体外膜肺氧合的血栓与止血平衡问题

正常生理状态下，体内止、凝血系统维持着微妙的动态平衡。平衡的维系取决于三个要素：血管、血流和血液成分。血管主要是指血管结构的完整性和血管内皮的调节功能；血流主要包括血流速度（慢流、对血小板剪切力的变化）、血流方式（湍流、涡流）等；血液成分主要是指参与凝血的物质（凝血因子、血小板）的数量与质量。ECMO应用过程中，上述三个要素均发生了显著的非生理性变化：血液直接曝露于非内皮细胞表面的人工材料；高剪切力与湍流；血液成分稀释、吸附、激活、消耗等。对人体的凝血系统产生了显著的影响。图3显示了促凝因素刺激(绿色背景)、自身抗凝(红色背景，黑框)及药物抗凝(红色背景，白框)作用下ECMO应用中凝血酶生成的过程。这些由TF暴露和接触激活触发的凝血酶生成过程发生在管路和微循环中。炎症反应在补体系统以及巨噬细胞、细胞因子的介导下，增加TF的表达并激活血小板。在管路中，血小板和单核细胞以涡流的形式沉积在氧合器上并表达TF。组织因子途径抑制物和抗凝血酶III (AT)则起到主要的抗凝血作用。

图1 体外膜氧合过程中凝血酶生成过程示意图

抗凝药物对于预防氧合器和管路血栓形成是必要的。它可以减少纤维蛋白沉积和微血栓形成从而能避免终末期器官损伤。

普通分子量肝素（UNFH）作为ECMO应用期间最广泛的抗凝药物，它可以增强组织因子途径抑制物（TFPI）活性，同时与血中的抗凝血酶（AT）结合，千倍地放大AT的抗凝活性，高效地灭活Xa、凝血酶（IIa 因子）和IXa、XIa和XIIa。而直接凝血酶抑制剂的作用部位局限于凝血酶，但它们可能比肝素/ AT复合物抑制凝血酶作用更强。

了解ECMO抗凝剂的作用机制和各种实验室检测指标的特点和临床应用，有助于做到抗凝的个体化治疗。

1.抗凝前的准备：ECLS指南推荐：一旦患者确定准备进行ECMO，如果条件允许，应该尽量获得患者的全面基础实验室数据。这些检测包括血常规、PT/INR、APTT、纤维蛋白原、D-二聚体、ACT、AT、血栓弹力图等。对于严重凝血功能紊乱的病人，如果可能，应在ECMO前通过使用FFP、冷沉淀、血小板或维生素K等将其纠正，有利于ECMO期间肝素抗凝的管理。

2.普通肝素的监测:抗凝剂有多种，然而截止目前，普通肝素依然是ECMO应用最广泛的抗凝剂。肝素相关的出血发生率与肝素剂量成正相关，同时也与患者的疾病、合并用药等有关。肝素过量时，可导致出血增加，甚至发生致死性出血；肝素剂量不足时，无法达到抗凝效果。因此，凝血监测指导下的剂量调整已成为肝素抗凝的标准化程序。常用的肝素监测有以下几种方法（表1）：(1) Actived Clotting Time （ACT）:中文名为激活全血凝血时间。ACT检测的是从全血与激活剂（高岭土、硅藻土、玻璃珠等）混合到血液发生凝固的时间，包含红细胞和血小板的作用。作为POCT方法，操作便捷、快速，广泛用于ECMO期间的抗凝监测。但ACT仅是一种监测肝素抗凝效果的粗略手段，其结果受除肝素以外很多的因素干扰，例如低纤维蛋白水平、血小板减少、凝血因子缺乏，甚至是低体温和血液的稀释（见表1）。这导致ACT与肝素剂量间的相关性较差，不同ACT仪器间的结果变异较大，因此指南指出在常规使用ACT监测时，应间歇性地与其他肝素监测指标相互搭配使用。(2)APTT:活化部分凝血活酶时间，是将枸橼酸钠抗凝血浆与激活剂（硅藻土、鞣花酸等）一起孵育，检测从加入钙离子和外源性磷脂到纤维蛋白形成的时间。是经典的内源性凝血途径缺陷的筛查项目。激活的原理与ACT类似，区别之处在于检测的标本类型是血浆，相对于ACT，受到的干扰因素较少，与肝素剂量之间的相关性较好。ECLS指南中的指出，许多成人ECLS中心在使用中等剂量肝素时更倾向于选择APTT而不是ACT来监测和调整肝素剂量。但是对于婴幼儿患者来说， APTT的基线值较长，因此用它作为婴幼儿肝素抗凝指导可靠性较差。有研究表明，随着年龄的增长APTT 和肝素剂量相关性逐渐增强。由于不同APTT试剂所用激活剂各不相同，每个中心应基于实验室所用试剂建立自己的治疗范围，可以弥补APTT试剂对肝素的不同量效反应。此外，APTT除了可以监测普通肝素之外，还可以用于监测其他直接凝血酶抑制剂，例如阿加曲班和比伐卢定。(3)Anti-Xa活性:Anti-Xa活性，不是测定体内肝素的浓度，而是检测肝素/AT复合物对Xa的抑制程度，从而反应体内肝素的抗凝效应。Anti-Xa性检测被很多中心作为测定肝素效应的“金标准”。与ACT和APTT相比，anti-Xa活性更能特异的反应肝素的抗凝效应，而不受凝血障碍、血小板减少或血液稀释等因素的影响。目前在很多中心已开始使用anti-Xa活性作为肝素监测和剂量调整的方法。需要注意的是，anti-Xa活性的检测试剂有两种：一种是加入外源性AT，另一种是基于患者自身水平的AT而不加入外源性AT。前者加入外源性AT，会掩盖体内AT缺乏的假象，高估体内肝素的抗凝活性；后者不加外源性AT的anti-Xa活性测定则取决于患者体内的AT水平。由于抗anti-Xa活性测定需要AT来确定结果，因此当anti-Xa活性结果不随肝素剂量增加而增加时，需考虑AT不足的原因。anti-Xa活性一般采用发色底物法进行检测，严重的脂血、黄疸和溶血会影响到anti-Xa活性检测的准确性。有研究表明，anti-Xa活性与肝素剂量有很好的相关性，但anti-Xa活性与ACT 的相关性较差。(4)TEG/ROTEM:血栓弹力图（TEG）/血栓粘弹力图（ROTEM）是全血床旁检测项目，检测全血凝固过程中，从液体变为凝胶状半固体的粘弹力变化。它能够在体外完整地模拟血液从凝血到纤溶的过程，从而反映凝血全貌。部分中心常用TEG肝素酶杯（可不受肝素影响）搭配anti-Xa活性（反应肝素效应）来共同评估ECMO患者接受肝素治疗期间的凝血功能；也有部分中心使用TEG普通杯配合肝素酶杯来反应肝素的效果，从而判断是否存在肝素抵抗 ( ACT 的水平与anti-Xa活性结果存在差异)。TEG/ROTEM还可以评估纤溶亢进，鉴别早期DIC和原发性纤溶，这是TEG/ROTEM的一个非常重要的应用，因为早期DIC的主要治疗方法是增大肝素剂量，而原发性纤溶则需使用抗纤溶药物。

3.肝素抵抗的监测：抗凝血酶（AT）活性水平AT是人体最重要的生理性抗凝蛋白之一，主要在肝脏合成，正常成人多在80%-120%之间，新生儿和小于1岁的幼儿AT活性水平约为成人的60%。如前所述，它是肝素发挥抗凝活性的支点，因此，AT活性保持在一定水平，对于肝素发挥抗凝作用至关重要。一般认为，AT 活性低于30%-80%，肝素效应下降。AT水平降低多见于婴幼儿（生理性减低）、肝功能不全（合成减少）、肾功能不全（丢失过多）、DIC（消耗过多）、应用肝素类药物（结合）等。因此，肝素使用前和使用中定期监测AT水平，可以避免因AT缺乏而导致肝素抵抗。

4.肝素诱导的血小板减少症（HIT）的检测：肝素应用最严重的并发症之一是肝素诱导性血小板减少症（HIT）。典型的HIT一般发生在肝素接触后第5-14天，血小板较基础值下降30-50%以上，其发病机制主要是肝素诱导免疫系统产生抗血小板4因子（PF4）抗体（IgG），该抗体与肝素和PF4形成三联复合物，该复合物会激活血小板，刺激血小板分泌促凝物质，最终导致血小板破坏消耗，数量减少，血管内凝血激活，血栓形成。

ECMO患者因肝素应用持续时间长，是HIT的高危人群。对应用ECMO的患者，HIT的诊断尤其困难，因为大多数ECMO患者均有肝素使用，血小板减少，甚至血栓形成的表现，这些表现与HIT的症状重叠，很难引起医生的警惕。临床诊断HIT时常用的4Ts评分表对于HIT患者可能不太适用（过度诊断HIT）；对疑似HIT的确诊需依赖HIT功能试验（5-羟色胺释放试验），但限于技术复杂和放射性危害，目前国内尚无实验室可以进行HIT功能试验。特异性的HIT-IgG抗体检测对于HIT的排除或诊断更有帮助。

ECMO设备昂贵、操作复杂、耗费巨大、治疗风险较高，目前各中心使用的监测方法及范围不尽相同，还需要进一步的多中心研究作为循证医学的证据。特别是中国人群的相关研究较少，明确精准的治疗范围很难，希望通过以上对ECMO应用过程中的血栓与止血问题的介绍，可以辅助医护人员选择适宜的监测方法来调整抗凝剂量，减少临床不良事件发生，提高救治重症新型冠状病毒肺炎的成功率。

参考文献略

注：本文来源于《临床实验室》2020年第3期“新冠病毒实验室诊断”专刊