组织因子途径抑制物的研究进展

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【摘要】 组织因子途径抑制物（tissue factor pathway inhibitor,TFPI）是近十年来凝血途径抑制物研究中较为活跃的一个领域，本文首先介绍其结构、作用机制，再就其在冠脉综合征、脑血管疾病、肝脏疾病、新生儿疾病等领域进行探讨。

【关键词】 组织因子途径抑制物（TFPI）； 组织因子（TF）； 外源性凝血途径； 凝血因子

组织因子途径抑制物（TFPI）是一种新发现的、在正常生理条件下血液中存在的天然抗凝物质,主要作用于依赖组织因子（tissue factor,TF）的外源性凝血途径,对体内凝血系统有重要调节作用,它在许多疾病诊断和临床治疗中起着不可忽视的作用。

1 组织因子途径抑制物（TFPI）的结构及其作用机制

经典凝血学说的基本观点认为，凝血过程依其始动环节不同分为内源（以FⅫ激活为起点）与外源（以血液与组织因子接触为起点）两个启动途径，两个途径的汇合点在Xa的形成。在Xa之后直至纤维蛋白形成是共同通路。鉴于血友病甲（FⅧ缺乏）与血友病乙（FⅨ缺乏）的激活部分凝血活酶时间（反映内源途径）显著延长，但凝血酶原时间（反映外源途径）正常，因此，认为内源途径为主，外源途径为辅，但又存在以下两个重要矛盾。

1.1 参与启动内源途径的FⅫ、前激肽释放酶（prekallikrein,PK）与高分子激肽原（HMWK）的纯合子缺陷患者不仅没有出血倾向，反而存在血栓倾向。实验研究表明，在体内HMWK与血管内皮细胞（vascular endothelial cell,VEC）表面结合后，可作为PK的受体,然后在一种巯蛋白酶作用下PK活化成为激肽释放酶（kallikrein，KK）。KK使HMWK水解生成缓激肽（kallidin，I）。PK既刺激血管内皮细胞（VEC）合成PGI2和NO，抑制血小板活化，又诱导VEC释放组织型纤溶酶原激活物（t-PA），促进纤溶酶生成。其次，KK与XIIa能直接激活纤溶酶原，KK还能使单链尿激酶型纤溶酶原活化素转变成为双链尿激酶型纤溶酶原活化素，从而增强纤溶活性。因此，在生理情况下，接触系统具有抗血栓形成功能。

1.2 外源途径既然可以直接激活FX成为Xa（随后发现还可激活FⅨ），为何血友病患者体内不能通过外源途径生成足量凝血酶而代偿内源途径因子缺陷，随着组织因子途径抑制物（TFPl）的发现，使这个问题得以迎刃而解。新生型的TFPI分子量为38 kD，由一条肽链构成的糖蛋白，又被称为脂蛋白相关凝血抑制因子（lipoprotein associated coagalation inhibitor,LACI）或外源通路抑制因子（extrinsic pathway inhibitor,EPI）。TFPI的前体有304个氨基酸，成熟蛋白则有276个氨基酸，18个半胱氨酸，3个糖基化位点。TFPI由3个串联Kunitz抑制域组成，主要功能有：（1）结构域1抑制组织因子（tissue factor,TF）和凝血因子VII/VIIa，并通过抑制TF产生抗血小板聚集作用。（2）结构域2抑制凝血因子X/Xa。（3）结构域3抑制内毒素与CD 14的结合，产生显著的抗炎症作用；同时结构域3还是肝素的结合位点，肝素通过结合于TFPI结构域3发挥抗凝作用。（4）羧基末端能与受体低密度脂蛋白受体相关蛋白（Low density lipopvotein rectptor associated portein,LRP）结合是影响TFPI半衰期的关键部位。动物和人体实验均证实TFPI能有效治疗严重感染、脓毒血症、弥漫性血管内凝血（dirseminated intravascular coagulation,DIC）、多脏器功能衰竭（multiple organ dysfunction,MOD）、高凝状态、血栓栓塞性疾病和肿瘤等疾病，是一种具有良好应用前景的糖蛋白。血浆中TFPI约为50～150 ng/ml。其中90%与脂蛋白结合；5%～10%为游离型具有较强的抗凝活性［1］。在血管受损后，血中的FⅦ（Ⅶa）立即与暴露的TF结合形成Ⅶa／TF，启动外源凝血途径。血浆中TFPI首先与Xa结合，直接抑制它的催化活性，然后在Ca2+存在下，TFPI通过K1与Ⅶa/组织因子（TF）结合，形成Ⅹa/TFPI/TF/Ⅶa四聚体，抑制TF/Ⅶa对FⅩ和FⅨ的催化活性，发挥它的抗凝作用，灭活外源凝血途径。所以TFPI的存在，使外源途径的作用变的短暂，只能形成少量凝血酶。这也是生理条件下，外源凝血途径不能替代内源凝血途径的根本原因。血浆中的TFPI主要来自内皮细胞，部分由巨核细胞合成，在血小板活化时释放入血浆。单核-巨噬细胞亦有少量表达。正常人血浆TFPI水平较恒定，其TFPI：Ag的总量为54～142 ng/ml。但是，许多其他细胞也能够合成TFPI，如Mesangial细胞、XXX（SMC）、成纤维细胞、单核细胞和心肌细胞。TFPI是一种Kunitz-型蛋白酶抑制剂，能抑制血液凝固最早的几种反应，在调节血管壁功能中也起重要作用。晚近研究结果提示，TFPI还具有其他功能。如TFPI通过其C-终端与血管壁细胞的相互作用，调节细胞增殖。TFPI主要是通过这些细胞表面的硫酸肝素糖蛋白存在于细胞上。TFPI可能成为一种有希望的抗凝药，实验室重组TFPI（rhTFPI）具有的药理作用包括：（1）灭活Ⅶa／TF和Xa。（2）通过与ET结合，阻断ET与CDl4结合，从而抑制ET对单核／巨噬细胞激活作用。（3）阻断Ⅶa／TF对细胞的促炎反应。（4）与内毒素结合，减少IL-6产生。目前已经开发了基因重组的TFPI（rTFPI），在动物模型上显示出预防急性血管内血栓形成的能力，而且其活性在肝素或阿斯匹林存在下更为增强。另外，与凝血酶直接抑制剂不同，rhTFPI并不引起出血时间的延长。使用重组TFPI于人类志愿者，显示出减少内毒素诱导的凝血酶生成。TFPI已经成为近年来受到国内外高度重视的一种新的生理性凝血调节因子。

2 TFPI在临床检测中的新动态

2.1 TFPI在冠脉综合征治疗中的应用 急性冠脉综合征是由于不稳定斑块的破裂,引起冠脉内血栓形成所致严重心肌缺血而产生的一组进展性的疾病，凝血系统异常也是导致冠心病发生发展的重要病理因素,组织因子（TF）作为激活外源性凝血系统的关键因子可能通过促血栓形成及其他作用而影响冠心病的发生和发展［2］。国内研究者曾认为，TFPI基因外显子Ⅸ1006位GA突变的是中国人群冠心病的发病主要原因，但经过研究表明并非如此,中国人群TFPI基因外显子Ⅸ1006A等位基因频率极低［3］。国外研究提出，在动脉粥样硬化的斑块中，由于内皮细胞的损伤，TF的释放使血小板激活并粘附于内皮损伤处，激活后的血小板释放多种促凝血因子，同时在某些细胞因子的作用下促使血栓形成。而TFPI为一种内源性抗凝物质，负反馈地调节TF诱导的凝血过程。最近研究表明，在缺血性心脏病患者中发现TF、TFPI升高，二者呈正相关［4］。如50例急性心肌梗塞（acute myocardial infarction，AMI）患者，以及28例不稳定心绞痛（unstable angina，UA）患者，治疗前其血浆TF、TFPI水平均明显高于正常对照组。在干预治疗（AMI+ACEI组）25例患者血浆TF水平在发病后第3天开始下降，2周后出现明显降低；而常规治疗组（AMI组）25例患者和UA组28例患者血浆TF水平降低不明显，存在与AMI+ACEI组比较有显著的差异，但AMI+ACEI组与正常对照组比较差异不明显。AMI+ACEI组TFPI含量无明显下降，持续稳定在较高水平。TF及其抑制物在急性冠脉综合征中起重要作用。ACEI药物降低血浆TF水平对TFPI无影响，降低TF/TFPI比值［5］。

通过测定急性心肌梗塞及不稳定心绞痛不同时间点的TFPI含量，发现其水平较对照组明显升高，从发病即刻到发病后3周，血浆TFPI水平维持在较高状态，这表明心肌缺血发生后TFPI呈一持续分泌征象［6］。最新研究表明，TFPI抑制血栓形成呈剂量依赖性，并可抑制血小板的激活，拮抗重组TF（rTF）引起的血小板活化［7］。国外研究提出，TFPI-1具有抑制TF的活性，服用（TFPI-1）抗体会导致Xa增加60%。AMI时单核细胞促凝的活性增加是由于部分表面与TFPI-1结合并被抑制的TF的增加调节的作用。TF的单克隆抗体、重组TFPI可作为一种抗血栓形成的药物，在临床应用上有广阔的前景［6］。

2.2 组织因子途径抑制物（TFPI）在脑血管疾病方面的诊断治疗意义 脑血管疾患常伴有抗凝功能的失调，其中抗凝血酶（AT-Ⅲ）（灭活Xa与凝血酶）与蛋白C/蛋白S系统灭活Va与Ⅷa的研究已有较多的报道。然而，有关凝血活化启动物质组织因子的抑制物-组织因子途径抑制物（TFPI）的研究甚少，其在脑血管病中的表达国内尚未见系统报告。对16名脑出血与46名脑梗塞患者针对TFPI抗原（TFPI：Ag）及TFPI活性（TFPI：A）进行检测。结果显示，脑出血与脑梗塞患者的TFPI抗原与活性均高于对照组。有并发感染或并发糖尿病、高脂血症组高于无并发症组。由此可见，脑出血或脑梗塞患者因血管病变与血小板活化TFPI增高，提示感染对血管内皮的持续损伤与某些炎症因子能刺激其释放。

脑出血后血液凝固及脑梗塞的血栓形成均有血小板活化，活化的血小板本身亦可释放出TFPI，故患者TFPI抗原（TFPI:Ag）及TFPI活性（TFPI:A）均较正常对照组有不同程度的增高。在无并发症组与并发糖尿病、高脂血症组之间TFPI：Ag浓度无显著差别，表明高脂血症对TFPI：Ag的总量影响不大。从TFPI：A观察，无并发症患者组与并发糖尿病、高脂血症的患者组在血栓形成后，其比值均较正常值升高，符合血栓形成后TFPI活性代偿性增高的论点。

2.3 组织因子途径抑制物（TFPI）在儿童过敏性紫癜方面的诊断治疗意义 在治疗60例患儿童过敏性紫癜（allergic purpura，HSP）时,根据发病期和缓解期的不同,相应分为HSP发作组（30例）和HSP缓解组（30例）,检测凝血酶原时间比（prothrombin rate，PTR）、血浆D-二聚体（D-dimer）及TFPI水平,并与对照组35例健康体检儿童比较。结果两组HSP患儿的PTR与对照组比较差异无显著性；HSP发作组血浆D-dimer明显升高,而HSP缓解组血浆D-dimer浓度下降,与对照组差异无显著性；HSP发作组血浆TFPI含量高于对照组，HSP缓解组降至正常水平,和对照组比较差异无显著性［8］。

由此可得HSP患儿发作期凝血解溶状态处于高活动状态,随着病情进入缓解期血凝状态可恢复正常。实验室测定发现HSP组的TFPI含量与对照组比较明显减低，推测其减低可能与抗凝过程的消耗有关。故TFPI在HSP患儿发病期可能具有防止血管内凝血活动过度和扩散的重要作用。由于HSP的改变为广泛的无菌性小血管炎，存在VEC受损。损伤的内皮下细胞释放的TF与血液中的Ⅶa结合，触发了凝血反应，此时TFPI能抑制Ⅹa和TF/Ⅶa复合物的催化活性，但它的含量随着形成Ⅹa/TFPI复合物和Ⅹa/TFPI/TF/Ⅶa四聚体而减少。王缨等同时测量6例恢复期患儿的TFPI含量，与其急性期比较，其中4例升高，1例不变，1例略有下降，似乎可看出随着疾病的缓解，TFPI的消耗减少，其血浆含量上升［9］。

2.4 TFPI在各类型肝炎与失代偿期肝硬化方面的诊断治疗意义 肝脏与凝血-抗凝系统的关系密切，临床检测发现，除失代偿期肝硬化外，各类型肝炎的TFPI:Ag含量均较正常对照组为高，而失代偿期肝硬化的TFPI:Ag含量虽低于正常对照组，但无统计学意义。而失代偿期肝硬化和其它类型肝炎的TFPI:Ag水平均明显高于正常对照组。可见，炎症时因单核-巨噬细胞活跃及炎症因子刺激血管内皮细胞，故使TFPI过度表达，但在肝硬化时TFPI:Ag已趋向正常低值，可能与门静脉系血栓形成过程中TFPI不断大量消耗有关［10］。实验也证实，由于TFPI基因剔除可导致胚胎动物死亡［11］，成熟的TFPI，主要抑制凝血的启动阶段，即TF的外凝途径Xa与FⅦa/PF。机体内的TFPI主要由VEC与巨核细胞、血小板合成，单核-巨噬细胞亦有少量表达。正常肝细胞并不产生TFPI，而肝癌时，癌细胞可表达TFPI，且可分泌肝蛋白酶（Hepain）激活组织因子途径，从而有反馈性地使TFPI增加的作用。但正常肝细胞可廓清TFPI，首先使TFPI与一无关受体（可能是糖胺多糖）结合，继之转释至LDL受体相关蛋白（LRP），然后进入细胞内。炎症可使TF/TFPI上调，系内毒素、炎症因子（TNF、IL-1A等）和激活补体成份（C5a等）通过直接和间接方式可引起单核细胞和VEC活化与过度表达之故。本组肝脏的各类型炎症均见其TFPI高于正常，表明其符合炎症规律。病毒或毒物使肝组织受损、TF活化，从而反馈性地致TFPI增高。

同时，上述病例70%有不同程度的肝功能异常，故其肝细胞对TFPI的廓清势必受阻，半衰期延长，其血浆中检出之浓度亦必然增高。失代偿期肝硬化患者血浆中TFPI的改变，受到众多因素的制约，如合并感染、门静脉系统血栓形成及肝功能受损等。20例失代偿期肝硬化中55%（11/20）HBsAg阳性，且多具有腹水征象，多普勒超声波证实有门静脉系血栓形成，其TFPI以下Ag接近正常的低值。但与慢性乙型肝炎组相比较，则下降明显。可推测此类病例在慢恬肝（早期肝硬化）时TFPI以下Ag多为高表达，但在晚期并发静脉血栓形成时，可因其不断大量消耗而逐渐降低。与Okstizoglu等报告肝硬化患者TFPI降低的结果相仿［12］，但其因果关系尚待进一步探讨。

综上所述，TFPI与上述疾病发病具有相关性，可以作为该些疾病诊断的辅助依据，但是目前有关发病机制尚有待于进一步试验和临床证实。在病理情况下，细菌感染与癌症常使其增高，而DIC、脂蛋白合成缺陷与血栓形成者常降低。但动脉硬化的粥样斑块上的巨噬泡沫细胞亦证实其有类TF启动凝血的作用，此时TFPI的浓度因反馈作用而上调。感染组TFPI明显增高，虽然TFPI不是急性期蛋白，细菌感染可使其浓度增加70%，脓毒血症亦然。而炎症时导致TFPI上调的原因系内毒素、炎症因子（TNF、IL-1等）和激活补体成份（C5a等）通过直接和间接方式引起单核细胞与血管内皮细胞来表达TF与TFPI［13］。TFPI的耗竭可使动物极易发生DIC，故TFPI不仅具有抗血栓的效能，尚具有防止DIC发生的作用［14］。

目前认为，体液抗凝机制主要包括丝氨酸蛋白酶抑制物、激活的辅因子抑制物、外源性途径抑制物三大类。其中外源性途径抑制物，即TFPI，TFPI的抗凝过程在前文的“TFPI的结构及其作用机制”中已有介绍，Warr等报道DIC的患者TFPI含量不定，血栓性疾病TFPI含量下降。因此，医疗机构对患者开展TFPI检测并对其结果进行分析与探讨有着重要而深远的临床意义。

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（收稿日期：2011-09-21）