对于VTE风险很高的COVID-19危重患者，为什么肝素抗凝治疗效果不佳？——来自NEJM最新的系统...
在某些临床情况下（如重症患者），尽管使用了足够剂量的肝素，仍无法达到预期的抗凝水平，这种现象称为肝素抵抗（Heparin Resistance）。目前该现象既缺乏充分解释，也无明确定义。
尽管在住院患者中很少出现肝素抵抗现象，但有报道在血栓形成风险很高的2019冠状病毒疾病（COVID-19）危重患者中存在显著的肝素抵抗问题。
一、为什么会出现肝素抵抗？
肝素是一种从猪的肠道中分离出来的带负电荷的高度硫酸化多糖链聚合物，储存在肥大细胞颗粒中。普通肝素（UFH）是一种由分子量3000~30000道尔顿（平均15000道尔顿）的聚合物构成的混合物，含有≥18个糖分子，对凝血酶和因子Xa均有很强的抑制作用；而从UFH中提纯的低分子肝素（low molecular weight heparin，LMWH），其聚合物成分更均一，分子量为3500~5000道尔顿，含有的糖分子<18个，难以同时结合抗凝血酶和凝血酶，其戊糖序列优先抑制因子Xa。
UFH半衰期短，在鱼精蛋白给药后能快速逆转效应，因此在需要精细控制抗凝时为首选抗凝剂，尤其适用于危重或者或进行搭桥手术或体外膜肺氧合（ECMO）的体外循环患者。
任何类型的肝素与抗凝血酶结合都需要特定的戊糖序列。通过结合抗凝血酶，增强其活性。当与抗凝血酶形成复合物时，UFH和LMWH均可抑制因子Xa，但由于UFH有较长的糖链（抑制凝血酶所必需的），从而可以同时结合抗凝血酶和凝血酶，在对因子Xa活性产生抑制作用的同时，还可抑制大量凝血酶。LMWH制剂中有少量长链可与抗凝血酶和凝血酶结合，从而也可抑制较少的凝血酶，不同剂型LMWH抑制因子Xa和凝血酶的比例为2:1~4:1，这种差异与各种LMWH间的糖链长度和构成相关。（如图2、图3所示）磺达肝癸钠是一种合成分子，含有特定的戊糖序列，通过与抗凝血酶特异性结合发挥抑制因子Xa的作用；由于磺达肝癸钠的半衰期长达17~20小时，以及对肾脏清除的依赖性，使该药难以用于危重住院患者。此外，胃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芦定。
图1：内源性及外源性凝血通路
图2
图3
二、如何识别肝素抵抗？
识别肝素抵抗颇为复杂，因为对于肝素抵抗时所需的给药剂量阈值尚无明确定义，且缺乏合适的抗凝目标范围和评估肝素疗效的最佳方法。识别肝素抵抗取决于所采用的实验室检测方法、抗凝目标范围以及如何定义肝素抵抗。用于监测UFH抗凝作用的两种主要实验室功能试验是基于血液凝固法和发色底物法（表1）。
表1：肠外抗凝治疗
*对肾功能衰竭患者使用LMWH或比伐芦定，以及在严重肝病患者中使用阿加曲班，应非常谨慎，因为上述药物主要代谢清除途径如受损会造成血药蓄积。有关给药和监测的信息，请参见协会指南或包装说明书中的指引。ACT-活化凝血时间，APTT-活化部分凝血活酶时间
三、如何诊断肝素抵抗？需要采取哪些诊断试验方法？
肝素抵抗常用的检测方法：（1）以血浆为样本的活化部分凝血活酶时间（activated partial thromboplastin time，APTT），该试验以实验室检测数据为标准；（2）另一种是以全血为样本的活化凝血时间（ACT），该试验是广泛应用于介入手术（如经皮冠状动脉介入治疗和体外循环）中的即时检测。
（1）活化部分凝血活酶时间（APTT）
在以静脉输注肝素达到0.2~0.8 IU/mL为治疗目标范围时，可采用APTT监测UFH的抗凝作用。在高肝素水平和侵入性手术中不适用APTT进行监测。患者血浆中促凝蛋白（如因子Ⅷ和纤维蛋白原）水平增高（如急性炎症等）也会导致APTT产生明显变化。由于缺乏方法学的统一标准，不同实验室的APTT结果可因试剂不同而差异明显。
（2）活化凝血时间
与APTT不同，ACT对高肝素水平（1~5 IU/ml）有一定敏感性（呈线性关系），因此可用于监测体外循环和其他使用高剂量肝素的介入性手术。一些患者个体变量（如获得性或遗传性凝血因子缺陷、抗磷脂抗体等）和一些手术相关变量（如体外循环后的低温和血液稀释）可以延长ACT，而不受肝素影响。
（3）抗活化因子X活性试验（发色底物法）
当APTT测定不准确或有误导性时，anti-FXa是用于监测肝素抗凝效应的有效方法，其结果与抗凝药物水平呈负相关，适用于遗传性或获得性凝血因子缺乏、DIC或抗磷脂抗体的患者。
四、肝素抵抗发生的机制
分析肝素抵抗的产生原因的基于实验室和临床数据。有多种机制可导致抵抗，并与UFH的药物特性以及患者个体化因素相关。
（1）非特异性结合
由于UFH比LMWH糖链长，易与多种蛋白质和介质结合，导致患者出现局部或全身反应或耐药性。
（2）抗凝血酶缺乏
多种疾病状态或其治疗方案与抗凝血酶水平降低有关（如肝脏疾病、脓毒症、急性DIC、使用天冬酰胺酶的急性白血病以及心肺旁路手术或ECMO的体外循环），使用UFH本身也会导致抗凝血酶活性降低。补充抗凝血酶还可改善抗凝监测的可靠性，尤其是ACT，并有助于降低肝素给药剂量，在遗传性抗凝血酶缺乏症患者中并未得到充分评估。
（3）与血小板的交互作用
肝素可与血小板结合导致血小板计数一过性降低，UFH还可激活血小板产生PF4（一种肝素结合蛋白）进而触发自身抗体形成，导致肝素诱导的血小板减少症（heparin induced thrombocytopenia，HIT），这是一种特殊类型的肝素抵抗。抗血小板药物的使用会影响全血为样本的ACT的测定结果，但不影响APTT和anti-FXa。
（4）凝血因子水平升高
对于COVID-19患者和其他急性炎症状态的患者，因子Ⅷ和纤维蛋白原水平升高会缩短APTT值，易导致临床增加UFH的给药剂量来达到APTT靶值范围。此种情况下适宜用anti-FXa进行监测（凝血因子水平增加不影响anti-FXa测定结果）。
（5）Andexanet alfa（一种新型抗凝药物的拮抗剂）
心脏手术的患者在接受Andexanet alfa（因子Xa拮抗剂逆转剂）治疗以逆转阿哌沙班或利伐沙班的作用时，需要过量的UFH以达到抗凝目标水平，这可能揭示了产生肝素抵抗的新的潜在原因。
五、新冠病毒感染患者出现肝素抵抗的原因和机制是什么？
在COVID-19患者中，有多种因素（包括内皮损伤时血浆水平升高的因子Ⅷ、纤维蛋白原、血管性血友病因子和抗磷脂抗体）可导致COVID-19相关的血栓性并发症并可能引起肝素抵抗。血浆高水平的因子Ⅷ和纤维蛋白原可缩短APTT，UFH也可以与炎症急性期蛋白结合而减弱抗凝作用，导致临床不得不增加肝素给药剂量以实现预期抗凝效果，此时，应结合APTT和anti-FXa的结果来评估患者对UFH的临床反应以确认循环血中肝素水平。
六、临床上怀疑肝素抵抗时如何检测和处理？
当临床上怀疑存在肝素抵抗时，可以进行anti-FXa检测以评估血浆肝素水平。如果anti-FXa水平较低，则应增加UFH的剂量，以达到0.3~0.7 IU/mL的标准目标水平。在COVID-19患者中，anti-FXa水平可能更准确地反映UFH活性，特别是对于那些有明显炎症和纤维蛋白原及因子Ⅷ水平升高的患者，以及由于存在抗磷脂抗体而导致基线APTT升高的患者，或那些发生DIC的患者。对这些患者，可以考虑以下处理手段：
（1）补充抗凝血酶
目前除心脏手术外，尚缺乏数据支持补充抗凝血酶的临床益处。
（2）直接凝血酶抑制剂
直接凝血酶抑制剂（DTI，包括阿加曲班和比伐芦定），作用于凝血途径的下游以抑制血栓形成，无需结合抗凝血酶，但APTT对该类药物的监测效果也会受到纤维蛋白原水平的影响，目前尚无更好的监测方法。
七、研究前景和展望
当给予患者一定剂量肝素而APTT未按预期升高时，通常是引起了肝素抵抗。对于COVID-19患者和其他急性感染患者，APTT和anti-FXa结果往往存在明显不一致，这是由于血浆高水平的因子Ⅷ和纤维蛋白原缩短了APTT。然而，UFH也可以与炎症状态下释放的急性期蛋白结合而中和减弱其抗凝作用，导致临床不得不增加肝素给药剂量以实现预期抗凝效果。通过使用APTT和anti-FXa，可以评估患者对UFH的临床反应以确认循环血中肝素水平，并为肝素耐药情况下的用药策略提供支持。
专家点评
1、普通肝素（UFH）由高度硫酸化多糖链构成，分子异质性大，可与细胞外基质以及血液中多种蛋白质、内皮细胞和巨噬细胞表面的受体结合，导致UFH在不同个体或疾病阶段的生物利用度、抗凝活性以及药代动力学差别明显，因此需通过实验监测以评估安全性和有效性。
2、APTT测定值与血浆UFH水平呈剂量依赖性，是评估中等剂量UFH治疗安全性和有效性的常规方法。UFH剂量增加，但APTT未相应延长，可称为「肝素抵抗」，但无被广泛接受的定义标准（有研究定义为UFH给药>35000 IU/24 h）。
3、真正意义的「肝素抵抗」多与抗凝血酶（AT）缺陷相关，也包括在生理应激或血栓高负荷情况下的肝素清除增加或与蛋白大量结合。对于这些患者，需持续监测和剂量调整，以确保患者有效抗凝。
4、纠正潜在的「肝素抵抗」诱因可能会降低肝素用量。在急性或严重炎性疾病患者中，常出现血浆FⅧ、纤维蛋白原、血管性血友病因子水平升高，进而影响APTT，产生类似肝素抵抗的现象（这是试验现象，不是UFH的抗凝活性降低）。发生此类「肝素抵抗」现象时，常误导临床实施过度抗凝，因此这些患者应监测anti-FXa。
5、如果怀疑存在肝素抵抗，可以进行anti-FXa检测以评估血浆肝素水平。如果anti-FXa水平较低，则应增加UFH的剂量，以达到0.3~0.7 IU/mL的标准目标水平。
6、在COVID-19患者中，anti-FXa水平可能更准确地反映UFH活性，特别是对于那些有明显炎症和纤维蛋白原及因子Ⅷ水平升高的患者，以及由于存在抗磷脂抗体而导致基线APTT升高的患者，或那些发生DIC的患者。
7、心脏手术的患者在接受Andexanet alfa（因子Xa拮抗剂逆转剂）治疗以逆转阿哌沙班或利伐沙班的作用时，需要过量的UFH以达到抗凝目标水平。纤维蛋白原水平升高可能会影响APTT监测DTI的效果。
8、对于COVID-19患者和其他急性感染患者，APTT和anti-FXa结果往往明显不一致，这是由于血浆高水平的因子Ⅷ和纤维蛋白原缩短了APTT。另一方面，UFH也可以与炎症急性期蛋白结合而减弱抗凝作用，导致临床不得不增加肝素给药剂量以实现预期抗凝效果。此时，通过APTT和anti-FXa，可以评估患者对UFH的临床反应以确认循环血中肝素水平。
参考文献 （可上下滑动浏览）
[1] Gandhi RT, Lynch JB, Del Rio C. Mild or Moderate Covid-19. N Engl J Med. 2020 Oct 29;383(18):1757-1766. doi: 10.1056/NEJMcp2009249. Epub 2020 Apr 24. PMID: 32329974.
作者介绍
翟振国
门剑龙
生物医学工程博士，主任检验师，硕士生导师，天津医科大学总医院精准医学中心主任，国家公共检测实验室负责人，中华医学会检验分会临床血液体液学组委员，中国老年协会肺癌专委会常委，白求恩精神研究会检验分会血栓与止血专委会主任委员，天津医师协会检验分会常委。擅长血栓性疾病实验室诊断和分子生物学检测技术。
徐菲亚
2021级首都医科大学呼吸病学系硕士研究生，专业方向：呼吸病学、肺栓塞与肺血管病。导师：王辰院士，指导老师：翟振国教授。
本文完
排版：Jerry