脓毒症相关弥散性血管内凝血的病理生理学、诊断和治疗
背景：国际血栓与止血学会( ISTH )于2001年发布了显性弥散性血管内凝血( DIC )诊断标准。自此，DIC被理解为终末期消耗性凝血病，而非治疗靶点。然而，DIC不仅仅是一种失代偿性凝血障碍，还包括凝血过程中全身性激活的早期阶段。因此，ISTH最近发布了脓毒症诱导的凝血病( sepsis-induced coagulationopathy，SIC )标准，可以用容易获得的生物标志物诊断凝血病的代偿期。
主要内容：尽管由于各种危重情况脓毒症是最常见的潜在疾病，但DIC是基于实验室的诊断。脓毒症相关DIC的病理生理学是多因素的，除了凝血激活和纤溶抑制外，多种炎症反应由活化的白细胞、血小板和血管内皮细胞启动，是血栓炎症的一部分。虽然ISTH制定了明确的DIC诊断标准，以诊断DIC的晚期阶段，但为了潜在的治疗考虑，还需要额外的标准来检测DIC的早期阶段。据此，ISTH于2019年引入了SIC标准，该标准使用简便，仅需血小板计数、凝血酶原时间-国际标准化比值和序贯器官衰竭评估评分。SIC评分可用于评估疾病严重程度和确定潜在治疗干预的时机。治疗脓毒症相关DIC的主要缺点之一是缺乏治疗基础感染以外的特异性治疗方法。迄今为止的临床试验由于纳入了非凝血病患者而失败。尽管如此，除控制感染外，抗凝治疗仍将是脓毒症相关DIC的治疗选择。因此，肝素、抗凝血酶和重组血栓调节蛋白的有效性有待进一步证实。
结论：因此，有必要针对脓毒症相关DIC制定新的治疗策略，改善预后。因此，我们推荐使用SIC评分系统进行DIC的筛查和监测。
关键词：败血症、弥散性血管内凝血、凝血病、内皮细胞、抗凝血酶、血栓调节蛋白
引言：止血是机体对各种病理生理损伤的基本防御机制，在急性损伤和危重患者中临床表现为宏观和微观血栓形成。虽然在某些情况下止血反应是有益的，但过度的血栓炎症也会诱发组织循环不良，并导致随后的器官功能障碍。伴有或不伴有消耗性凝血病的全身性高凝经常发生在重大组织损伤后，根据实验室弥散性血管内凝血(DIC)诊断标准，患者在临床上被诊断为DIC。DIC的病理生理、表型表达和治疗因其潜在的致病疾病而有很大差异。然而，脓毒症是DIC最常见和危及生命的原因，通常表现为血栓性DIC。这种类型的DIC常伴有器官功能障碍，出血事件较少发生。凝血状态根据潜在疾病的进展动态变化。脓毒症相关的DIC是一种动态状态，从凝血功能障碍开始，可发展为脓毒症诱导的凝血功能障碍(SIC)，最后发展为失代偿性凝血功能障碍(显性DIC)(图1)。代偿性DIC需要抗凝治疗，失代偿期可能需要额外的治疗方式，如补充治疗。脓毒症相关DIC管理的最新进展包括基于现成临床信息的早期诊断标准的制定和潜在有效抗凝剂的使用。本文将重点讨论脓毒症相关DIC的诊断、管理和未来展望。
脓毒症相关DIC的病理生理学
单核/巨噬细胞是入侵病原体和吞噬细胞病原体的一线应答者，它们通过感知特定的分子模式来检测细菌，并引发促炎和促凝反应来诱捕和定位细菌。作为模式识别受体，单核/巨噬细胞表达T细胞样受体(TLRs)、fc γ-受体和G蛋白偶联受体，检测病原体相关分子模式(PAMPs)，随后整合先天免疫系统和凝血系统。TLRs不仅能与PAMPs发生反应，还能转导宿主源性应激分子的结合信号，即损伤相关分子模式(DAMPs)，从而启动炎症和凝血的恶性循环。单核/巨噬细胞在随后的多步信号转导后，产生促炎细胞因子和趋化因子，激活中性粒细胞，上调细胞膜上组织因子(TF)和磷脂酰丝氨酸(PS)的表达。TF和PS启动外源性和内源性凝血级联，促进血栓形成前反应。活化的中性粒细胞利用蛋白酶、活性氧杀死病原体，释放中性粒细胞胞外陷阱(NETs)，并通过细胞死亡机制进一步传播炎症。调亡、坏死、NETosis和坏死是典型的细胞死亡方式，通过释放DAMPs和其他细胞毒性物质增加炎症和凝血。血小板还通过表达粘附分子，释放血小板因子4 (PF4)、血管性血友病因子(VWF)和促凝微泡等颗粒成分，参与宿主防御，形成血栓。这些反应导致血管内微血栓形成(免疫血栓形成)以保护宿主免受感染(图2)。单核细胞、中性粒细胞、血小板和内皮细胞也表达蛋白酶活化受体-1 (PAR-1)，凝血酶通过与PAR-1结合而上调促炎和促凝反应。
脓毒症相关DIC的诊断
DIC被定义为凝血的全身激活，而不是消耗性凝血病，但许多医生认为DIC是一种失代偿性凝血障碍，这可能是由于2001年国际血栓和止血学会（ISTH）对显性DIC标准的定义，该标准被定义为血小板减少症、凝血酶原时间（PT）显著延长，纤维蛋白相关标志物的中度或强烈增加和/或纤维蛋白原水平降低。它还不为人所知，但ISTH也定义了由敏感和特异性分子标记物确定的非显性DIC诊断标准，包括抗凝血酶、蛋白C或凝血酶-抗凝血酶（TAT）复合物。然而，许多患者独立于非显性DIC发展为显性DIC。此外，由于分子标记物在临床上不常用，因此不适合用于诊断非显性DIC。
尽管存在这些经典的定义和标准，但仍需要建立新的DIC诊断标准来确定潜在的治疗靶点。因此，日本急性医学会（JAAM）在2006年通过使用现成的实验室测试和临床数据发布了其补偿DIC标准。然而，在败血症定义更新为sepsis-3后，JAAM DIC标准变得过时，因为JAAM DIC的标准包括全身炎症反应综合征（SIRS）评分。2017年引入SIC标准来诊断败血症的早发DIC。SIC标准由脓毒症（器官衰竭感染[连续器官衰竭评估（SOFA）评分增加]）和凝血障碍（血小板计数减少和PT国际标准化比值延长[INR]）的存在来定义（表1）。血小板计数和PT-INR的测量是常规临床测试，SOFA评分是一种易于计算的临床评分，用于评估败血症的严重程度。根据日本一项大型研究报告，抗凝治疗对高死亡风险的凝血性脓毒症患者的疗效，脓毒症病人DIC的筛查很重要。在额外的临床报告之后，SIC诊断标准得到了ISTH DIC科学标准化委员会（SSC）的批准。SIC标准的临床相关重要性在于其简单性和促进抗凝治疗时机的能力。JAAM DIC标准在日本被广泛用于败血症相关DIC的诊断。要说SIC评分优于JAAM DIC评分，我们必须显示出基于SIC诊断的治疗效果优于基于JAAM DIC诊断的治疗结果。然而，这样的研究还没有完成。但是，SIC标准比JAAM DIC标准更简单，成本更低，因此更适合监测。此外，SIC已被证明随着疾病进展直接持续到显性DIC。SIC标准是专门为败血症相关DIC设计的。同样，确定潜在的疾病特异性考虑因素可以让我们制定简单更好的标准；我们认为这种方法应该扩展到DIC的其他领域，即血液学DIC和癌症诱导的DIC。
脓毒症相关DIC的患病率和死亡率
在脓毒症中，DIC的患病率因目标队列和诊断标准而不同，但DIC患者的死亡率总是高于非DIC患者。Gando等人检测了脓毒症患者（脓毒症-1）中显性DIC和日本急诊医学会诊断DIC（JAAM DIC）的发病率和死亡率，报道他们分别为18.1% vs. 46.8%和38.1% vs. 38.4%。另一项回顾性队列研究检测了1892例脓毒症（Sepsis-1）患者显性DIC、JAAM DIC和脓毒症性凝血病（SIC）的患病率和死亡率，报告称分别为29.3%和38.4%、61.4%和33.9%、60.8%和32.5%。来自296名受试者的脓毒症-3队列数据报告了显性DIC、修饰JAAM DIC（SIRS评分被抗凝血酶活性取代），SIC的流行程度分别为22.6%、43.2%和56.1%，28天死亡率分别为55.2%、47.7%和44.0%。这些数据表明，基于不同的诊断评分系统DIC患病率不同，但无论诊断标准如何，脓毒症相关DIC的死亡率都超过了30%。诊断DIC的主要目的不是为了预测结果，而是决定开始干预的时间，因为DIC患者与非DIC患者相比有更高的死亡率。值得注意的是，最近的研究支持了抗凝治疗对凝血功能障碍/DIC和疾病严重程度高的患者更有效的观点。此外，JAAM DIC和SIC评分反映了疾病的严重程度，并报道了评分与死亡率之间的关系 . Lu et al . 对9432例脓毒症患者进行SIC评分，SIC患者28天死亡率为34 %，非SIC患者28天死亡率为25 %。他们还报道了SIC的存在是28天死亡率的独立危险因素，调整后的OR值即优势比为1.52 ( 95 %可信区间[ CI ] : 1.39 ~ 1.67)。
SIC评分系统的性能
通过评估诊断标准在区分死亡高危患者方面的表现，检验了诊断标准的实用性。Wang等比较了各种DIC诊断标准的表现，包括SIC、修改的jaam DIC、简化的日本血栓和止血学会DIC和公开的DIC标准在预测28天死亡率方面的表现，并报道了曲线下面积(AUC)在诊断标准之间没有差异(AUC在0.730和0.763之间);然而，SIC是其中最简单的标准，与死亡的比值比最高，为5.218 (95% CI: 2.878 ~ 9.459, P < 0.001)，这是有影响的。作为一种类似于SIC评分的筛选测试，期望表现是当SIC为负时否认死亡的能力。从这个意义上说，SIC患者28天死亡率的负预测值也最高，为86.9%。多个研究也证实了类似的结果，并且有报道称SIC评分与疾病的严重程度相关。
诊断DIC的主要目的不是鉴别死亡风险高的脓毒症患者，而是鉴别可能从抗凝治疗中获益的患者。邹等回顾性评估了6646例脓毒症患者，并报道了肝素治疗与SIC患者较低死亡率之间的相关性(风险比[HR]: 0.74, 95% CI: 0.65 ~ 0.85)。相比之下，没有SIC的患者没有观察到这种关联(HR: 0.95, 95% CI: 0.64 ~ 1.40)。Peng等在其回顾性研究中也考察了肝素对脓毒症患者的影响，认为SIC患者可能是肝素治疗的良好候选者。在他们的研究中，大多数显性DIC患者被诊断为SIC，并且大多数显性DIC患者之前都被诊断为SIC。因此，SIC先于显性DIC，患者随着疾病进展从SIC发展到显性DIC。
SIC标准的一个限制是误诊类似DIC的疾病的风险，这可能并不小，因为只包括两种凝血生物标志物。例如，血栓性血小板减少性紫癜(TTP)和非典型溶血性尿毒症综合征(aHUS)等血栓性微血管病(TMA)疾病，以及肝素诱导的血小板减少症(HIT)与SIC的区别就不容易区分。为了支持准确的诊断，ISTH DIC SSC提供了一个有助于系统鉴别诊断的流程图。虽然PT-INR的延长是温和的，TMA疾病通常有明显的血小板减少症，并获得足够的分数。
虽然PT - INR的延长是轻微的，但TMA紊乱通常具有显著的血小板减少并达到足够的评分。血小板计数的下降更为显著，TTP、aHUS和HIT的PT变化较轻，血小板计数和PT的平衡有助于分化。此外，作为内皮损伤的生物标志物，抗凝血酶活性在SIC和DIC中显著降低，但通常在TMA中保持，有助于区分。已知抗凝血酶水平在DIC的早期阶段降低。Jackson Chornenki等人报道，血小板计数和PT-INR结合抗凝血酶活性可以识别败血症患者的早期DIC。尽管发病率不高，但这些类似DIC的疾病的鉴别诊断至关重要，因为如果治疗不当，死亡率会相当高。
我们应该如何治疗败血症相关DIC？
基础疾病的治疗在DIC中是至关重要的，但对于败血症相关的DIC，对持续的组织灌注不良进行额外治疗在临床管理中是关键。然而，除了抗生素和源头控制外，几乎没有证据支持抗凝治疗的疗效。尽管在大规模随机对照试验中对几种抗凝剂进行了研究，但目前还没有抗凝剂显示出疗效。潜在的原因包括败血症临床表现的可变性，但如前所述，抗凝治疗应仅考虑患有凝血障碍的患者，最值得注意的是，最佳靶点是具有高疾病严重程度的败血症相关DIC。
肝素
由于多种原因，肝素通常用于败血症患者。然而，没有一项大型随机对照研究单独检查肝素治疗败血症相关DIC。最近的一项meta分析报告称，普通肝素可以降低败血症的死亡率，尤其是在严重程度较高的患者中。然而，研究人群并不局限于凝血障碍/DIC患者。另一项关于DIC中肝素的系统综述受到了限制，因为在8项研究中有3项使用肝素作为对照。尽管强烈建议使用肝素治疗新冠肺炎，但其治疗脓毒症相关DIC的疗效仍不清楚。一项日本随机对照试验比较了重组血栓调节蛋白与肝素在血液系统恶性肿瘤或感染相关DIC中的疗效和安全性。在亚组分析中，对80例败血症相关DIC患者进行了分析。结果显示，重组血栓调节蛋白组和肝素组DIC消退率分别为67.5%和55.6%，28天死亡率分别为21.4%和31.6%。
重组血栓调节蛋白
重组血栓调节蛋白于2008年在日本被开发并批准用于临床治疗DIC。如前所述，Aikawa等人对来自3期试验的80名败血症相关DIC患者进行了亚组分析，并报告了重组血栓调节蛋白的更好性能。2019年报道的随后的SCARLET试验纳入了患有凝血障碍和器官功能障碍（心血管和/或呼吸衰竭，血小板计数为30至150 × 109/L或 > 30%-24小时内下降，PT-INR > 1.4）。尽管意向治疗人群中的差异在统计学上并不显著，但在基线时符合进入标准的亚组中观察到28天生存率更好的趋势（差异：5.40%，95%置信区间：-1.68%至12.48%）。在该试验中，注意到了显著的国际差异，一项分析显示，法国人口的绝对风险降低了8.3%，而世界其他地区为1.1%；在法国组中，更大的效果被认为是由于更高的持续凝血障碍发生率和更低的肝素使用率。值得注意的是，治疗组的所有随机对照试验都显示出更好的结果，随机对照试验的meta分析显示死亡率显著提高。因此，在日本脓毒血症指南中，重组血栓调节蛋白被推荐用于脓毒血症相关DIC。
世界上最流行的抗凝血药物是肝素，而抗凝血酶和重组凝血调节蛋白在日本被广泛用于弥散性血管内凝血（DIC）。十多年来，有报道称抗凝治疗仅对凝血功能崩溃患者有效，最近的研究表明，基础疾病严重程度高的脓毒症相关DIC是最佳靶点。
抗凝血酶
最大的一项检验抗凝血酶效果的RCT是在严重脓毒症中进行的，而在脓毒症相关DIC患者中没有进行。然而，基纳斯特等对563例发生DIC且未接受肝素治疗的患者(抗凝组: n = 286 ,安慰剂组: n = 277)进行了事后分析，报告抗凝组( P = 0 .0 2)的28天死亡率绝对降低14.6 %，而在未发生DIC的患者中未见这种效果。日本将抗凝血酶用于DIC的治疗，这是日本脓毒症指南的推荐。日本的建议是基于Tagami等人的数据。他们使用一个全国性的管理数据库进行倾向分值匹配法分析，该数据库由9075名脓毒症相关DIC患者组成，并创建了2194对的匹配队列。此外，多元逻辑回归分析显示抗血栓素使用与28天死亡率( OR = 0.85,95 % CI : 0.75 ~ 0.97)之间存在关联。除了血浆来源的产品外，重组抗血栓素(抗血栓素-γ )于2015年在日本获得批准，小型研究在DIC和SOFA评分的改善方面表现更好。与这些报道一致，日本Sepsis指南推荐使用抗血栓素和重组血栓调节蛋白治疗脓毒症相关DIC。最近，抗凝血酶与重组血栓调节蛋白联合治疗的潜在有益效果已被报道，特别是在严重病例中。这种联合治疗的效果需要在未来的试验中进行检验。
未来展望
脓毒症及脓毒症相关DIC的病死率仍居高不下，超过30 %。越来越多的证据表明，抗凝治疗对于合并凝血功能障碍的危重症患者是有效的。脓毒症是一种急性导致多器官功能障碍的全身性反应，在其早期阶段可通过抗生素和源头控制进行治疗。然而，一旦并发凝血功能障碍，病情将进一步恶化。因此，采用现成的方法对脓毒症患者的凝血功能变化进行常规筛查和监测具有重要意义。本综述重点关注脓毒症相关DIC，而非涵盖所有类型的DIC。SIC评分系统是专门为早期诊断脓毒症相关DIC而设计的，简单易计算，可用于脓毒症人群中DIC的筛查和监测。这种筛查和监测是在日本使用JAAM DIC标准进行的。然而，由于SIRS评分的计算不再用于脓毒症的诊断，因此有必要进行更新。日本脓毒症指南工作组于2019年将SIC作为替代诊断标准引入日本，并将其纳入下一版日本脓毒症指南。
对于SIC的治疗，肝素类、抗凝血酶和重组血栓调节蛋白是目前脓毒症相关DIC的治疗选择。迄今为止，它们都没有强有力的疗效证据。设计证明这些抗凝剂有效性的临床试验存在一些障碍。首先，将端点设定为死亡率差异；然而，影响患者预后的因素有很多，需要一个更复杂的终点来反映抗凝治疗的效果。其次，确定最佳剂量、持续时间和终止时间并不容易。由于凝血激活是宿主防御机制的一部分，因此靶点的选择和制剂的选择也很重要。由于抗凝越来越受到关注，因此有必要建立采用适当终点的国际合作研究。
总结：DIC是脓毒症常见的并发症。尽管脓毒症相关DIC的病死率较高，但早期发现并及时干预对改善预后具有重要意义。DIC是一种以实验室为基础的诊断，ISTH DIC SSC引入了SIC标准，该标准简单，易于计算，适合反复评估，以识别有进展为显性DIC和死亡风险的脓毒症患者。尽管在病理生理学方面的研究取得了进展，但大多数国家从未推荐使用抗菌药物以外的治疗药物来改善脓毒症的结局。尽管重组血栓调节蛋白和抗凝血酶获得日本指南的批准，但仍需要进一步的前瞻性国际合作研究。