肝素抵抗的发生机制及临床处理策略

学习笔记离床医学 2023-11-22

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肝素是常用的胃肠外抗凝药物，主要包括普通肝素（UFH）和低分子肝素（LMWH），其中UFH的相对分子质量为5 000~30 000，源自UFH分馏提纯的LMWH相对分子质量为3 500~5 000。肝素的主要作用机制是通过其戊糖序列与抗凝血酶（AT）结合并改变其分子构象以放大AT的抗凝效应。在给予常规剂量时，UFH的抗凝活性受限于戊糖序列的数量；在给予更高剂量时，无论肝素糖链中是否有戊糖序列，UFH都可以激活肝素辅助因子Ⅱ（HC-Ⅱ），导致凝血酶失活而产生抗凝效应（与AT不同的是HC-Ⅱ几乎仅能抑制凝血酶）。在临床上，医生们常常困扰于“肝素耐药”现象，一些患者即使接受足量肝素治疗，活化部分凝血活酶时间（APTT）仍不能达到抗凝治疗目标，该现象被临床或实验室称为“肝素抵抗”。存在肝素抵抗现象的患者，其临床表现有明显异质性，包括血栓风险加重、血栓负荷增加以及大出血等。在早期研究中，临床对肝素抵抗的观察主要聚焦于AT缺陷、妊娠期以及在心脏外科手术中接受体外循环的患者。近年来，在实践中发现，感染性疾病也可能导致肝素抵抗，如给予新型冠状病毒感染（COVID-19）住院患者标准剂量的肝素药物进行预防血栓治疗后，许多患者的血栓形成风险并未缓解，医生们不得不增加肝素给药剂量以实现预期抗凝效果，这使得肝素抵抗问题再次成为临床关注热点。

本文围绕肝素抵抗现象的发生机制、临床识别、药物治疗、实验室监测等方面的研究进展做综述如下。

一、肝素抵抗的概念

直至目前，肝素抵抗的概念尚未形成明确共识，一般定义为每日使用UFH>35 000 U后，抗活化因子X活性试验（anti-FXa）仍小于0.2 U/ml，但由于缺乏高质量研究证据以及anti-FXa检测方法并不普及，使得该实验室诊断标准未被临床统一采用；在接受体外循环治疗的患者中，肝素抵抗被定义为：肝素剂量达500 U/kg时，活化凝血时间（ACT）仍小于480 s。目前临床上通常将需要很大剂量肝素才能达到抗凝治疗目标范围，或UFH给药量增加后APTT并未相应延长等现象概括为肝素抵抗。

二、肝素抵抗的发生机制及分类

根据发生机制可以将肝素抵抗分为AT介导和非AT介导两类。

（一）AT介导的肝素抵抗

AT是血浆中重要的生理性抗凝血蛋白，通过拮抗凝血酶（因子Ⅱa）以及因子IXa、Xa、XIa、XIIa产生抗凝作用，在遗传性AT缺乏时，AT活性可降至健康人水平的40%~60%甚至更低，并导致静脉血栓栓塞症（VTE）的风险增加。此外，作为肝素类药物的靶点，AT的抗凝效应可被肝素增强1 000倍。当血浆中AT存在遗传性缺陷时（表现为活性和/或水平减低），肝素抗凝疗效往往无法达到预期，因此AT缺乏是导致肝素抵抗的主要原因。

在临床上，获得性AT缺乏机制复杂且更常见，大致可分为：合成减少，常见于患肝脏疾病（如肝硬化）及营养不良的患者；清除增加，肾脏疾病可导致AT从尿中排出过多；消耗增加，常见于高凝状态或血栓急性期，如弥散性血管内凝血（DIC）早期、心内膜炎、深静脉血栓形成或肺栓塞及恶性肿瘤如胰腺癌、肺癌、前列腺癌活动期等；机械性损伤增加，使用机械辅助装置如主动脉内球囊反搏、心室辅助装置以及体外膜肺氧合（ECMO）等。临床对于血浆AT缺乏的患者需综合分析其成因，尤其注意应避免将获得性AT缺乏误诊为遗传性缺陷。

尽管有关AT缺乏的定义尚未达成共识，但其活性至少要达到健康人水平的70%才能有效抑制凝血级联反应。AT缺乏时，肝素血药浓度与APTT间的关联性较差。通常，当血浆AT活性（AT：A）>80%，肝素可发挥正常的抗凝功能，APTT可实现有效监测；当血浆AT：A为50%~60%时，肝素抗凝效果减低，APTT与肝素用量间相关性显著降低；AT：A<30%时，肝素无法发挥抗凝效果，APTT与肝素用量间几乎无相关性。

（二）非AT介导的肝素抵抗

肝素分子携带强负电荷，可与多种生物分子结合，包括凝血途径中的多种蛋白（如因子Ⅷ、因子Xa、纤维蛋白原、组织因子途径抑制剂、血管性血友病因子等）、趋化因子（如白细胞介素-8、血小板因子4、肿瘤坏死因子-α等）、富含组氨酸的糖蛋白、脂蛋白、核蛋白、细胞外基质蛋白等；普通肝素由于糖链长，易与上述物质结合，导致半衰期缩短，清除率增加，生物利用率降低。因此在脓毒症、全身性炎性反应、热烧伤等多种疾病时，肝素抵抗的发生率往往明显增高。

三、肝素抵抗的常见病因

（一）肝素诱导的血小板减少症（HIT）

HIT是一种特殊类型的肝素抵抗，多发生于使用肝素后第5~10天，其发生机制主要涉及肝素激活血小板释放血小板第4因子（platelet factor 4，PF4）并与肝素结合形成PF4-肝素复合物（PF4-H），经血中免疫细胞吞噬PF4-H后产生应答，释放抗PF4-H抗体（主要为IgG）。抗PF4-H抗体与PF4-H 结合形成IgG-PF4-H复合物，进而与血小板表面特异性IgG受体（FcγⅡA）结合，导致血小板的强烈活化和聚集。同时抗PF4-H抗体刺激单核细胞高度表达组织因子，激活凝血系统形成高凝状态。急性HIT确诊后需立即停用肝素类药物，更换为替代药物（如阿加曲班、比伐芦定等）。HIT是一种由自身抗体介导的肝素副作用，临床表现为血小板减少和进行性高凝状态，如临床未能及时识别，患者血液促凝趋势则进一步增强，使得原有血栓负荷加重或发生更严重的血栓事件。

（二）重症感染

在重症感染如败血症中，免疫效应细胞激活后释放急性相反应蛋白，肝素进入血液后可与多种血浆蛋白、内皮细胞和巨噬细胞表面受体结合并被灭活，故常见肝素抵抗现象。近年来，“COVID-19相关的凝血障碍”（CAC）尤为常见，病理研究显示，新型冠状病毒可引起凝血紊乱、血管内皮损伤及血管炎，而炎症反应会进一步加速凝血活化，最终导致全身性凝血功能障碍，包括凝血增强和抗凝抑制。Goligher等发现，在重症COVID-19患者中（需高流量鼻导管吸氧、无创或有创机械通气、体外生命支持、使用血管活性药物以提供呼吸及心血管支持），治疗剂量抗凝用药并未增加出院前的存活概率或无须器官支持的天数；而对于非重症COVID-19患者，无论基线D-二聚体水平如何，治疗剂量肝素抗凝均可改善患者预后，有多个研究认为“肝素抵抗”可能是导致该现象的原因。COVID-19患者出现肝素抵抗的可能机制如前文所述，但HIT似乎不是导致COVID-19患者发生肝素抵抗的主要原因。Delrue等在临床疑似HIT的COVID-19患者中，使用HIT抗体检测（包括酶联免疫吸附试验和定性凝胶微粒免疫分析法）联合功能分析试验［包括5-羟色胺释放试验和肝素诱导的血小板活化试验（HIPA）］，从626例COVID-19住院患者中，筛选出10例疑诊HIT患者，最终仅1例患者确诊（发病率为1.6‰），提示在COVID-19患者中HIT发病率可能低于HIT总体发病率的估计值（0.76%）；同时该研究发现，在采用酶联免疫吸附实验（ELISA）检测HIT抗体的172例患者中，HIT相关IgG阳性率为11%，其中在抗体滴度最高的11例患者中，HIPA均为阴性，提示相关抗体可能无功能，并不增加血栓栓塞和死亡的风险。此外，也有观点认为，在给予预防剂量肝素抗凝治疗后，若COVID-19患者仍出现深静脉血栓及肺动脉血栓，需考虑炎症反应导致血管壁损伤后的原位血栓形成的可能性，而非肝素抵抗，此时其他器官中出现局部血栓形成是重症COVID-19的标志，若未及时识别而继续增加肝素抗凝剂量，则可能导致大出血等致命的不良事件。

（三）接受体外循环或ECMO治疗

Raghunathan等的一项单中心回顾性研究发现，在接受ECMO治疗的患者中，有50%的患者曾出现肝素抵抗（定义为单日肝素需要量≥35 000 U），但与血栓形成、出血事件及总生存率无关联。在接受体外循环的患者中，根据不同定义，肝素抵抗的发生率为4%~26%，合并感染性心内膜炎、低蛋白血症可能是此类患者发生肝素抵抗的危险因素。总体而言，接受体外循环或ECMO治疗的患者发生肝素抵抗的诱因是多源的，且存在风险因素叠加的情况，因此对于疑似肝素抵抗患者进行剂量调整时，应进行密切的实验室监测以确保安全性和有效性。

（四）Xa因子逆转剂

Andexanet alfa（AnXa）是一种重组修饰的人Xa因子诱饵蛋白，可以逆转直接Xa因子抑制剂（如利伐沙班、阿哌沙班和艾多沙班）以及依赖AT间接抑制Xa因子的药物（如磺达肝癸钠、LMWH和UFH）的抗凝作用。与内源性Xa因子相比，AnXa与这些小分子的亲和力更强。2018年，美国食品和药物管理局（FDA）及欧洲药品管理局（EMA）批准AnXa 作为直接口服抗凝药物（DOACs）的抑制剂，用于发生危及生命的大出血患者救治。有研究发现，实施心脏手术的患者在接受AnXa治疗以逆转阿哌沙班或利伐沙班的作用后，需要过量的UFH以达到抗凝目标水平，提示存在导致肝素抵抗的潜在原因——AnXa不仅参与对因子Xa竞争，而且还能与对因子IIa竞争，与肝素化的AT结合，逆转肝素的抗FXa和抗FIIa活性。

四、肝素抵抗的实验室诊断

五、肝素抵抗患者的临床处理策略

识别肝素抵抗后，首要原则为寻找病因，并积极治疗原发病，在此基础上，可通过补充外源性凝血酶或更换抗凝药物来改善肝素抵抗。

（一）补充AT

越来越多的证据表明，补充AT可能纠正肝素抵抗现象。除抗凝作用外，AT在以浓缩物（ATc）形式存在时，还具有抗炎特性。AT通过诱导内皮细胞合成前列环素，并进一步通过干扰白细胞迁移和黏附于内皮细胞的过程而发挥抗炎作用，或以抑制促炎性凝血酶的方式间接发挥抗炎作用。这表明ATc在某些与炎症相关的临床环境中可能具有潜在的治疗应用。既往关于补充ATc改善肝素抵抗的研究主要针对重症脓毒症、DIC、接受体外循环等的患者，一项涉及229例DIC患者的研究发现，与仅接受肝素治疗的患者相比，对于基线AT水平<60%的DIC患者，补充ATc能显著降低患者的28 d死亡率（25%比40%，P=0.02）。此外，一项包括9 000例重症肺炎和脓毒症相关的DIC患者的大型多中心回顾性对照研究发现，与未接受AT治疗的患者相比，治疗过程中补充AT可使28 d死亡率降低9.9%（95%CI：3.5~16.3），并缩短需通气治疗的时间（20.6 比17.9 d，P=0.001）。在Ranucci等的针对接受心脏手术患者的前瞻性随机对照研究中，对于术前AT：A为60%~100%的患者，在术前予一定剂量的ATc并使AT：A达到120%，结果显示，与术前不使用AT的对照组相比，接受ATc治疗的患者在整个住院期间AT：A维持在80%以上的水平，肝素抵抗发生率显著减低。

对于同样干扰凝血途径的COVID-19，暂无研究涉及ATc如何在COVID-19患者中降低死亡率方面的获益。国际血栓与止血协会（ISTH）的声明显示，在COVID-19患者中使用AT治疗尚处于实验阶段，还需更多的临床研究探索ATc的有效性。目前认为补充ATc可能有助于治疗存在肝素抵抗、获得性AT缺乏、凝血紊乱标志物升高、多器官功能障碍的COVID-19患者以及使用ECMO的患者，但仍需要多中心前瞻性研究来验证补充ATc的适应证、剂量、持续时间和临床效果。

目前常用的ATc包括：人血浆AT复合物（pdAT），由血浆经过热处理、纳米过滤，用无菌水重新配制而成，半衰期2.6~3.8 d；重组人AT复合物（rhAT），提取自羊奶，半衰期11.6~17.7 h。为避免rhAT疗效过度或不足，应定期、密切监测凝血功能（尤其是在治疗开始或终止的第一时间）。需注意，无论使用何种ATc，当同时合并使用肝素抗凝、发生急性血栓栓塞或出血事件时，都需更频繁地监测血浆AT：A，因为上述临床事件可能会缩短血浆中AT的半衰期。

（二）替代抗凝

对于出现肝素抵抗的危重症患者，发生血栓事件的风险增加40%~80%，对于AT活性水平正常的患者，补充AT不仅疗效不稳定且成本高昂，故更有效的方法是及时更换为其他类型抗凝药物进行替代。目前常更换为直接凝血酶抑制剂（DTI），如比伐芦定及阿加曲班。DTI不依赖AT而直接抑制凝血酶活性，且不激活血小板，无免疫原性，半衰期短，给药后血药浓度相对稳定，常用于重症患者。

当需要体外循环或ECMO支持的患者出现肝素抵抗时，与 UFH相比，使用比伐芦定进行替代抗凝能降低大出血事件发生率、管路相关血栓发生率，并减少血制品用量；Rivosecchi等发现比伐芦定比UFH更快地达到治疗水平（30 h比48 h，P=0.03），并能更长时间维持在治疗范围内；Ranucci等的研究表明，与UFH相比，接受比伐芦定治疗患者的APTT、ACT明显延长；Zhong等则认为比伐芦定可能是合并HIT的ECMO患者的最佳抗凝选择，药物剂量与ACT之间有良好的线性关系，随着比伐芦定剂量增加，ACT水平表现为剂量依赖性增高，反之亦然，有利于临床动态监测治疗的有效性。

对于发生肝素抵抗的危重症患者，Bachler等的研究显示，与增量UFH抗凝相比，更换为阿加曲班抗凝能使更多的患者在24 h后仍维持APTT>45 s，在进一步的观察中，阿加曲班也能更好地维持充分的抗凝效用。对于需要ECMO支持的重症COVID-19患者，使用阿加曲班抗凝治疗比UFH更快地达到治疗目标（APTT 60~80 s），且不增加出血风险，但其疗效、安全性及使用时机仍需更多的大型随机对照研究加以验证。

综上所述，在肝素抵抗的概念方面，未来需进一步明确其定义及标准，对于不同人群可采用不同的评估指标及临界值范围。在病因学及病理研究方面，随着更多新技术的应用，将会进一步明晰肝素抵抗的诱因和机制，进而提高治疗的针对性；在鉴别诊断方面，由于在特定人群和临床背景下APTT可受到多种因素的干扰，因此需要利用前瞻性随机对照研究或队列研究探索更为安全有效的肝素监测方法；在治疗方面，出现肝素抵抗时，如何更好地评估替代抗凝治疗效果及补充AT的有效性及安全性是迫切需要解决的问题，特别是在不同病因和发病机制人群中，寻找最合适的治疗时机、药物种类和剂量对于改善肝素抵抗患者的临床结局尤为关键。

引用：门剑龙, 徐菲亚, 翟振国. 肝素抵抗的发生机制及临床处理策略[J]. 中华医学杂志, 2023, 103(10): 1-7.

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