血液中可溶性纖維蛋白與D-二聚體的形成及消除

在正常的止血系統(tǒng)中，血栓具有保護(hù)作用，是受損血管和組織再生的基質(zhì)。為了防止纖溶系統(tǒng)過早破壞血栓，血栓與血流接觸的表面會(huì)被纖維蛋白原（Fg）分子阻斷。傳染病、心血管疾病和腫瘤疾病等病理情況下，止血功能失調(diào)，血栓會(huì)參與疾病進(jìn)程。

可溶性纖維蛋白（SF）是凝血系統(tǒng)激活的主要分子標(biāo)志。SF以纖維蛋白-Fg復(fù)合物和短寡聚體的形式存在，其中desA纖維蛋白分子與因子XIIIa部分共價(jià)交聯(lián)，其粘性末端被纖維蛋白原（Fg）分子阻斷。在微循環(huán)條件下，纖維蛋白寡聚體可以與糖萼（glycocalyx）結(jié)合形成微凝塊。微凝塊表面會(huì)形成谷氨酸纖溶酶原（Glu-Pg）、纖維蛋白和t-PA的三元復(fù)合物，Glu-Pg被t-PA激活形成Glu-纖溶酶，溶解微凝塊，產(chǎn)生D-二聚體（D-Dimer）。D-二聚體是凝血和纖溶過程激活的標(biāo)志，它與血漿中纖維蛋白是各種疾病和手術(shù)中血栓并發(fā)癥的重要預(yù)測(cè)標(biāo)志物。

1.凝血與纖溶系統(tǒng)

止血系統(tǒng)的統(tǒng)一模型是凝血細(xì)胞和蛋白質(zhì)因子參與血凝塊的形成、溶解（圖1）。止血系統(tǒng)的基礎(chǔ)是凝血系統(tǒng)和纖溶系統(tǒng)。凝血系統(tǒng)包括多種血漿蛋白，如凝血因子、抑制劑以及血小板。纖溶系統(tǒng)包括Glu-Pg、t-PA酶原、α2-抗纖溶酶（α2-AP）和纖溶酶原激活抑制劑-1（PAI-1），負(fù)責(zé)清除血管壁上的纖維蛋白沉積物和血漿中的微凝塊，在功能上與凝血系統(tǒng)相關(guān)。人們認(rèn)為，凝血和纖溶解過程存在平衡（圖2）。然而，實(shí)踐表明，大多數(shù)與血栓形成和出血有關(guān)的病癥可以通過糾正凝血系統(tǒng)紊亂而治愈，無需調(diào)節(jié)纖溶功能。此外，凝血和纖溶的激活是依次發(fā)生的，因此在心臟病發(fā)作、血栓栓塞和中風(fēng)的情況下內(nèi)源性纖溶系統(tǒng)的效果并不理想，即使延遲3小時(shí)使用超高濃度的纖溶藥物（t-PA）也是無效的。

圖1. 凝血激活、纖溶及蛋白C系統(tǒng)中的分子相互作用

注：Fg-纖維蛋白原；FXIII：纖維蛋白穩(wěn)定因子XIII；FXIIIа：纖維蛋白穩(wěn)定因子XIII的活化形式；PС：蛋白C；APC：活化蛋白C；FpA：纖維蛋白肽A；FpB：纖維蛋白肽B；desAf：纖維蛋白desA；desABf：纖維蛋白desAB；complex Fg-（desAn）-Fg：纖維蛋白原與纖維蛋白低聚物復(fù)合物；SF：可溶性纖維蛋白；desA desAB μclot ：纖維蛋白desA和desAB凝塊通過FXIIIa交聯(lián)為毛細(xì)血管中的微凝塊；α2-AP：α2-抗纖溶酶；PAI-1：I型纖溶酶原激活抑制劑；Glu-Pg：谷氨酸纖溶酶原；Glu-Pm：谷氨酸纖溶酶；HMWFDP：高分子量纖維蛋白降解產(chǎn)物；DD：D-二聚體；DDE：D-二聚體和E1片段的復(fù)合物；Е3：具有BβN結(jié)構(gòu)域的E片段纖溶酶降解產(chǎn)物。

圖2. 凝血及纖溶之間的平衡

2.纖維蛋白原（Fg）和可溶性纖維蛋白（SF）

2.1 Fg與SF的形成

血管和身體組織受損時(shí)產(chǎn)生的纖維蛋白形式與各種疾病時(shí)產(chǎn)生的纖維蛋白形式有顯著差異。前者凝血酶在血管受損區(qū)域局部激活率高，血小板被激活，F(xiàn)g迅速轉(zhuǎn)化為desAB纖維蛋白網(wǎng)，局部強(qiáng)化血栓，封閉受損部位。在疾病狀態(tài)下，特別是初期，凝血酶在全身緩慢地被激活，在以亞摩爾和納摩爾濃度形成，導(dǎo)致Fg轉(zhuǎn)化為極低濃度的desA纖維蛋白，高濃度Fg抑制desA纖維蛋白形成凝塊，而是形成短纖維蛋白desA原纖維與Fg的復(fù)合物（稱為SF）。病理狀態(tài)下，SF可能會(huì)產(chǎn)生血栓。因此，血漿SF水平是止血系統(tǒng)狀態(tài)的重要診斷指標(biāo)，反映了止血系統(tǒng)病理過程的參與程度。

組成SF的纖維蛋白desA寡聚體由少于16個(gè)單體，通過A:a和C:c聚合位點(diǎn)相互作用形成。寡聚體的每條鏈沿γ鏈的C端與相鄰纖維蛋白分子的D區(qū)通過FXIIIa部分交聯(lián)。寡聚體的“粘性”末端與Fg分子結(jié)合，以終止進(jìn)一步的伸長(zhǎng)，并形成原纖維及微凝塊。值得注意的是纖維蛋白desA寡聚體可以結(jié)合Glu-Pg和t-PA；但無法激活Glu-Pg，發(fā)生進(jìn)一步降解。

2.2 Fg與SF的區(qū)別

SF寡聚體的結(jié)構(gòu)與聚合纖維蛋白的原纖維結(jié)構(gòu)有很大不同：
1）Fg濃度大大超過desA纖維蛋白濃度；
2）desA纖維蛋白分子中不存在B聚合位點(diǎn)；
3）desA纖維蛋白分子中存在αC區(qū)與BβN結(jié)構(gòu)域的復(fù)合物。

2.3 Fg與SF的降解機(jī)制

原纖維和SF寡聚體的結(jié)構(gòu)在體外降解的機(jī)制是相似的：首先，Glu-Pm裂解αC區(qū)，然后裂解分子E區(qū)BβN結(jié)構(gòu)域的1-42片段。之后，它在鉸鏈區(qū)依次裂解分子的α、β和γ鏈，從而形成終產(chǎn)物：D-二聚體、D和E3聚合纖維蛋白片段。僅8%的Fg分子中存在γ鏈，因此Fg形成的D-二聚體的濃度低于SF的濃度。

3.D-二聚體的形成

研究發(fā)現(xiàn)SF（正常條件下為3μg/mL，病理?xiàng)l件下為10-100μg/mL）和D-二聚體（正常條件下為0.05μg/mL，病理?xiàng)l件下為1-5μg/mL）的濃度差異很大，且不存在相關(guān)性。這表明SF和D-二聚體存在不同的調(diào)節(jié)機(jī)制。從理論上講，D-二聚體可以來自被降解的SF。然而，研究發(fā)現(xiàn)：低聚形式的SF并不能活化Glu-Pg，必須先轉(zhuǎn)化成微凝塊（在微循環(huán)系統(tǒng)血管中形成），才能作為D-二聚體的來源。

在凝塊中，谷氨酸纖溶酶分離出αC區(qū)后，裂解纖維蛋白分子鉸鏈區(qū)的α、β和γ鏈，形成大片段聚合物纖維蛋白和最終產(chǎn)物DDE。DDE是D-二聚體的前體，DDE中E區(qū)B（β）N結(jié)構(gòu)域的1-42個(gè)多肽片段進(jìn)一步裂解，使復(fù)合物最終分解成D-二聚體和E3片段。

圖3. SF、凝塊和聚合纖維片段的形成、溶解及去除方式

注：desAf：纖維蛋白desA；desABf：纖維蛋白desAB；SF：可溶性纖維蛋白；Fg：纖維蛋白原；FXIIIа：纖維蛋白穩(wěn)定因子XIII的活化形式；SF(c-l-desAf)?noligomers：可溶性纖維蛋白交聯(lián)desA寡聚體；complexes Fg-(fdesAn)-Fg：纖維蛋白原與纖維蛋白desA寡聚體復(fù)合物；c-l-desABf clot：血漿中循環(huán)的由FXIIIa交聯(lián)的纖維蛋白desAB凝塊；desAf μclot：由FXIIIa交聯(lián)的纖維蛋白desA凝塊作為毛細(xì)血管中的微凝塊；HMWFDP：高分子量纖維蛋白降解產(chǎn)物；DDE：D-二聚體和E1片段的復(fù)合物；Е3：帶有BβN結(jié)構(gòu)域的E片段被纖溶酶降解后的產(chǎn)物；Glu-Pg：谷氨酸纖溶酶原；Glu-Pm：谷氨酸纖溶酶；t-PA：組織型纖溶酶原激活劑。

圖4. FXIIIa聚合纖維蛋白非交聯(lián)和交聯(lián)纖維蛋白凝塊的形成及降解

注：Oligomeric SF：低聚可溶性纖維蛋白；μclot c-l：毛細(xì)血管中FXIIIa交聯(lián)的微凝塊；desAf： 纖維蛋白desA；desABf：纖維蛋白desAB；t-PA：組織型纖溶酶原激活劑；Glu-Pg：谷氨酸纖溶酶原；Glu-Pm：谷氨酸纖溶酶。

4.SF與D-Dimer的臨床意義

止血系統(tǒng)狀態(tài)標(biāo)志物的形成和消除存在不同的調(diào)節(jié)機(jī)制。作為血漿凝血和纖溶系統(tǒng)激活的指標(biāo)，SF和D-二聚體的濃度存在顯著差異，且沒有相關(guān)性。SF參數(shù)提示了SF形成和激活凝血酶原轉(zhuǎn)化的血液因子的早期表現(xiàn)。SF水平的穩(wěn)定升高表明患者體內(nèi)存在病理位點(diǎn)，需要進(jìn)一步檢查。D-二聚體參數(shù)則提示了導(dǎo)致血凝塊形成的疾病進(jìn)展，有助于早期預(yù)防性抗凝治療。

5.結(jié)論

SF是凝血系統(tǒng)激活的標(biāo)志物，寡聚形式的SF只有先轉(zhuǎn)化為微凝塊才能作為D-二聚體的來源。而D-二聚體是心血管系統(tǒng)中存在交聯(lián)纖維蛋白沉積物的證據(jù)，以及纖溶系統(tǒng)破壞纖維蛋白沉積物的標(biāo)志物，兩者在功能上是相互關(guān)聯(lián)的。此外，組織損傷期間和疾病期間纖維蛋白形成的機(jī)制明顯不同。在組織損傷情況下，纖維蛋白在局部形成，并導(dǎo)致血栓形成；而在疾病情況下，F(xiàn)g向纖維蛋白的轉(zhuǎn)化在全身發(fā)生。全身纖維蛋白的形成使血漿中SF水平高于正常水平，這可能與其他病理因素一起造成血管內(nèi)凝血的危險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

Udovenko A, Makogonenko Y, Korolova D, et al. Formation and elimination of soluble fibrin and D-dimer in the bloodstream[J]. Croat Med J, 2023, 64(6): 421-429.?

相關(guān)產(chǎn)品

相關(guān)閱讀