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替加环素对感染患者凝血功能影响的研究进展

感染文献专辑 离床医学 2023-11-22

替加环素[Tigecycline商品名TYGACILTM(美国惠氏药物公司开发)]是一种新型的广谱活性的静脉注射用抗生素,对有抗药性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌也有活性,是甘氨酰四环素类中的首个药品,美国食品药品管理局FDA)于2005年6月批准上市的新药。


英文名:Tigecycline,tygacil

别名:9-叔丁基甘氨酰氨基米诺环素,丁甘米诺环素

化学名:

(4S,4aS,5aR,12aS)-4,7-双(二甲氨基)-9-[(叔丁基氨基)乙酰胺基]-3,10,12,12a-四羟基-1,11-二氧代-1,4,4a,5,5a,6,11,12a-八氢并四苯-2-甲酰胺



摘要:


替加环素是第一个获准临床静脉用药的甘氨酰四环素类抗生素,其结构与米诺环素相似,临床上广泛应用于重症感染患者,已有文献报道应用替加环素后会引起多种不良反应,其中凝血功能障碍是较为少见的一种副作用。替加环素在治疗感染患者时引起凝血功能障碍与多种因素有关。

通过文献阅读,本文重点将替加环素对感染患者凝血功能的影响的研究进展进行综述。


关键词:


替加环素;纤维蛋白原;细胞因子;凝血指标

替加环素(Tigecycline)是米诺环素半合成的衍生物,其作用机制不仅可以克服土霉素抗性基因编码的耐药机制,而且可以保持其对产生大量超广谱β-内酰胺酶的革兰阴性病原菌的抗菌活性是一种广谱抗生素,临床上主要用于成人腹部、皮肤和软组织感染。

替加环素临床副作用有腹痛、胰腺炎、肝功能异常、皮疹、肌酐水平升高和凝血功能障碍、血小板减少等。其中凝血功能障碍是替加环素较为少见的副作用,机制尚未明确,可能与炎症有关。

本文重点对替加环素对感染患者凝血功能的影响的研究进展进行综述。


1 替加环素对患者凝血功能的影响


临床研究发现使用替加环素的患者中有部分会出现不同程度的凝血功能障碍,主要表现为活化部分凝血活酶时间(Activated partial thromboplastin time,APTT),凝血酶原时间(Prothrombin time,PT)延长,纤维蛋白原(Fibrinogen,FIB)降低。


张静等的临床研究中,97例患者使用替加环素后FIB水平明显下降,PT、APTT、凝血酶时间(Thrombin time,TT)明显延长,用药前后差异具有统计学意义。


在临床研究中使用替加环素的患者中有部分患者出现凝血功能异常,主要表现为FIB的异常。


Zhang等学者的研究中,对20位使用替加环素的患者进行回顾性分析,发现在使用替加环素之前患者的FIB基本都在2~4g/L或稍高的水平,使用替加环素后FIB明显下降,停用替加环素后,FIB明显回升,说明替加环素对FIB有下调作用。并且在该研究中常规剂量组使用负荷剂量为100mg,50mgQ12h,高剂量组3例患者负荷量分别为100mg,50mgQ8h、100mgQ12h,结果发现高剂量治疗组FIB下降更明显,差异具有统计学意义;而大于等于65岁组与小于65岁组差异无统计学意义,说明FIB水平下降与替加环素的剂量有关,而与年龄无关。


有学者做了一项回顾性研究,将127名患者纳入研究,其中包括FIB水平正常的56名患者和71名低纤维蛋白原血症患者。

替加环素治疗后平均6(4~8)d出现低纤维蛋白原血症,停用替加环素后平均3(3~5)d FIB水平恢复正常,该试验还做了使用头孢哌酮/舒巴坦(Cefoperazone / Sulbactam)和使用替加环素的差别,发现替加环素持续剂量、使用的持续时间和FIB的水平有关,而与头孢哌酮/舒巴坦的使用无关。


替加环素引起凝血功能障碍主要表现为FIB的下降和凝血指标的延长,其具体机制尚未有明确的研究证明。

2 替加环素引起凝血异常的可能机制


2.1 替加环素对凝血功能的影响与炎症因子的关系


使用替加环素后出现低纤维蛋白原血症是FIB消耗还是合成障碍而导致的尚未由研究证明,而纤维蛋白溶解包括原发性纤维蛋白溶解和继发性纤维蛋白溶解,原发性纤维蛋白溶解是极为罕见的急性事件,由特定的细胞群大量损伤或血液与合成膜的广泛接触引起,而继发性纤维蛋白溶解通常发生在出血或弥散性血管内凝血(Disseminated intravascular coagulation,DIC)之后

使用替加环素的患者大多是重症感染患者,其实验室指标与DIC患者相似,然而纠正感染后患者的FIB水平并未恢复,说明替加环素导致的FIB下降可能并不是因为纤维蛋白溶解造成的。

FIB合成的基因的启动子序列中有一个IL-6反应元件,可以不同程度地上调FIB的合成。

另有文献报道,IL-6反应元件还可以增加因子ⅷ和血管性血友病因子(von willebrand factor, vWF)的表达,增加血小板生成,降低止血抑制剂如抗凝血酶和S97蛋白的水平。

体外研究表明,替加环素对金黄色葡萄球菌毒素刺激外周血单核细胞产生炎症因子的作用具有抑制效果,在接近血清血药峰C max 的浓 度下,替加环素可以使白细胞介素IL-6和γ干扰素(Interferon-gamma,IFN-γ)的产生分别比单纯毒素降低52%~57%和43%~53%,并且替加环素在浓度超过25mg/L时对细胞因子的产生的抑制作用最强。

用葡萄球菌肠毒素B(Staphylococcal enterotoxin B,SEB)和葡萄球菌中毒性休克综合征毒素-1(Staphylococcal toxic shock syndrome toxin-1,TSST-1)超抗原刺激健康志愿者外周血单核细胞,再给予不同浓度的替加环素进行干预,发现替加环素以剂量依赖的方式抑制SEB-1和TSST-1刺激T细胞的增殖的能力,替加环素的浓度为0.1mmol/L时抑制作用可以达到85%以上(P<0.001),浓度为0.5mmol/L时,替加环素可完全阻断SEB和TSST-1激活细胞产生这些细胞因子和趋化因子,并且在该研究中使用的浓度范围内(0~0.5mmol/L)对细胞活力没有影响,在体外改变细胞因子的产生并减少T细胞的增殖,替加环素的免疫调节活性不依赖于其抗菌作用。

种种迹象表明替加环素对凝血功能的影响可能是通过对炎症因子的特殊抑制作用来发挥的,但是目前缺乏关于这方面的研究数据来说明。


有学者认为替加环素致低纤维蛋白血症可能与FIB耗竭有关而非FIB失活有关 。

替加环素与蛋白结合率为71%~89%,可能与血浆蛋白和FIB结合,从而造成FIB耗竭的现象。

使用替加环素的患者多数为重症感染患者,基础的代谢较慢,在使用替加环素后炎症被控制,一方面替加环素对炎症因子的抑制可能会阻碍FIB的合成,另一方面替加环素尚未及时代谢,可能会与血浆中的蛋白结合,造成FIB的耗竭的现象,在停用替加环素后这种现象得到改善。

FIB的合成是在两种水平上调节:

(1)在基础状态下,FIB的合成受IL-6的影响;

(2)急性炎症刺激可以促进肝脏细胞合成FIB,这种作用依赖于糖皮质激素,而IL-1β与肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)共同作用减弱FIB合成基因对IL-6的反应。

IL-6对FIB的表达上调作用与糖皮质激素具有协同作用,这种作用与STAT3信号通路的激活和糖皮质激素受体之间的功能相互作用有关。

重症感染患者血液中微小核糖酸122(MicroRNAs-122,miR-122)水平与凝血指标APTT、抗凝血酶Ⅲ(Antithrombin III,AT-Ⅲ)和FIB水平相关,miR-122水平升高的患者,凝血功能也会异常,替加环素对凝血功能的影响是否是通过影响miR-122的水平尚未明确。

有学者在健康志愿者的血浆中加入浓度递增的替加环素,同时使用相同浓度替加环素处理永生化人肝细胞(Immortalized human hepatocytes, HepG2),结果发现随着替加环素浓度的增加,只有人血浆APTT延长,使用共聚焦活体显微、镜观察纤维蛋白网络发现在超剂量替加环素浓度的情况下,凝血指标和纤维蛋白网络差异并不大,说明替加环素对FIB的功能并未造成破坏,也有可能是因为健康受试者的血液缺乏危重患者的病原体造成的炎症状态。


有临床报道部分使用替加环素的患者会引起血小板等血液成分等异常,进而引起凝血功能的异常,增加患者出血的可能。

张翠红等临床研究中发现,1例鲍曼不动杆菌感染的老年女性患者在使用替加环素(100mg,q12h,ivgtt)8d后出现血小板降低,在停用其他影响血小板的药后,继续使用替加环素,患者血小板持续降低,停用替加环素5d后,血小板恢复正常,说明替加环素对血小板有下调作用。

多种细胞因子能够触发骨髓中的巨核细胞产生血小板,包括IL-3、IL-6、IL-9和IL-11等细胞因子。IL-8细胞因子通过触发血小板活化来促进凝血活性,这些都是细胞因子和炎症如何激活凝血的证据 。

那么替加环素对炎症因子的抑制作用是否与对血小板造成影响,目前尚未有研究证明。


2.2 替加环素对凝血功能的影响与肝肾功能的关系


肝脏作为多种凝血因子的生产场所,肝损伤导致凝血因子、血浆纤溶酶原激活物抑制剂(Plasminogen activator inhibitor, PAI)和组织型纤溶酶原激活物(Tissue type plasminogen activator, t-PA)分泌减少,导致出血倾向。

替加环素对凝血功能的影响是否是因为对肝功能的抑制作用而引起的,尚未有定论。

替加环素经胆道、粪便排泄的约60%,随尿液排泄约33%,有研究认为这对替加环素的药动学无显著影响,使用剂量不需要调整;有少部分替加环素在肝脏中代谢,使用替加环素的重症感染患者肝功能、蛋白质水平等状况可能对替加环素的代谢造成影响。

临床研究发现使用替加环素的患者中,有部分会出现碱性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)、谷草转氨酶(Glutamic oxaloacetic transaminase,AST)、谷丙转氨酶(Alanine aminotransferase,ALT)和血浆肌酐(Plasma creatinine,CR)等肝肾功能指标异常。

然而替加环素引起凝血功能障碍的患者中,只有部分表现出现短暂的肝肾功能异常,并未造成肝肾损伤。

当然也有学者认为,替加环素结构与四环素类抗生素(Tetracycline antibiotics)相似,可能会与肝脏细胞内的核糖体的某些位点结合从而阻碍FIB和其他凝血因子的合成,而在分子水平上并不能表现出来,即肝肾功能并未表现出明显异常,也可能是替加环素的代谢产物通过分子途径对肝细胞造成影响,阻碍FIB的合成,这种作用可能与遗传易感性相关。

若肝功能已出现损害,重度和中度肝功能损害的患者对替加环素药物清除率分别为55%和25%,那对凝血功能必然造成影响,用药剂量应调整。


替加环素引起凝血功能障碍可能与肝肾功能有关,血小板生成素主要依靠肾脏和肝脏合成,使用替加环素的患者若出现肝肾功能障碍,血小板生成素的合成可能会减少从而加重凝血功能障碍,然而关于这些可能的机制上缺乏研究数据证明。


2.3 替加环素对凝血功能的影响与免疫系统的关系


凝血系统目前被认为是先天免疫的一个组成部分,凝血因子II或凝血酶和凝血因子X,可以与由异常蛋白水解机制激活的特定细胞表面受体相互作用,并属于一种新的G蛋白偶联受体,称为蛋白酶激活受体(Protease activated receptor, PARs),PARs由多种细胞表达,包括单核细胞、树突状细胞和内树突细胞,调节先天免疫及其与免疫系统适应性分支的相互作用。

有学者研究发现替加环素以剂量和时间依赖的方式显著抑制多发性骨髓瘤细胞系的增殖,主要表现为替加环素导致细胞周期停滞在G0/G1,下调细胞周期蛋白p21、CDK2和细胞周期蛋白D1,而不是诱导细胞凋亡,该研究还发现替加环素诱导的细胞自噬,自噬抑制剂进一步增强了替加环素诱导的细胞毒性。

替加环素相关凝血功能障碍可能与替加环素诱导细胞自噬有关,白细胞介导的促凝血状态最近在血栓炎性疾病中被强调为血栓形成的重要成分和传播因子,特别是单核细胞和中性粒细胞,通过各种过程激活血小板和凝血级联反应、产生细胞因子,对内皮细胞产生促黏附和促凝血作用,相反,白细胞趋化性和吞噬功能协调血栓的溶解。

有研究表明新冠肺炎的促凝血状态是病毒相关的内皮损伤、白细胞和细胞因子介导的血小板活化、组织因子释放和补体系统未受抑制的活化所增强的网织红细胞增多症的直接结果。替加 环素与激素在杀死双重侵袭性淋巴瘤上具有协同作用,并且替加环素与长春新碱(Vincristine)组合在双重侵袭性淋巴瘤的小鼠模型中具有强抗肿瘤作用。

有报道发现,一名被诊断为非霍奇金淋巴瘤的患者在骨髓移植后发生感染,随后首次使用替加环素后出现皮疹,缓解后再次使用诱发了中毒性表皮坏死松解症,患者被证明具有缓慢代谢的细胞色素P450 2C19等位基因,表示为CYP2C19*2,考虑与替加环素对细胞代谢的抑制有关。替加环素是否会通过这种机制对凝血系统造成影响,尚未有证据证明。

另外FIB水平的下降可能与免疫因素有关,替加环素与蛋白结合率高,在血液中与白蛋白、FIB等广泛结合,替加环素与蛋白结合可能作为抗原将体内的免疫系统激活,人体产生抗体将与替加环素结合的FIB破坏,导致FIB水平下降,从而凝血功能发生障碍。

替加环素导致的血小板减少除了可能与替加环素对骨髓抑制有关外,也可能与免疫作用有关,替加环素作为一种半抗原与蛋白结合作为全抗原激活免疫系统产生抗体,与补体相互作用破坏与药物结合的血小板,因此替加环素及其代谢产物可能通过这种途径造成凝血功能障碍。


替加环素相关凝血功能障碍与免疫系统密切相关,具体机制需要更多的研究来证明。


2.4 替加环素对凝血功能的影响与维生素K的关系


目前维生素K是否能改善替加环素造成的凝血功能障碍尚有争议。


有学者认为,替加环素可能会破坏肠道菌群平衡抑制维生素K的合成而影响凝血反应,替加环素本身对维生素K活性抑制有也可能会造成凝血功能障碍,然而有报道发现维生素K并不能缓解替加环素引起的凝血功能障碍。


另有研究报道使用替加环素的重症感染患者,在第一次使用替加环素治疗9d后出现凝血功能障碍与FIB下降,后停药、输注冰冻血浆及维生素k1针等治疗恢复正常,第二次使用替加环素时,同时预防性地给予维生素k1针等预防性治疗,于第12d停用替加环素,患者第二次连续使用替加环素的时间较第一次长,因预防性使用了维生素k1针,患者出现凝血功能障碍的时间及程度较第一次晚且轻,并且及时输注冰冻血浆等对症治疗,未造成出血等严重后果。


替加环素引起的凝血功能障碍与维生素K的关存需要更多研究来证明。

3 展望


关于替加环素引起凝血功能障碍的报道日益增加,目前的研究中尚未能证明其具体机制,根据目前临床应用发现凝血系统与炎症反应密切相关,替加环素引起凝血功能障碍的机制是否与抑制炎症反应、免疫系统和细胞代谢有关,目前尚未有这方面的研究证明其关系。

深入研究替加环素引起凝血功能障碍的机制,需要密切关注患者使用替加环素前后的炎症状况、外周血单核细胞、肝脏细胞代谢等的变化。


引用:何彩玲,卢绪章. 替加环素对感染患者凝血功能影响的研究进展[J]. 国外医药(抗生素分册),2021,42(5):271-275.

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