新型冠状病毒肺炎止凝血障碍的实验室检测的临床意义

作者:唐宁
作者单位:华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科 2022-01-26

唐宁副主任技师、副教授。武汉同济医院检验科血栓与止血专业组长。主持国家、省、华中科技大学自然科学基金各一项,以第一作者发表SCI论文9篇。参与编写《实验诊断临床指南》等书。中国老年医学学会委员;中国医学装备协会检验医学分会血栓与技术学组委员。

 

 

病毒的直接细胞毒性作用、过度的炎症反应和缺氧等可致新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者血管内皮损伤、血小板激活和血流淤滞,患者发生弥散性血管内凝血(DIC)和动静脉血栓的风险显著增加[1-4],凝血紊乱可能是患者死亡和病情恶化的主要原因之一。COVID-19患者凝血检验指标异常与不良预后密切相关,因此密切监测凝血指标,有助于凝血病的早期预警、降低病死率。同时,凝血检验也有助于抗凝及止血等治疗效果的评价。


一、COVID-19凝血紊乱的病理机制


COVID-19诱导的凝血病的发病机制尚未完全阐明,但其机制可能与细菌诱导的脓毒性凝血病/DIC的发病机制部分重叠。促炎细胞因子的过度产生、损伤相关分子模式水平的升高、细胞死亡机制的刺激和血管内皮损伤是任何严重感染中凝血障碍的主要原因[5]


在COVID-19中,常出现纤维蛋白相关标志物的水平升高和凝血酶原时间(PT)和活化部分凝血活酶时间(APTT)延长,但与细菌败血症引起的凝血病/ DIC相比,程度较不显著。据推测,病毒毒力和宿主反应决定了临床症状和预后。在更严重的病毒感染中,例如病毒性出血热,直接病毒诱导的细胞毒性作用和由宿主反应介导的间接损伤共同损害宿主,消耗性凝血病进一步恶化病情[6]。COVID-19相关研究中报道了促炎细胞因子和趋化因子,如肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-1β和单核细胞趋化蛋白-1的参与[7]。增加的炎性细胞因子和趋化因子将免疫细胞募集到受感染组织,主要用于宿主防御,但也导致宿主受损。这种机制与细菌感染相同;然而,淋巴系统的反应在病毒感染时更为突出。报告表明,TNF相关凋亡诱导配体的增加刺激了显著的淋巴细胞凋亡,导致淋巴结中严重的淋巴细胞耗竭[8],当然,淋巴细胞减少是SARS-CoV-1和2中一致的发现[9]。免疫激活刺激了单核细胞/巨噬细胞和血管内皮细胞上组织因子的表达。凝血级联主要由细胞表面的组织因子引起。与冠状病毒SARS感染不同,埃博拉感染中的凝血病以血小板减少、纤维蛋白沉积、FDPs增加以及PT和APTT延长为特征。与消耗性凝血病一起,微血管内血栓的形成导致了组织缺血和器官功能障碍。出血症状常见于埃博拉感染,肝脏和血管系统有显著的器官损伤,而这在COVID-19中不常见[10]。尽管血栓形成和出血是凝血病的共存特征,但主要症状因致病病毒类型而异。


二、COVID-19相关凝血检测项目


COVID-19相关常规凝血项目包括D-二聚体、纤维蛋白降解产物(FDP)、PT、血小板计数及功能检测和纤维蛋白原(FIB)等。以下分别简述凝血相关指标在COVID-19中的表现及应用。


(一)D-二聚体


D-二聚体作为交联纤维蛋白的降解产物,是反映凝血激活和继发纤溶亢进的常用指标。在COVID-19患者中,D-二聚体水平升高是提示可能存在凝血紊乱的重要标志。D-二聚体水平与病情严重程度也密切相关,入院时D-二聚体显著升高的患者预后更差[11]。国际血栓与止血协会(ISTH)的指南建议,D-二聚体显著升高(一般超过3或4倍正常上限值)可作为新冠患者接受住院治疗的指征,在排除禁忌症后应尽早给予此类患者预防剂量低分子肝素抗凝[12]。当D-二聚体进行性升高,且高度怀疑患者存在静脉血栓或微血管栓塞时,应考虑给予治疗剂量肝素抗凝。


尽管D-二聚体升高也可提示纤溶亢进,但伴有D-二聚体显著升高的COVID-19患者中出血倾向并不常见,除非进展到显性DIC低凝期,这表明COVID-19的纤溶系统总体上仍是以受抑制为主。另一个纤维蛋白相关标志物——FDP的水平与D-二聚体水平的变化趋势基本一致。


(二)PT


PT延长也是提示COVID-19患者可能存在凝血紊乱的指标,且已被证实与不良预后相关。COVID-19凝血功能紊乱早期患者PT多正常或轻度异常,而高凝期的PT延长通常提示外源途径凝血因子的激活、消耗,以及纤维蛋白聚合减慢,因此它也是预防性抗凝的指征之一。不过当PT进一步显著延长,特别是患者有出血表现时,提示凝血紊乱已进入低凝期,或者患者合并有肝功能不全、维生素K缺乏、抗凝药物过量等情况,需考虑给予血浆输注等替代治疗。而另一个凝血筛查项目——APTT在凝血紊乱高凝期多维持在正常水平,这可能归因于VIII因子在炎症状态下的反应性升高。


(三)血小板计数及功能检测


尽管凝血激活可导致血小板消耗性减少,但COVID-19患者中血小板计数减低并不常见,这可能与炎症状态下血小板生成素、IL-6的释放增加有关,这些细胞因子可促进血小板的反应性增多[13],因此血小板计数绝对值不是反映COVID-19凝血紊乱的敏感指标,关注其变化情况可能更有价值。此外,血小板计数减低与不良预后显著相关,也是给予预防性抗凝药物的指征之一。但是当计数显著减低(如<50×109/L)且患者有出血表现时,则需考虑给予血小板成分输注。


与既往对脓毒症患者的研究结果相似,存在凝血紊乱的COVID-19患者的体外血小板功能检测通常得到偏低的结果,但患者实际体内的血小板往往处于激活状态,这可能归因于活性较高的血小板被凝血过程首先利用、消耗,被采集的循环中血小板相对活性低。


(四)FIB


作为急性时相反应蛋白,COVID-19患者在感染急性期多存在纤维蛋白原水平升高,其不仅与炎症的严重程度相关,显著升高的纤维蛋白原本身也是血栓形成的危险因素,因此可作为新冠患者的抗凝指征之一。而当患者出现纤维蛋白原的进行性下降时,可能提示凝血紊乱进展到低凝期,或者患者出现严重的肝功能不全,这种情况多出现在病程晚期,当纤维蛋白原水平<1.5g/L且伴有出血表现时,需考虑给予纤维蛋白原输注。


(五)其他凝血检验


1. 凝血因子活性:作为由血管内皮合成和释放的急性时相反应物质,凝血VIII因子在COVID-19患者中普遍升高[14],即使进展到DIC低凝期时,VIII因子水平也大多正常或升高,因此其不是判断显性DIC的敏感指标。其他凝血因子水平在凝血紊乱高凝期大多正常,若进展到低凝期,II、V、VII、X等外源途径凝血因子水平首先出现降低,一般当凝血因子水平低于30%并伴出血倾向时,需考虑给予血浆输注替代治疗。此外,对于营养摄入不足和/或长期应用抗生素的住院患者,凝血因子II、VII、IX、X的同时降低有助于维生素K缺乏症的诊断。


2. 抗凝蛋白水平:COVID-19患者在凝血紊乱高凝期通常没有抗凝血酶(AT)、蛋白C(PC)水平的显著变化,而蛋白S水平在早期即可显著降低。AT、PC能维持在正常水平一方面表明凝血紊乱尚未完全失代偿,另一方面,由于其主要在肝脏合成,也提示患者至少在早期的各项凝血指标异常并不主要归因于肝功能不全。


3. 凝血激活标志物:凝血酶-抗凝血酶复合物(TAT)水平测定能够直接反映凝血酶的生成情况,且在COVID-19中较D-二聚体水平升高更早,有助于患者凝血紊乱的早期识别,一般以TAT水平超出2倍正常上限提示凝血酶过度生成,可能需要更高剂量的抗凝药物[15];此外,纤维蛋白单体(FM)水平测定也是反映凝血酶及纤维蛋白生成的较特异指标,既往研究表明FM对于DIC的诊断效力要优于D-二聚体,但其具体应用策略仍有待确定。


4. 纤溶和纤溶抑制标志物:纤溶酶-抗纤溶酶复合物(PAP)和组织型纤溶酶原激活物-抑制剂复合物(tPAI-C)分别直接代表患者纤溶和纤溶抑制情况。研究发现,虽然COVID-19死亡组患者D-二聚体水平在晚期显著升高,但其PAP水平下降且明显低于生存组患者,这可能是由于患者晚期纤溶抑制物增高(tPAI-C水平增高)和纤溶酶原大量消耗所致。因此,与D-二聚体相比,PAP和tPAI-C水平能更准确的反应晚期COVID-19危重患者的纤溶和纤溶抑制状态,从而避免不必要(甚至有害)的抗纤溶治疗[15]


5. 血管内皮损伤标志物:血管内皮细胞被认为是新冠病毒主要的作用靶点之一,因此除了D-二聚体之外,更特异的血管内皮损伤标志物在COVID-19中的表现被广泛研究,血栓调节蛋白、血管性血友病因子水平与COVID-19患者预后显著相关[16, 17],可作为病情评估的参考指标。


三、COVID-19患者静脉血栓风险评估


COVID-19患者普遍存在着高凝状态,且重症住院患者往往有长期卧床和应用激素等静脉血栓危险因素,因此对这些患者进行静脉血栓风险评估尤为重要,一般建议使用Padua量表对内科患者进行静脉血栓风险评估,若患者面临手术,还可参考Capirini量表[18, 19]。评分高风险患者需要及时采取血栓预防措施[20]。要获得这些量表的完整评分,完善易栓症相关实验室检查必不可少。


1. 易栓症的一般实验室检测(针对中国人群):(1)遗传性易栓症主要指标:抗凝血酶、蛋白C、蛋白S。(2)获得性易栓症主要指标:狼疮抗凝物、抗心磷脂抗体、抗β2GPI抗体。


2. 易栓症检测注意事项:(1)建议在抗凝治疗前及非血栓急性期进行上述指标检测,以避免假阳性结果。若已开始抗凝,建议停肝素24小时、直接口服抗凝药48小时、维生素K拮抗药2周后送检。(2)病毒感染可能导致抗磷脂抗体检测获得一过性的阳性结果,这通常不提示易栓风险。此外,C反应蛋白升高也会干扰狼疮抗凝物的检测[21]。建议结合临床状况考虑诊断或定期复查确认。


四、COVID-19患者治疗监测

 

(一)抗凝治疗的相关凝血检验


由于存在凝血紊乱的COVID-19患者可能普遍和长期应用预防或治疗剂量肝素和低分子肝素等抗凝制剂,为确保其安全、有效,建议密切监测相关凝血指标。


1. 普通肝素剂量监测指标:普通肝素剂量监测可应用APTT、活化凝血时间(ACT)及抗Xa活性等指标;其中ACT作为全血试验,有方便快捷、适合床旁实时及高剂量肝素监测的优点,但其重复性较差、受干扰因素也较多。类似的,由于COVID-19凝血紊乱患者普遍存在反应性升高的VIII因子水平,监测APTT可能低估肝素使用剂量。因此当怀疑ACT、APTT不能准确反映肝素剂量及抗凝效果时,可考虑结合应用抗Xa活性测定,基于抗Xa活性的普通肝素治疗剂量范围为0.3-0.7U/mL。


2. 低分子肝素剂量监测指标:低分子肝素剂量监测一般只能应用抗Xa活性。尽管应用低分子肝素在大部分人群中无需常规监测,但是当患者存在肥胖、高龄、肾功能不全等情况,或由于抗凝血酶水平过低、纤维蛋白原水平过高等因素可能导致肝素抵抗时,需考虑监测低分子肝素剂量是否安全、有效。基于抗Xa活性的低分子肝素治疗剂量范围为1.0-2.0U/mL(每日一次给药),或0.5-1.0U/mL(每日两次给药);预防剂量范围为0.2-0.4U/mL。


3. 肝素抗凝治疗监测注意事项:(1)应注意肝素监测的采样时间,一般在注射后2-4小时采样可反映峰值浓度,下次注射前采样反映谷值浓度。(2)抗凝血酶活性一般应维持在60%以上,活性过低可能影响肝素治疗效果。(3)应用肝素后应监测血小板计数,如出现不明原因的进行性下降(如,肝素治疗开始后4-14天血小板计数下降30%-50%),可考虑排查肝素诱导性血小板减少症(HIT),必要时送检肝素-PF4抗体[22]。(4)肌酐清除率<30ml/min或存在急性肾损伤时,低分子肝素需降低剂量或换用普通肝素。


4. 其他抗凝药物的监测:当患者存在肝素抵抗或HIT等肝素禁忌症时,可能考虑换用其他抗凝药物,如阿加曲班、利伐沙班等,尽管对于这些IIa、Xa直接抑制药的实验室监测尚无公认标准,一般建议应用阿加曲班时,可监测APTT并维持在基线值的1.5-3.0倍;应用利伐沙班时,可监测PT并维持在基线值的1.5-2.0倍。


(二)应用抗血小板药患者的监测


对存在心脑血管基础疾病且长期应用抗血小板药物的COVID-19患者,由于抗病毒药如洛匹那韦、利托那韦可抑制CYP3A4代谢,从而降低氯吡格雷的有效剂量,以及增强无需经肝脏代谢激活的替格瑞洛的药效,因此合用这类抗病毒药和抗血小板药的患者,需考虑监测血小板功能,确保治疗的安全、有效。P2Y12受体拮抗药的监测可应用二磷酸腺苷诱导的血小板聚集试验、PFA、VerifyNow或血小板图等实验室检测方法。


(三)注射新冠疫苗后的凝血相关监测


在全球广泛注射新冠疫苗后,部分疫苗可能罕见地导致血小板减少及血栓事件,及所谓疫苗诱导的血栓性血小板减少(VITT),其机制被认为类似于HIT:某些疫苗可能存在类似于肝素的阴离子聚合体成分,可以促进血小板PF4超大复合体的形成,导致HIT。因此对注射新冠疫苗后出现血小板减少及动静脉血栓形成的患者,可考虑进行HIT抗体的检测[23]


五、总结


COVID-19患者的凝血紊乱是低级别DIC与肺血栓性微血管病变的结合,前期处于凝血激活、纤溶抑制为主的高凝状态,若病因不能去除、系统性炎症进一步加重,则可能进展到显性DIC。选择恰当的凝血指标、密切监测患者凝血状态的变化,对于指导治疗、改善预后非常重要。


 

 

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2022年1月:血栓与止血实验室检测