血小板通过激活血管周围肥大细胞触发脓毒症向脓毒性休克转化的机制研究

《Nature Communications》：Platelet-mediated activation of perivascular mast cells triggers progression of sepsis to septic shock in mice

本研究揭示了脓毒症向致命性脓毒性休克发展的关键机制：血小板活化后释放血小板活化因子（PAF），激活血管周围肥大细胞（MC），引发全身性低血压、血管渗漏和微循环障碍。通过抑制血小板活化（如使用替卡格雷）或靶向肥大细胞及其颗粒成分糜蛋白酶（chymase），可有效阻断休克进展并降低死亡率，为脓毒症防治提供了新靶点。

　　

脓毒症（Sepsis）是一种危及生命的医疗急症，其死亡率高且长期并发症多。当脓毒症进展为脓毒性休克（Septic Shock）时，患者的生存率会急剧下降。尽管临床治疗主要通过血管加压药和液体复苏来纠正全身性血管扩张，但微循环血流异常和内皮屏障功能破坏等病理变化在休克发生中的作用机制尚不明确。此外，血小板减少症（Thrombocytopenia）是脓毒症患者预后不良的经典标志，但其在疾病进展中的主动作用仍存在争议。

为此，研究人员在《Nature Communications》上发表了题为“Platelet-mediated activation of perivascular mast cells triggers progression of sepsis to septic shock in mice”的研究。该研究通过小鼠模型和临床样本分析，揭示了血小板活化在脓毒症向休克转化中的核心作用：活化的血小板在微血管内皮沉积，通过释放血小板活化因子（PAF）激活血管周围肥大细胞（Mast Cells, MC），进而诱发全身性低血压、血管渗漏和微循环灌注异常，最终导致休克和死亡。抑制血小板活化、清除肥大细胞或阻断其关键颗粒成分糜蛋白酶（chymase），均可有效阻止休克进展并提高生存率。

本研究的关键技术方法包括：利用高剂量致病性大肠杆菌J96静脉注射或盲肠结扎穿孔（CLP）构建小鼠脓毒症模型；通过流式细胞术分析血小板活化标志物CD62P和细胞计数；采用全组织免疫荧光染色观察微血管血小板聚集和肥大细胞脱颗粒；使用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血浆糜蛋白酶、血管生成素（Angiopoietin）等生物标志物；通过六边形镜光学分辨率光声显微镜（HM-OR-PAM）动态监测微循环血流和组织氧合；利用 Evans Blue 渗出实验评估血管通透性；并通过药理学抑制剂（如替卡格雷、WEB-2086、TY-51469）和基因敲除小鼠（如 PLA2^-/-、PAFR^-/-、Kit^W-sh/W-sh、Mcpt4^-/-）验证靶点功能。

Septic shock is linked to platelet microvascular deposition and drop in circulating platelet count

研究首先发现，高剂量大肠杆菌J96（4×10⁸CFU/mL）可诱导小鼠迅速出现休克（低体温和低血压），并伴随循环血小板数量显著减少和微血管血小板聚集。而低剂量感染（1×10⁷CFU/mL）仅引起轻微症状，提示休克发生与病原负荷阈值相关。

Platelet activation is a prerequisite for development of shock in sepsis

通过替卡格雷（Ticagrelor）抑制血小板活化或抗体清除血小板，可完全阻止高剂量感染引发的低体温和血细胞比容升高（反映血管渗漏），而中性粒细胞清除无此效果，表明血小板活化是休克发展的独立关键因素。

Platelets trigger MC degranulation in septic shock through release of Platelet-Activating Factor (PAF)

高剂量感染后10分钟，血管周围肥大细胞出现脱颗粒，且血浆糜蛋白酶水平显著升高。该过程依赖于血小板活化：替卡格雷预处理或使用PAF受体（PAFR）缺陷鼠、磷脂酶A2（PLA2）缺陷鼠均能阻断糜蛋白酶释放。体外实验进一步证实，活化血小板的上清液或纯化PAF可直接诱导肥大细胞脱颗粒。

MC activation is associated with progression from sepsis into shock in both mice and humans

在脓毒症患者血浆中，糜蛋白酶水平在休克期显著高于非休克期，且与血管功能障碍标志物血管生成素1（Ang1）下降、血管生成素2（Ang2）升高相关，支持MC激活与休克进展的临床相关性。

MC activation drives distinct vascular abnormalities associated with septic shock

肥大细胞缺陷（Kit^W-sh/W-sh）或耗竭（Mcpt5-Cre; R-DTA）小鼠在高剂量感染后未出现低血压、低体温或血管渗漏。光声显微镜显示，MC缺失可保护微循环灌注和组织氧合，表明MC通过引发宏观/微观血管功能紊乱介导休克。

Platelet activation and specific MC degranulation products can be targeted to improve mortality in septic shock

靶向血小板（替卡格雷）、肥大细胞（酮替芬）或其颗粒蛋白酶（糜酶抑制剂TY-51469）均能显著降低休克死亡率。重组糜蛋白酶局部注射可诱发血管渗漏，而糜蛋白酶缺陷（Mcpt4^-/-）小鼠休克症状减轻，证实糜蛋白酶是介导血管病理的关键效应分子。

本研究系统阐明了脓毒症向休克转化的细胞机制：当病原负荷超过阈值时，血小板被激活并在微血管沉积，通过PAF激活血管周围肥大细胞，后者释放糜蛋白酶等介质，协同引发血管张力丧失、内皮屏障破坏和微循环衰竭，最终导致休克。该发现不仅解释了临床中血小板减少与预后不良的关联，还为早期干预提供了新策略（如靶向PAF-糜蛋白酶轴）。此外，血浆糜蛋白酶水平有望成为休克风险预警指标。未来研究需进一步解析肥大细胞亚型在血管异质性反应中的作用，以及MC-神经环路在休克中的潜在角色。