肝素耐药的临床观点与管理策略

2021
11/24

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古麻今醉
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耐药被定义为对标准治疗剂量的药物缺乏预期反应或因靶细胞的生物学变化而产生的抵抗,如抗生素耐药性。

梅杰、顾珏、曹佳翻译;董榕评述  

上海交通大学医学院附属瑞金医院

北部院区麻醉科

 


耐药被定义为对标准治疗剂量的药物缺乏预期反应或因靶细胞的生物学变化而产生的抵抗,如抗生素耐药性。肝素耐药这一概念暂时没有得到很好的理解和定义,目前大家普遍认可的肝素耐药的定义是即使在使用了足够剂量的肝素情况下,仍未能达到指定的抗凝水平。肝素耐药通常是指对普通肝素的给药剂量进行评估和调整所产生的影响,而不是低分子肝素,低分子肝素通常不在实验室进行常规检测。在住院患者中很少使用肝素,但据报道,在具有血栓形成较高风险的 2019 型冠状病毒 (Covid-19) 重症患者中出现了肝素耐药。这篇发表于《The New England Journal of Medicine》的综述提供了肝素耐药性临床特点总结和潜在管理策略。 

 

凝血抑制

肝素是一种从猪小肠中分离出来的带负电的硫酸化氨基葡聚糖,储存在肥大细胞颗粒中。普通肝素是链长在300030000道尔顿(平均15000道尔顿)之间的聚合物混合物,而通过普通肝素纯化所得的低分子肝素具有35005000道尔顿的分子量和更均匀的聚合物体积。肝素聚合物与抗凝血酶结合,从而加速抗凝血酶与凝血酶或抗凝血酶与凝血因子Xa之间的相互作用,这两种相互作用均可抑制血栓形成的活性。普通肝素和低分子量肝素的特定五糖序列与抗凝血酶结合并能抑制凝血因子 Xa,但抑制凝血酶需要更长的、含有 18 个或更多多糖单元的普通肝素聚合物。尽管低分子肝素可以抑制凝血酶,但它优先抑制凝血因子Xa。普通肝素也抑制因子Xa,但其对凝血酶有压倒性影响。低分子肝素和普通肝素之间的分子量差异影响了每种肝素的作用机制,并解释了其作用效果上的差异以及可能产生的耐药性的影响(图1)。尽管普通肝素的药效学效应在个体间的差异比低分子肝素大,但因其半衰期短和具有被鱼精蛋白的快速逆转,在需要精确控制抗凝时作为首选抗凝剂,如危重病人的体外循环或使用体外膜肺氧合( extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)患者的体外回路。 

 
1:抗凝剂靶点在凝血途径中的位置  

任何类型的肝素与抗凝血酶结合都需要特定的五糖序列(五糖)。低分子肝素首先结合抗凝血酶,增强其活性。当它与抗凝血酶形成复合物时,普通肝素和低分子肝素均可抑制因子Xa然而,在普通制剂中发现的较长的多糖链抑制凝血酶所必需的;长肝素链必须结合抗凝血酶和凝血酶以抑制凝血酶活性。低分子量肝素主要以 2:1 4:1 的比例抑制因子 Xa,这取决于给定制剂中链长的组成;低分子肝素制剂中存在的一些较长链可以与抗凝血酶和凝血酶结合,从而抑制凝血酶。普通肝素对因子Xa活性有一定的抑制作用,但其主要作用是抑制凝血酶。磺达肝素钠是一种合成分子,含有特定的五糖序列;它也通过抗凝血酶发挥作用,但其1720小时的长半衰期以及对肾脏清除的依赖性使得它难以用于危重住院患者。肠外直接凝血酶抑制剂可直接抑制凝血酶而不依赖于抗凝血酶,包括阿加曲班和比伐卢定。

肝素耐药性的鉴定

肝素耐药通常被定义为需要高剂量的肝素以达到抗凝目标,但其阈值剂量尚未明确定义。由于对适当的靶点水平和衡量肝素疗效的最佳方法缺乏共识,识别肝素耐药性变得更加复杂。一个已报道的定义表明,每天需要超过35000 U才能实现抗凝,这就构成了肝素耐药,但抗凝的目标水平尚未明确。在接受体外循环的患者中,经常使用的肝素耐药的定义是需要超过500 U/Kg的剂量才能达到400480秒的活化凝血时间。肝素耐药性的确定取决于所使用的实验室测试、抗凝目标的程度以及所使用的耐药性定义。基于凝血的分析和显色分析是用于监测普通肝素抗凝作用的两种功能实验室测试的主要类型 (表1)。

 

诊断性试验

功能分析

用于监测肝素抗凝作用的功能分析是测量体外血栓形成的速度。最常用的检测方法是基于血浆的活化部分凝血活酶时间(aPTT)。另一种功能测定是基于全血的活化凝血时间,广泛用于介入手术中的即时监测,例如经皮冠状动脉介入治疗和体外循环。大多数以凝血为基础的自动化分析是通过不同的测定方法,特别是床旁实验,对形成的血栓进行机械检测而发展起来的。

活化部分凝血活酶时间

当静脉注射0.2 - 0.8 IU / ml的肝素以达到治疗或预防血栓形成的目的时,aPTT用于监测普通肝素抗凝。急性冠脉综合征患者和静脉血栓栓塞患者的治疗范围是不同的。枸橼酸化患者的血浆重新钙化,添加磷脂,然后将样品与接触催化剂(高岭土、微粉化二氧化硅或鞣花酸)一起培养。从再钙化到血栓形成的时间以秒为单位。目前使用的大多数aPTT检测都依赖于光密度来检测纤维蛋白凝块的形成。不同实验室的结果可能因用于测定aPTT的试剂不同而不同,包括是否添加磷脂成分。以非线性或对数线性方式对侵入性手术中使用的高肝素水平作出反应,发现aPTT稳定在高肝素水平。在临床实践中,aPTT的实质性变化仅与肝素水平的微小变化相关,特别是当患者的促凝因子(如因子VIII和纤维蛋白原)水平存在差异,如急性炎症性疾病期间所发现的。因子VIII水平升高的患者的aPTT缩短并不一定意味着对普通肝素失去抗凝作用。

活化凝血时间

活化凝血时间是对LeeWhite凝血时间的修改,在全血中添加了催化剂,如硅藻土、高岭土或玻璃珠,通过激活接触系统来加速体外凝血。与aPTT不同,活化凝血时间对高肝素水平(15 IU/ml)具有一定的敏感性,呈线性相关,因此可用于体外循环和其他使用高剂量肝素的介入性手术期间的患者监测。若干患者相关变量(例如,获得性或先天性缺乏以及抗磷脂抗体等抑制剂的使用等)和几个程序相关变量(例如,体外循环术后低温与血液稀释)可以延长活化凝血时间,而与肝素的作用无关。

显色分析

显色分析使用被激活因子分解的合成化学底物。在显色抗Xa因子分析中,将柠檬酸化的患者血浆添加到过量的因子Xa中;由于抑制因子Xa抗凝剂的存在将降低其活性,产生与抗凝剂水平成反比的结果。抗Xa因子显色分析越来越多地用于监测普通肝素,因为这些分析仅反映血浆肝素水平,不受影响aPTT的变量(如因子VIII水平升高)的影响。抗Xa因子是一种定量分析方法,用于在aPTT使用的临床范围内监测普通肝素的活性。一些肝素显色分析增加了过量的外源性抗凝血酶,这可能会阻碍低抗凝血酶水平患者对肝素的耐药性鉴定。抗Xa因子分析通常用于当aPTT的标准功能分析不准确或有误导性时监测肝素,如先天性或获得性因子缺乏、弥散性血管内凝血病或抗磷脂抗体患者。

耐药机制

肝素耐药原因的确定基于实验室和临床数据。多种机制导致耐药,并与普通肝素的特异性和患者特异性因素相结合有关。

 

非特异性结合

带负电荷的强肝素分子与许多蛋白质结合,包括血小板因子 4、富含组氨酸的糖蛋白、脂蛋白、血管性血友病因子、因子 VIII 和纤维蛋白原,以及单核细胞、内皮细胞、生长因子和非内皮表面,包括静脉通路和体外循环通路(表2)。较长的普通肝素聚合物有助于与这些物质结合,并使患者产生反应和剂量需求的广泛变化,而较短的低分子量肝素链则没有这种变化。

抗凝血酶缺乏

由后天原因引起的抗凝血酶(以前称为抗凝血酶III)缺乏是肝素抵抗的常见原因。许多疾病状态或其治疗与抗凝血酶水平降低有关,包括肝病、败血症、急性弥散性血管内凝血、急性白血病患者使用天冬酰胺酶以及体外循环或使用ECMO。更换建议是基于专家共识,因为迄今为止还没有研究评估肝素抗凝活性所需的最低抗凝血酶水平。肝素本身会导致抗凝血酶活性降低,这种效果主要见于普通肝素而非低分子肝素。在接受体外循环并使用大剂量肝素的患者中,补充纯化的或重组的抗凝血酶已在几个临床试验中有效地恢复对肝素的反应性。抗凝血酶补充还可以改善抗凝血酶测定的结果,尤其是活化凝血时间,并且通常可以减少肝素剂量,这使得补充抗凝血酶成为心脏手术中常用的方法。遗传性抗凝血酶缺乏症患者也可能存在肝素抵抗的风险,但尚未对这些患者补充抗凝血酶的效果进行类似的评估。

血小板相互作用

肝素可与血小板结合,在血小板输注后短暂降低血小板计数。应用普通肝素也可以激活血小板并释放血小板因子4,这是一种已知的肝素结合蛋白。

它还可以引起抗体形成和血小板减少,这本身就是肝素耐药性的一个已知解释。抗血小板药物的使用会影响全血凝血试验,包括激活凝血时间,导致对肝素的反应性增加,而使血小板快速激活的药物或条件可降低试验对肝素的反应,特别是在接受体外循环的患者中。血小板活性不影响aPTT或抗Xa因子水平。

凝血因子水平升高

Covid-19和其他急性炎症状态的患者中, VIII 因子和纤维蛋白原水平的增加会缩短 aPTT,并且需要增加普通肝素的剂量以达到目标 aPTT这表明产生肝素耐药。凝血因子水平的增加不影响抗Xa因子分析。

Andexanet AlfaXa因子抑制剂拮抗剂)

作为诱导因素,Andexanet Alfa逆转了直接因子Xa抑制剂和间接抗凝剂磺达肝素钠、低分子肝素和普通肝素的抗凝作用。许多报告指出,接受心脏手术的患者接受 andexanet alfa 治疗以逆转阿哌沙班或利伐沙班的作用,需要过量的普通肝素才能达到目标抗凝水平,这揭示了肝素耐药的新潜在原因。

Covid-19

Covid-19相关的高凝状态增加了绝大多数住院患者对普通肝素的使用,特别是重症监护病房的患者,以预防和治疗血栓性事件,包括透析和ECMO回路中发生的凝血。因Covid-19引起的不同疾病阶段患者中,预防血栓形成和不良后果所需的肝素剂量尚不清楚,正在随机试验中积极研究。肝素使用的增加促使人们重新审视肝素耐药的问题。与过去H1N1流感等其他类型感染发生的情况一样,多种因素导致了与Covid-19相关的血栓性并发症,并可能导致肝素耐药性; 这些因素包括内皮损伤时升高的因子VIII、纤维蛋白原、血管性血友病因子和抗磷脂抗体。

试验和治疗

凝血试验

如果担心肝素耐药,那么抗Xa因子可用于测量肝素水平。如果抗Xa因子水平较低,则应增加普通肝素的剂量,达到0.3-0.7 IU/ml的标准目标。虽然对于aPTT或抗Xa因子是监测普通肝素水平的最佳反馈这一问题存在争议,但在Covid-19患者中,抗Xa因子可能更准确地反映普通肝素活性,特别是在那些有大量炎症、纤维蛋白原和VIII因子水平升高的患者,那些由于抗磷脂抗体的存在而基线aPTT升高的患者,或者那些发生弥散性血管内凝血的患者。

抗凝血酶补充

抗凝血酶水平低可能导致肝素抵抗,而预先存在的肝素给药可降低循环抗凝血酶水平。然而,缺乏数据来支持心脏手术外补充抗凝血酶的临床益处。在一项涉及Covid-19患者的小型研究中,未观察到低抗凝血酶水平。

直接凝血酶抑制剂

直接凝血酶抑制剂阿加曲班和比伐卢定主要用于肝素引起的血小板减少症患者,尤其是需要经皮介入或ECMO时。这些药物直接抑制凝血酶而不需要抗凝血酶,并且经常用于危重患者,包括Covid-19的患者。这两种药物传统上通过aPTT或活化凝血时间进行监测,并且越来越多地用于ICU中的Covid-19患者。尽管直接凝血酶抑制剂作用于因子VIII从而抑制血栓形成,但纤维蛋白原水平升高可能会影响aPTT监测直接凝血酶抑制剂的使用,正如其用于监测普通肝素一样;遗憾的是,目前还没有批准其他的直接静脉注射凝血酶抑制剂的监测方法用于临床。

 
 
述评  

肝素耐药,即当给特定剂量的肝素时aPTT 未达到预期时间。在Covid-19患者和其他急性感染患者中,功能血凝块测定和显色法、抗Xa因子测定结果经常出现明显不一致,这是由于VIII因子和纤维蛋白原水平升高导致aPTT缩短。然而,普通肝素也可以与炎症状态下释放的其他急性期生物分子结合,从而中和其作用,导致需要增加肝素剂量来实现抗凝。通过使用功能和定量测试,可以评估对普通肝素的临床反应,以确定肝素循环水平,作为肝素耐药情况的管理策略的一部分。目前Covid-19在仍在全球蔓延,秋冬季节我国散发病例也此起彼伏,我们要了解国外同行探索的经验,为可能发生突发事件做最好的准备。

梅杰、顾珏、曹佳 编译

董榕 评述  
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关键词:
肝素,患者,普通,凝血,水平

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