褚雅歆,劉佳新,楊靜,郭晗,張?jiān)坡敚瑮畲T,喬蕊(1.北京大學(xué)第三醫(yī)院a.檢驗(yàn)科,b.婦產(chǎn)科,北京 100191;.北京積水潭醫(yī)院檢驗(yàn)科,北京 100035)
子癇前期(preeclampsia,PE)是嚴(yán)重影響母嬰健康的妊娠并發(fā)癥,以妊娠20周后新發(fā)高血壓(≥140/90 mmHg)和蛋白尿(尿蛋白≥0.3 g/24 h)為特征,可迅速進(jìn)展至危及生命的子癇[1]。目前除終止妊娠外,PE尚無其他有效治療措施[2]。雖然PE發(fā)病機(jī)制尚不明確,但是胎盤缺血-再灌注損傷通常會(huì)導(dǎo)致母體全身血栓-炎癥反應(yīng)綜合癥[3-4]——使母體出現(xiàn)廣泛的血管內(nèi)皮功能障礙和止血系統(tǒng)過度激活。小劑量阿司匹林(100~150 mg/d)抗血小板治療是目前唯一被證明具有PE預(yù)防作用的措施[5],提示血小板激活在PE母體血栓-炎癥反應(yīng)的發(fā)生或進(jìn)展中可能發(fā)揮著重要作用。
血小板在激活后形成的血小板促凝亞群可以大量釋放同時(shí)具有促炎癥和促凝作用的血小板微粒(platelet microparticle,PMP)[6-9],所以該群血小板極有可能參與了PE母體全身血栓-炎癥的發(fā)生或進(jìn)展過程。因此,為了證明PE發(fā)生過程中,血小板激活是否會(huì)形成異常升高的促凝亞群,本研究首先利用流式細(xì)胞術(shù)構(gòu)建了血小板促凝亞群檢測方法,進(jìn)而探索了血小板促凝亞群形成在PE和正常妊娠過程中的水平差異。
1.1 研究對象 自2020年10月至2021年6月,連續(xù)入選北京大學(xué)第三醫(yī)院健康育齡女性49例,健康孕婦39例,PE孕婦34例。PE診斷符合《妊娠期高血壓疾病診治指南(2020)》診斷標(biāo)準(zhǔn)[10]。排除患有妊娠期高血壓、慢性高血壓、心臟病、糖尿病、自身免疫病、闌尾炎、膽囊炎和胰腺炎等疾病的患者。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號:IRB00006761),研究對象均簽署知情同意書。
1.2 主要儀器與試劑 掃描電子顯微鏡(日本電子公司);大容量臺(tái)式離心機(jī)(美國Thermo FIsher Scientific公司);低溫高速離心機(jī)(德國Eppendorf公司),CantoⅡ流式細(xì)胞儀(美國BD公司);共聚焦培養(yǎng)皿(美國MatTek公司)。
I型膠原、凝血酶、Gly-Pro-Arg-Pro amide(GPRP)、PBS緩沖液、前列腺素E1(美國Sigma公司);流式細(xì)胞管、FITC-Annexin V、PE-Cy7 CD41a抗體、PE-Cy7 IgG1κ同型對照(美國BD公司);PE-CD62P抗體、PE-CD62P IgG1κ同型對照(美國Biolegend公司);Cy5-GSAO、Cy5-GSCA(北京博奧森公司);PGE1(美國MCE公司)。
1.3 體外激活血小板成為促凝血小板的反應(yīng)條件 采集5名健康育齡女性志愿者新鮮全血,在室溫條件下,即刻分別用不同濃度的膠原(2、5、10、12及15μg/mL)和凝血酶(0.1、0.2、0.5、1、2 U/mL)激活血小板(終濃度:2×109/mL),以確定體外激活血小板形成促凝血小板的適宜反應(yīng)條件。
1.4 利用掃描電鏡檢測促凝血小板形成 采集新鮮全血,0.109 mol/L枸櫞酸鈉抗凝(抗凝劑∶全血=1∶9),在室溫、230×g條件下離心5 min,獲取富血小板血漿(platelet rich plasma,PRP),將PRP加入包被有膠原及凝血酶的共聚焦培養(yǎng)皿溫育60 min,洗滌及干燥處理后于電鏡下觀察。
1.5 利用流式細(xì)胞術(shù)構(gòu)建促凝血小板檢測方法
1.5.1 采用全血作為樣本檢測促凝血小板 即刻檢測枸櫞酸鈉抗凝血:設(shè)置同型對照管、CD41a單陽管、CD62P單陽管、GSAO單陽管,每份血小板分為靜息組、激活處理2個(gè)組。除靜息組外,分別向各管加入激活劑及相應(yīng)熒光抗體,室溫溫育15 min后洗滌,上機(jī)檢測。設(shè)門方案:首先,調(diào)節(jié)流式細(xì)胞儀電壓及補(bǔ)償,在FSC-SSC圖中圈定血小板大小所在位置,見圖1A中P1區(qū)域;其次,利用血小板特異表達(dá)CD41a圈出血小板,圖1B中P2區(qū)域;最后,通過PE-CD62P和Cy5-GSAO圈定血小板促凝亞群,見圖1C中Q2區(qū)域。
1.5.2 采用洗滌血小板作為樣本檢測促凝血小板 室溫條件下,枸櫞酸鈉抗凝血中加入前列腺素E1,離心(230×g,7 min)獲得PRP,再次離心(300×g,5 min)獲得血小板。洗滌血小板的染色處理程序、設(shè)門方案同上述全血,見圖1D~1F。
圖1 利用流式細(xì)胞術(shù)構(gòu)建促凝血小板檢測方法
1.5.3 檢測所構(gòu)建促凝血小板檢測方法的精密度 采集一名健康育齡女性志愿者靜脈血3 mL,枸櫞酸鈉抗凝,利用上述構(gòu)建的2種方法連續(xù)測定5次,計(jì)算變異系數(shù)(coefficient variation,CV)。
1.6 研究對象血小板激活成為促凝血小板的比例 采集研究對象靜脈血,枸櫞酸鈉抗凝,用1.5方法檢測研究對象血小板激活成為促凝血小板的比例并分析。
1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 分別用SPSS 20.0和Graphpad prism 5軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和繪圖。流式細(xì)胞術(shù)檢測促凝血小板的精密度評價(jià)以CV表示。符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用±s表示,不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用M(P25,P75)表示,采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)進(jìn)行多組間比較。促凝血小板對PE的鑒別效能用ROC曲線分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 體外激活血小板成為促凝血小板的反應(yīng)條件 在2~15μg/mL膠原濃度范圍內(nèi)和在0.1~2 U/mL凝血酶濃度范圍內(nèi),血小板激活成促凝血小板的比例都逐漸升高,見圖2;用15μg/mL膠原和2 U/mL凝血酶聯(lián)合激活產(chǎn)生的促凝血小板水平高于2種激活劑單獨(dú)激活時(shí)水平,見表1。為了使流式細(xì)胞術(shù)構(gòu)建的促凝血小板檢測方法具有足夠精密度,選擇15μg/mL膠原和2 U/mL凝血酶聯(lián)合激活,作為體外檢測血小板激活形成促凝血小板能力的激活條件。
圖2 不同濃度膠原和凝血酶激活血小板成為促凝血小板的水平
表1 不同誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)血小板成為促凝血小板亞群的比例(n=5)
2.2 掃描電鏡下血小板激活后的形態(tài) 見圖3。用15μg/mL膠原及2 U/mL凝血酶作為激活劑,在體外激活健康育齡女性的血小板,在掃描電鏡下可以觀察到3種不同形態(tài)的血小板,分別為靜息血小板、聚集血小板亞群和促凝血小板亞群。
圖3 掃描電鏡下血小板激活后的形態(tài)
2.3 流式細(xì)胞術(shù)檢測促凝血小板精密度驗(yàn)證 利用全血在靜息、激活狀態(tài)下檢測促凝血小板的精密度分別為10.11%和3.13%;利用洗滌血小板在靜息和激活狀態(tài)下檢測促凝血小板的精密度分別為12.86%和6.75%。見表2。
表2 利用流式細(xì)胞術(shù)構(gòu)建促凝血小板檢測方法的精密度(n=5)
2.4 研究對象人口學(xué)特征及臨床資料 研究對象人口學(xué)特征和臨床資料見表3,3組間年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);PE組和健康妊娠組懷孕期間增加體重、孕次、產(chǎn)次和孕周差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。計(jì)學(xué)意義[5.25%(4.13%,6.30%)vs 4.30%(3.70%,5.50%),P=0.152];血小板被激活后,PE孕婦組促凝血小板水平也高于健康育齡女性組[19.25%(15.98%,24.08%)vs 13.20%(11.55%,15.70%),P<0.001]和健康妊娠孕婦組[19.25%(15.98%,24.08%)vs 16.50%(15.00%,17.50%),P=0.047]。
表3 研究對象人口學(xué)特征及臨床資料
進(jìn)行ROC分析顯示,采用全血樣本,在靜息狀態(tài)下,ROC曲線下面積(AUCROC)為0.951(0.908~0.994),當(dāng)cut-off值為1.65%時(shí),區(qū)分健康孕婦和PE的敏感性和特異性分別為97.1%和84.6%;在激活狀態(tài)下,AUCROC為0.993(0.978~1.000),當(dāng)cut-off值為12.35%時(shí),區(qū)分健康孕婦和PE的敏感性和特異性分別為100.0%和97.4%;而洗滌血小板在激活狀態(tài)下,AUCROC為0.691(0.563~0.819),當(dāng)cut-off值為18.25%時(shí),區(qū)分健康孕婦和PE的敏感性和特異性分別為61.8%和76.9%,見圖4。
圖4 采用不同樣本類型檢測促凝血小板區(qū)分正常妊娠和PE的性能
2.5 各組研究對象血小板激活成為促凝血小板比例的差異比較 采用全血作為檢測樣本,血小板在靜息狀態(tài)下,PE孕婦組促凝血小板水平高于健康妊娠女性組[2.30%(1.90%,2.80%)vs 1.35%(1.13%,1.50%),P<0.001]和健康育齡女性組[2.30%(1.90%,2.80%)vs 0.30%(0.20%,0.60%),P<0.001];血小板被激活后,PE孕婦組促凝血小板水平也高于健康妊娠女性組[16.90%(15.25%,18.85%)vs 8.50%(7.92%,9.50%),P<0.001]和健康育齡女性組[16.90%(15.25%,18.85%)vs 3.70%(2.95%,4.30%),P<0.001]。
采用洗滌血小板作為檢測樣本,血小板在靜息狀態(tài),PE孕婦組促凝血小板水平高于健康育齡女性組[5.25%(4.13%,6.30%)vs 2.50%(2.20%,2.90%),P<0.001],但與健康妊娠女性組差異無統(tǒng)
本研究利用流式細(xì)胞術(shù)成功構(gòu)建了可靠的促凝血小板檢測方法,并且對入組的健康育齡女性、健康妊娠孕婦和PE孕婦進(jìn)行了促凝血小板檢測,結(jié)果提示PE孕婦血小板激活后成為促凝血小板水平顯著高于健康妊娠孕婦。
3.1 基于促凝血小板是血小板的一種死亡方式構(gòu)建促凝血小板檢測方案 細(xì)胞在經(jīng)歷壞死過程時(shí),其線粒體膜上的mPTP的開放,隨后細(xì)胞內(nèi)部形成超高的Ca2+流,與細(xì)胞壞死過程相似,血小板促凝亞群的形成過程中同樣伴隨mPTP的開放以及細(xì)胞內(nèi)部的超高Ca2+流[9-13];除此之外,在電子顯微鏡下觀察到血小板促凝亞群的關(guān)鍵形態(tài)特征類似于哺乳動(dòng)物有核細(xì)胞所表現(xiàn)的壞死特征,例如,細(xì)胞膜上PS轉(zhuǎn)移至細(xì)胞膜外側(cè),細(xì)胞微泡化以及細(xì)胞膜完整性喪失[14]。所以,血小板促凝亞群是經(jīng)歷壞死過程的血小板。4-(N-(S-谷胱甘肽乙?;┌被┍诫纤幔?-(N-(S-glutathionylacetyl)amino)phenylarsonous acid,GSAO]是細(xì)胞壞死的標(biāo)志物,研究人員在GSAO的γ-谷氨?;鶜埢蠘?biāo)記熒光報(bào)告基團(tuán),利用它作為標(biāo)志物成功檢測到了血小板促凝亞群[15-19]。
除去壞死特征,血小板促凝亞群也是激活的血小板。血小板受到激活劑刺激后,CD62P大量轉(zhuǎn)移至血小板膜上,是血小板激活的標(biāo)志物[20]。因此,本研究采用CD62P以及GSAO同時(shí)定義血小板促凝亞群,成功利用全血和洗滌血小板作為樣本構(gòu)建了血小板促凝亞群的檢測方案。
3.2 PE的炎癥反應(yīng)狀態(tài)可能導(dǎo)致血小板在體內(nèi)預(yù)激活 本研究結(jié)果顯示,PE孕婦的促凝血小板水平均顯著高于健康妊娠孕婦,這可能是由于PE孕婦存在更高的炎癥反應(yīng)狀態(tài),容易導(dǎo)致靜息血小板在體內(nèi)預(yù)激活。
促凝血小板形成的前提是胞漿Ca2+水平持續(xù)升高,當(dāng)血小板處于高炎癥環(huán)境時(shí),促炎癥因子(如腫瘤壞死因子α)、黏附分子等增加,可通過復(fù)雜的機(jī)制導(dǎo)致血小板胞漿Ca2+升高,即血小板在炎癥狀態(tài)下可能被預(yù)激活,在受到激活刺激后就會(huì)更容易形成形成促凝血小板[21]。這與本研究結(jié)果一致:利用全血在靜息狀態(tài)下檢測的PE孕婦血小板促凝亞群水平顯著高于健康妊娠孕婦[2.30%(1.90%,2.80%)vs 1.35%(1.13%,1.50%),P<0.001](洗滌血小板可能由于樣品制備過程因素導(dǎo)致組間無差異);在利用激活劑激活后,利用全血以及洗滌血小板作為樣本,PE組的血小板促凝亞群水平自然也均顯著高于健康妊娠孕婦組[16.90%(15.25%,18.85%)vs 8.50%(7.92%,9.50%),P<0.001;19.25%(15.98%,24.08%)vs 16.50%(15.00%,17.50%),P=0.047]。
3.3 促凝血小板檢測采用全血方案優(yōu)于洗滌血小板方案的原因 本研究結(jié)果顯示,采用全血檢測方案在檢測精密度和區(qū)分PE孕婦與健康妊娠孕婦時(shí)都顯示了優(yōu)越性。
首先,全血方案的樣本處理程序簡單導(dǎo)致檢測的變異因素少。利用全血在靜息、激活狀態(tài)下檢測促凝血小板的精密度分別為10.11%和3.13%;而利用洗滌血小板在靜息和激活狀態(tài)下檢測促凝血小板的精密度分別為12.86%和6.75%,提示采用洗滌血小板可能因?yàn)槎啻坞x心、洗滌導(dǎo)致檢測過程中影響因素增多,導(dǎo)致了檢測不確定度增加。
其次,血小板洗滌程序可能外源性增加了血小板的預(yù)激活程度,使PE組和健康妊娠組的差異縮小,區(qū)分PE孕婦和健康孕婦的能力下降。利用全血作為樣本,健康妊娠孕婦和PE孕婦的比較無論在靜息[1.35%(1.13%,1.50%)vs 2.30%(1.90%,2.80%),P<0.001]或是激活狀態(tài)[8.50%(7.92%,9.50%)vs 16.90%(15.25%,18.85%),P<0.001]差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;而利用洗滌血小板進(jìn)行檢測,只有在激活狀態(tài)下,PE的促凝血小板水平顯著高于健康妊娠孕婦[19.25%(15.98%,24.08%)vs 16.50%(15.00%,17.50%),P=0.047],且差異程度不及采用全血樣本顯著;并且靜息狀態(tài)下兩組沒有差異[5.25%(4.13%,6.30%)vs 4.30%(3.70%,5.50%),P=0.152],這提示洗滌血小板的制備過程中可能導(dǎo)致了血小板預(yù)激活,使原本差異小的靜息狀態(tài)下的差異消失,激活狀態(tài)下的差異變小。ROC曲線分析顯示,用全血檢測,在靜息和激活狀態(tài)下檢測促凝血小板區(qū)分PE和健康妊娠的AUCROC分別為0.951和0.993;而利用洗滌血小板檢測,在激活狀態(tài)下,其ROCROC只有0.691,這表明采用全血檢測的區(qū)分PE孕婦和健康孕婦的能力明顯好于洗滌血小板。
綜上所述,利用流式細(xì)胞術(shù)成功構(gòu)建促凝血小板檢測方法,其中采用全血檢測的方案性能優(yōu)于洗滌血小板檢測方案。PE孕婦促凝血小板形成水平顯著高于健康妊娠孕婦,提示促凝血小板可能參與PE發(fā)生。