀動脈疾病、心搏驟停。
心房顫動患者的血漿D-二聚體水平高于非心房顫動患者,經(jīng)抗凝治療或成功復(fù)律后,患者的D-二聚體水平降低[39-41]。在心房顫動患者中,D-二聚體水平更高的患者發(fā)生腦卒中的風(fēng)險也升高,但有研究表明,與其他生物標(biāo)志物(如肌鈣蛋白、N端腦鈉肽前體和生長分化因子15)相比,D-二聚體水平并不會增加心房顫動患者腦卒中風(fēng)險預(yù)測模型的預(yù)測值[41]。因此,D-二聚體水平檢測對預(yù)測心房顫動患者腦卒中發(fā)生風(fēng)險的價值有限。同時,受到D-二聚體低特異性的影響,僅依靠D-二聚體水平診斷急性腦梗死時,假陽性的可能性較大,故診斷急性腦梗死時,D-二聚體的應(yīng)用價值仍需進(jìn)一步論證[42]。
快速診斷急性主動脈夾層是降低患者死亡率的關(guān)鍵。有研究表明,急性主動脈夾層患者血漿中的D-二聚體水平均超出了閾值[43-44]。因此,D-二聚體水平正??赡苡兄谂懦鲃用}夾層的診斷。美國心臟協(xié)會對可疑急性主動脈夾層的預(yù)測概率評分系統(tǒng)的評價內(nèi)容包括患者是否突然出現(xiàn)嚴(yán)重胸痛、背痛或腹痛、馬方綜合征或新的主動脈瓣功能不全雜音,符合上述任一指征則為高?;颊遊45]。對1 557例低風(fēng)險急性主動脈夾層患者的4項研究數(shù)據(jù)進(jìn)行Meta分析表明,D-二聚體<500 μg/L的靈敏度為98%,陰性預(yù)測值為95%,可用于排除低風(fēng)險患者的急性主動脈夾層診斷。但是對于非低風(fēng)險患者,僅依據(jù)D-二聚體水平難以排除急性主動脈夾層[46]??梢姡珼-二聚體在診斷急性主動脈夾層時的作用有限。
在預(yù)測心肌梗死和心血管疾病相關(guān)死亡的縱向研究中,測定D-二聚體水平的作用截然相反。前瞻性研究表明,D-二聚體水平升高與隨后心血管事件的發(fā)生風(fēng)險呈正相關(guān)[47-49]。D-二聚體水平在預(yù)測已確診冠心病患者的未來心血管事件方面也不具有明確價值[50]。在胸痛患者中,D-二聚體水平對鑒別急性冠狀動脈綜合征或預(yù)測患者預(yù)后方面無任何價值[51]。因此,在冠狀動脈疾病患者中,測定D-二聚體水平尚無明確作用。
心搏驟停引起的全身缺血再灌注及隨后自主循環(huán)的恢復(fù)是一個復(fù)雜的病理生理過程,20世紀(jì)70年代初,涅戈夫斯基將其定義為“心搏驟停后綜合征”[52]。隨后,學(xué)者們對如何在心搏驟停后提供早期而準(zhǔn)確的預(yù)后評估進(jìn)行了大量研究。Deng等[53]的研究認(rèn)為,在心搏驟停和施行心肺復(fù)蘇的過程中,缺氧缺血引起的內(nèi)皮損傷導(dǎo)致C蛋白抗凝通路功能障礙,抑制了前列環(huán)素和一氧化氮等抗凝因子的釋放;同時,釋放入血液循環(huán)的腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-1和白細(xì)胞介素-6等炎癥因子增強了組織因子、單核細(xì)胞-血管凝固、單核細(xì)胞-內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá)。D-二聚體作為纖維蛋白降解的產(chǎn)物,反映了纖維蛋白溶解的激活和血液高凝狀態(tài)的嚴(yán)重程度。Deng等[53]的試驗研究表明,D-二聚體水平可以作為院內(nèi)心搏驟停患者復(fù)蘇后預(yù)后不良的單獨預(yù)測指標(biāo)。近年,維也納醫(yī)科大學(xué)的研究也證實,測定D-二聚體水平能夠改善復(fù)蘇成功患者早期的死亡風(fēng)險預(yù)測[54],但存在樣本量過少、臨床信息缺失等不足,仍需進(jìn)一步研究的確定。由于D-二聚體在多種疾病情況下均會升高,且D-二聚體水平與疾病轉(zhuǎn)歸密切相關(guān),因此,D-二聚體水平升高與預(yù)測院內(nèi)心搏驟停事件發(fā)生率的研究仍有待繼續(xù)。目前已有研究證實D-二聚體水平受到年齡因素的影響[22],未來的研究還應(yīng)考慮年齡對預(yù)后判斷的影響。
2.4D-二聚體與惡性腫瘤 VTE是惡性腫瘤患者發(fā)病和死亡的主要原因之一,癌細(xì)胞通過直接和間接機制對人體微環(huán)境產(chǎn)生促血栓形成作用,且臨床表現(xiàn)為血栓形成[55]。Heit等[56]的研究表明,全身化療可使惡性腫瘤患者的VTE風(fēng)險增加2~6倍。預(yù)防VTE和惡性腫瘤相關(guān)血栓形成的抗凝治療也成為惡性腫瘤患者治療的重要部分。一項前瞻性研究提出,D-二聚體和高敏C反應(yīng)蛋白等生物標(biāo)志物可能在確定惡性腫瘤相關(guān)血栓形成患者的最佳抗凝治療持續(xù)時間中發(fā)揮作用[57]。van Es等[58]的研究證實,將D-二聚體水平納入惡性腫瘤評分系統(tǒng),可改善惡性腫瘤患者的VTE風(fēng)險預(yù)測,也是VTE的最強預(yù)測因子之一。但是,對于使用這些風(fēng)險評估模型確定的高危惡性腫瘤患者初次預(yù)防血栓形成的獲益情況仍需要大量前瞻性管理研究和回顧性研究的進(jìn)一步確定。
2.5D-二聚體與獲得性免疫缺陷綜合征 隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步,有效的抗逆轉(zhuǎn)病毒治療使獲得性免疫缺陷綜合征患者的生存期延長,越來越多獲得性免疫缺陷綜合征患者的死亡與其他疾病有關(guān),如DIC和VTE。獲得性免疫缺陷綜合征患者的血漿或全血D-二聚體、C反應(yīng)蛋白、白細(xì)胞介素-6水平較非獲得性免疫缺陷綜合征患者明顯升高,抗逆轉(zhuǎn)病毒治療能夠降低上述標(biāo)志物水平,但停止治療后,上述標(biāo)志物的水平會再次升高,提示D-二聚體水平對評估獲得性免疫缺陷綜合征患者的治療效果具有重要意義[59-60]。一項回顧性研究發(fā)現(xiàn),通過檢測D-二聚體水平評估罹患結(jié)核的獲得性免疫缺陷綜合征患者的治療效果時,與C反應(yīng)蛋白和白細(xì)胞介素-6水平比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義,其免疫功能障礙機制尚不明確[61]??梢姡珼-二聚體和其他標(biāo)志物可能是評估HIV感染者的病情和療效的主要生物檢測指標(biāo)。
2.6D-二聚體與妊娠 D-二聚體是纖維蛋白的一種特殊分解產(chǎn)物,在正常妊娠期間,D-二聚體水平逐漸升高,妊娠晚期達(dá)到高峰,分娩后D-二聚體水平降至正常。與健康孕婦相比,妊娠期高血壓疾病、子癇前期、妊娠期糖尿病患者的D-二聚體水平升高,提示D-二聚體檢測可作為妊娠結(jié)局的預(yù)測指標(biāo)[62-63]?;仡櫺匝芯勘砻?,健康母體D-二聚體水平也存在很高的生物變異[64],且不同種族間也存在很大差異[65],限制了D-二聚體在預(yù)測妊娠結(jié)局方面的臨床應(yīng)用。另有研究發(fā)現(xiàn),D-二聚體水平與新生兒出生結(jié)局存在相關(guān)性,對早產(chǎn)、過期妊娠的風(fēng)險具有評估價值[66]。關(guān)于體外受精的前瞻性研究顯示,接受體外受精女性的血漿D-二聚體水平與體外受精失敗率成正比[67]。
D-二聚體作為凝血和纖溶激活的標(biāo)志,提供了一種快速評估血栓活性的方法,對于VTE的診斷具有重要意義,減少了影像學(xué)檢查在多數(shù)疑似DVT或肺栓塞患者中的使用,并為制訂更好的DVT患者抗凝治療方案提供了檢驗依據(jù)。D-二聚體在DIC診斷和排除急性主動脈夾層方面也具有一定的價值。在惡性腫瘤患者、人類免疫缺陷病毒感染者、妊娠人群中的臨床應(yīng)用價值逐漸顯現(xiàn),但個體因素(如年齡、種族)對D-二聚體水平的影響仍需要進(jìn)一步研究,以排除對臨床疾病診斷的假陽性干擾。D-二聚體與其他標(biāo)志物聯(lián)合檢測可能有助于對某些疾病病情或治療效果進(jìn)行更加精準(zhǔn)的評價,但仍需要大量大樣本回顧性研究和相關(guān)前瞻性研究的證實。