血小板功能检测专题（1）：血小板的生成

导语

有很多朋友咨询我各种关于血小板功能检测的问题。因此，特意制作一个专题，将陆续对血小板的起源、血小板受体、激活剂、血小板功能，血小板功能性疾病、抗血小板治疗、全球主要血小板功能检测（原理/差异/优势)进行讲解。

敬请关注。

在机体的止血过程（Hemostasis）中，血小板（Platelets）发挥着极其重要的作用。

当血管皮破后，首先会发生血管收缩(Vasoconstriction)，通过局部的肌肉痉挛(Spasm)，可以降低通过的血流量（Blood flow）。

同时，血管壁破损后，内皮下的胶原组织、组织因子(TF)暴露以及血液外流引起的剪切力的刺激（Shear stress），会激活血小板，也会启动凝血因子级联反应，从而通过初级止血（Primary hemostasis）和二级止血(Secondary hemostasis)，最终形成纤维蛋白-血小板凝块，堵住小的破损口，实现止血。

注：初级止血和二级止血，不是绝对地独立的先后顺序，会有重叠过程（Over lap）。

初级止血(Primary hemostasis)

在胶原和血流剪切等作用下，损伤附近的血小板被激活，粘附至胶原表面。这个过程，需要很多的血小板受体参与。

例如，GP Ia-IIa(也叫整合素α2β1） 、GP VI，是参与血小板的粘附受体。然而，在高剪切力时（如血液高流速），这两个受体，不足以启动、维持血小板和胶原的结合，因此，还需要一个更牢靠的受体，即GPIb-IX-V 受体（1b/9/5受体），结合vWF，通过vWF与胶原相连，从而使血小板，实现跟胶原（Collagen）的粘附。

同时，活化的血小板会进一步释放活性物质，最重要的是ADP，TXA2等，会招募更多的血小板（recruit more platelets），造成更多血小板产生活化、聚集、从而形成血小板栓子（Platelet plug），（包含少量纤维蛋白原），实现初级止血。

二级止血（Secondary hemostasis）

随着胶原、组织因子的暴露，启动外源性/内源性途径级联反应，大量凝血因子蛋白水解活化，最终导致凝血酶（Thrombin）活化，之后，纤维蛋白原(Fibrinogen) 被活化为纤维蛋白（Fibrin），从单链聚合形双联，并在因子XIII的作用下产生交联（Cross link）形成网状（Mesh），进一步加强血小板栓子的强度。

在二级止血过程中，8-9因子复合物，和10-5因子复合物的生成，需要在血小板表面进行，血小板提供磷脂，作为凝血因子反应的表面 (注：血小板对于凝血酶生成所做的贡献，后文专门详细讲解）。

图1，止血过程（Hemostasis process）

血小板的生成

血小板（Platelet)，也被称为Thrombocyte（来自于希腊语，是血栓细胞、凝血细胞的意思），是血液的一种成分。

血小板没有细胞核，因此不包含DNA，但是含有线粒体，它们是来自于骨髓或肺中的巨核细胞（MK，Megakaryocyte）的细胞质片段，从成熟的巨核细胞（颗粒巨核细胞）脱落进入循环，成为原血小板（Proplatelet），之后成为成熟的血小板（Platelet）。因此，血小板生成的过程，也就是巨核细胞（MK）的成熟过程。

产生巨核细胞的源头细胞，是造血干细胞（HSC, Hemopoietic stem cell）又称多能干细胞 (Multipotent stem cell)，是存在于造血组织中的一群原始造血细胞，是一切血细胞的原始细胞。

在正常骨髓中，HSC多数处于静止期（G0期），当机体需要时，其中一部分分化成熟，另一部分进行分化增殖，以维持造血干细胞的数量相对稳定。造血干细胞进一步分化发育成不同血细胞系的定向干细胞（CSC，Committed stem cell）。

定向干细胞（CSC）进一步分化为各系统的血细胞系，如红细胞系、粒细胞系、单核-吞噬细胞系、巨核细胞系以及淋巴细胞系。

图2. 巨核细胞的分化过程

从造血干细胞，到成熟的巨核细胞的这个过程，存在不同的分化阶段，有很多专业术语，如CFU（Colony forming unit，集落形成单位），BFU（爆式集落形成单位），不同分化阶段，细胞分别有专门的名称，如Megakaryoctye Progenitor(巨核系祖细胞），Promegakaryoblast(幼巨核细胞）, Megakaryoblast（原始巨核细胞）, Promegakaryocyte（前巨核细胞），非常复杂。

另外，同一个细胞分化阶段，也有很多不同的叫法，如巨核母细胞（原巨核母细），又进一步分期，如I期，II期等，对于非血液病专业人士，这些分化阶段的细胞，实在叫人头疼。

因此，对于非血液专业人士，可进行简单划分，从造血干细胞到巨核细胞的发育过程，基本上可以分为4个阶段，即，

1，造血干细胞（HSC）----这是所有血细胞的起源。

2，巨核系祖细胞（MK Progenitor）---这是已经定向，巨核系的祖先。

3，不成熟巨核细胞(Immature MK)---各种分化阶段，还没成熟。

4，成熟巨核细胞(Mature MK)---最终成熟的，可以产生血小板的细胞，呈颗粒状。

注：CFU-MK：巨核细胞集落形成单位（巨核系祖细胞）；BFU-MK是较CFU-MK更不成熟的巨核系祖细胞。

巨核细胞的调控因子（Regulation factors）

骨髓中的多能造血干细胞（HSC），根据接收到的调控信号，定向分化、产生各种类型的血细胞（调控机制）。

血小板生成素（TPO， Thrombopoietin）是调节巨核细胞分化，并生成原（始）血小板（Pro-platelet）的主要信号。其他调控分子信号也包括GM-CSF（粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子）、IL-3、IL-6、IL-11、SDF -1(基质细胞衍生因子-1)、FGF-4（成纤维细胞生长因子-4 ）、EPO（促红细胞生成素）等。

图3. TPO对巨核细胞分化的调节

图4. TPO及其他调控信号分子

巨核细胞的成熟过程，随着内有丝分裂（Endomitosis）同步复制发生，染色体数量增加，细胞质体积增大，而没有细胞分裂。巨核细胞在4N（4倍体）、8N（8倍体）或16N（16倍体）时停止生长，完成分化并成为成熟的巨核细胞（颗粒状巨核细胞），就开始产生血小板。（注：细胞核成倍增长，但是不进行分裂，这就是“巨”核的原因）

颗粒巨核细胞是骨髓中最大的造血细胞。从巨核细胞形成到血小板生成的持续时间约为1周。

血小板的释放种机制

血小板释放有两种机制。

在一种情况下，这些原血小板(Proto-platelet) 会爆炸性分裂成血小板( Explosively to become platelets) 。

另外一种情况，巨核细胞（Megakaryocyte）可能会形成血小板丝状带（Platelet ribbons）进入血管中。这些丝状带是通过伪足（Pseudopodia）形成的，它们能够不断地将血小板释放到血液循环中。

任何一种情况下，这些原血小板(Proto Platelet) 都可以在破裂时产生2000-5000个新的血小板。总的来说，这些新产生的血小板中有2/3将保持在循环中，而1/3将被脾脏隔离( Sequestered by spleen) ，当机体需要时，为快速动员做准备。

图5. 颗粒巨核细胞释放血小板

图片来源：https://www.hematology.org/

图6. 颗粒巨核细胞释放血小板

图片来源：https://www.hematology.org/

给大家提供一段视频，通过活细胞成像显微镜观察血小板（小圆状血细胞）的形成和自发释放。

微信视频预览查看

视频来源：https://www.nanolive.ch/megakaryocytes-platelet-release/

血小板的平均寿命约为8-10天。正常血小板计数为150-400x 109/L。循环中失活状态（Inactivated）的血小板为双凸盘状(Biconvex discoid)或透镜状(lens-shaped) ，最大直径为2-3µm。活化的血小板表面有细胞膜突起（Protrusion）。

图5. 血小板形态图

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Platelet

在染色的血液涂片上，血小板呈深紫色斑点，约为红细胞直径的20%（红细胞直径7～8μm）。涂片用于检查血小板的大小、形状、定性数量和聚集情况。

图6. 血细胞图片

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Platelet

血小板仅在哺乳动物中发现，而在其他脊椎动物（如鸟类、两栖动物）中，血小板作为完整的单核细胞存在于循环中。

巨核细胞系的细胞表达血小板膜糖蛋白，如CD41、CD42、CD31、CD61和VIII因子。（注：血小板被保存在巨核细胞胞质内的内膜内。血小板膜表面的各种糖蛋白，甚至内容物，如vWF，都来自于巨核细胞，随着血小板的脱落，带走了巨核细胞的细胞质和细胞膜的物质）

（完）

关于“肺脏产生血小板”，作为一个独立的话题，下期讲解。

图片来源：https://doi.org/10.1152/physiol.00017.2019

参考文献：略