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凝血知多少‖免疫血栓

 fjgsd 2023-08-13 发布于广东


前言

首先思考一个问题,血管损伤后会面临什么问题?

你可能立刻想到失血,没错,所以对策就是机体启动凝血以止血。

但你想过没,我们处于病原体随时入侵的状态,一旦血管损伤,还要面临病原体瞬间从伤口入侵的危险,而此时免疫细胞可能还来不及集结战斗。细菌一旦进入血流,会迅速播散全身,因此还需要一个策略,如何将细菌困在局部,让免疫细胞的火力集中在最小范围内。

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图1.免疫细胞作战的两种模拟策略(原创图片,引用请注明出处)

完美的解决方案就是免疫血栓,一个能封堵住病原体侵袭的入口,一个能束缚住血流中的入侵者,一个能集中火力团灭入侵者的防御战略。

因此,血栓的形成,不仅仅是封堵住伤口已止血,也是为了防御病原体。如此紧迫的任务,就依靠着最先赶到的血小板和先天免疫细胞(主要是中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞)。血小板和免疫细胞之间的激活相互作用,外加凝血和补体系统,所快速形成的纤维蛋白,建立起了宿主防御的第一道防线——免疫血栓。

免疫血栓

病原体一旦进入机体,我们就面临新的问题——识别它,隔离它、诱捕它、最终杀灭它。完整血管中的凝血和免疫血栓形成是靠血小板、中性粒细胞和单核细胞协同触发。

第一步、识别病原体

1. 单核细胞通过识别病原体相关分子模式(PAMPs)或损伤相关分子模式(DAMPs)后活化。

2. 血小板作为第一批被招募到血管损伤部位的血细胞,不仅会被内皮释放的ADP等激活,也会被PAMPs或DAMPs激活,进而黏附、聚集以及释放多种活性成分。

第二步、隔离、捕获、杀灭病原体

1. 单核细胞

图片图2.单核细胞活化后表达/释放TF,启动外源凝血(原创图片,引用请注明出处

血管内组织因子(TF)大多以功能不活跃状态(加密)存在,需要通过不同的机制激活(TF解密)来增加其促凝功能。

  • 活化单核细胞表面的TF活化

  • 活化单核细胞释放携带微囊泡的TF

血管损伤部位的白细胞(单核细胞)和微囊泡来源的血管内组织因子一旦活化,就可以激活FVII从而启动外源凝血,形成免疫血栓。

2. 血小板

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图3. 血小板通过多种机制促进内外源凝血,参与免疫血栓形成(原创图片,引用请注明出处

  • 活化血小板、内皮细胞或受损细胞分泌蛋白二硫化物异构酶(PDI),激活白细胞和微囊泡来源的血管内TF的激活(TF解密)——PDI-TF轴。
  • 活化血小板分泌的聚磷酸盐(polyP)能为XII提供接触激活表面,在polyP上XII活化,内源凝血启动定位到血管损伤的部位。
  • 活化血小板将细菌和纤维蛋白原(由αIIbβ3整合素介导)捆绑在其表面,通过血小板-细菌的结合实现了通过血小板聚集以包围入侵物。
  • 活化血小板通过释放凝血因子和暴露带负电荷的磷脂(PS)来发挥强大的促凝功能。
  • 在不断生长的凝块中,活化血小板也调节先天免疫细胞的招募和效应功能 。活化血小板释放大量介质,引导先天免疫细胞例如中性粒细胞赶奔赴感染部位,并增强其杀抗菌功能。
  • 在补体系统(C3、C5)协同下,活化血小板通过其表面的p-选择素和中性粒细胞上的p-选择素糖蛋白配体1(PSGL1)相互作用,促进中性粒细胞胞外捕获网(NETs)的形成。

3. 中性粒细胞胞外陷阱(NETs)

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图4. NETs(原创图片,引用请注明出处

有人会问,什么是NETs。

我们都知道,中性粒细胞是个杀戮机器,直接吞噬入侵者。但它还有个杀手锏,就是依靠排出体内的染色质内容物(主要是DNA和组蛋白),形成一个细胞外纤维网络,捕获和杀死病原体,这就是神奇的中性粒细胞胞外陷阱(NETs)。NETs不仅作为中性粒细胞抗菌功能的介质,而且为诱导强促凝反应提供了支架。

  • NETs作为接触激活表面,激活XII直接诱导内源凝血启动。

  • NETs结合的血源性活化组织因子(TF), 启动外源凝血,将凝血定位在感染和炎症部位。

  • NETs固定大量血浆来源的促血栓成分(TF、vWF、纤维连接蛋白、纤维蛋白原),构成了一个敏感的表面。

    NETs 结合的vWF,粘附捕获血小板和白细胞,放大血栓形成。

  • NETs 浓集了许多其自身释放的活性成

   例如组蛋白H3和H4,呈现给血小板toll样受体2(TLR2)和TLR4,反过来促血小板募集、活化,从而促进血栓形成。
   例如一些中性粒细胞酶(如中性粒细胞弹性蛋白酶、髓过氧化物酶),不仅抗菌,还灭活抗凝蛋白(如TFPI、TM),而促进凝血。

瞧,固定在血管损伤和炎症部位的NETs作为促凝平台,不仅形成一个物理网络,在组织损伤部位搭建了临时细胞外基质,为白细胞的粘附和迁移提供绝好支架。而活化白细胞又能增强NETs上凝血激活和纤维蛋白形成。

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图4. 免疫血栓(原创图片,引用请注明出处

现在你明白了,病原体入侵血液会对宿主构成致命威胁。宿主防御系统不仅要产生抗感染的免疫应答,还要通过免疫血栓,封堵局部屏障破裂。在血小板、免疫细胞、补体以及凝血最终形成的纤维蛋白,它们共同组成的局部平台,不仅是临时封堵损伤的基质,还是白细胞黏附迁移的支架。这种局部平台的快速相应,完美的实现了识别、抑制、消灭的整体战略,阻止了病原体组织侵袭和传播,而且依靠免疫血栓形成的局部性以及只在有限的微血管中发生,最大程度的确保了免疫血栓不会严重干扰整体器官灌注。

【小结】

  • 纤维蛋白形成和血小板活化导致血液凝固,即血栓形成。该过程也得到细胞介质(例如中性粒细胞)和分子介质(例如血管内TF)的支持,这些介质与止血基本无关。免疫细胞和血栓形成特异性分子介质诱导微血管的生理性血栓形成,即免疫血栓。

  • 免疫血栓形成的主要细胞驱动因素是血小板和先天免疫细胞(主要是中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞)。血小板和免疫细胞之间的激活相互作用,外加凝血和补体系统,共同构建了一个连接炎症和血栓形成的相互交织的过程。

  • 免疫血栓形成是人类应对病原体入侵血液的一种有效手段。宿主防御系统产生抗感染免疫,并通过免疫血栓封堵局部屏障破裂、封闭血管。免疫血栓中汇聚的多细胞/介质,更有助于病原体识别。有助于抑制组织侵袭和病原体的传播,并降低病原体存活率。

  • 免疫血栓也会犯错!例如在全身感染和随后的脓毒症中,免疫血栓失调所导致的过度炎症以及微循环血栓,最终引起全身凝血功能障碍和多器官功能障碍,导致多器官衰竭。






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