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Science | 血栓形成后,那些逃回血流的活化血小板去哪了?

来源:生物探索 发表时间:2026-09-22 阅读:0
近日,《Science》的研究报道“Splenic regulation of systemic platelet activation state”,提出并通过多层证据支持了一个此前并未被充分认识的生理机制:脾脏并非只是血小板的储存场所,它还能够识别并清除过度活化的血小板,从而限制全身性血栓形成和血栓炎症(thrombo-inflammation)。
这项工作的关键,不只是为脾脏增加了一项“新功能”。更重要的是,它试图回答一个长期被忽视的问题:机体除了阻止血小板被激活之外,是否还存在一套系统,专门处理那些已经进入循环的活化血小板?

血小板的问题,不只是“会不会激活”,还包括“激活以后去了哪里”

在经典认识中,血小板激活通常发生在血管损伤部位。

胶原暴露、凝血酶(thrombin)生成以及多种炎症信号共同促使血小板发生钙信号升高、整合素活化、颗粒释放,最终参与血栓形成。问题在于,血栓并不是一个完全稳定的结构。一部分已经受到强烈刺激的血小板可以从血栓表面脱落,重新进入血流。

研究人员首先利用小鼠活体成像观察这一过程。

在血栓形成后,他们确实看到具有明显胞内钙信号的活化血小板不断从血栓中脱落。但令人注意的是,这并没有造成外周血中血小板整合素活化和P-selectin表达的大幅升高。

血栓不断向循环释放活化血小板,但这些细胞似乎没有在血液里大量积累。

那么,它们去了哪里?

研究人员追踪多个器官后发现,答案主要指向了脾脏。血栓形成后,循环中的血小板减少,而脾脏中的血小板明显增加;不同器官比较中,显著的血小板积聚主要出现在脾脏。与此同时,脾脏重量也增加。

为了进一步判断脾脏究竟是在随机截留血小板,还是更偏向于识别“已经活化”的血小板,研究人员同时输注静息血小板和经过凝血酶或GPVI激动剂预处理的血小板。

结果相当清楚:

活化血小板从循环中消失得更快,同时更多地进入脾脏。

而且这种识别并不要求极强的刺激。较低浓度凝血酶甚至较弱的二磷酸腺苷(ADP)刺激,都可以产生剂量依赖性的脾脏滞留;使用脓毒症血浆刺激血小板,也产生了类似结果。研究人员甚至在24小时以后仍未观察到这些血小板重新进入循环,提示这并非短暂的“储存”,而更接近永久性清除。

于是,一个新的问题出现了:

脾脏究竟只是被动地接收这些血小板,还是主动保护机体免受活化血小板的影响?

把脾脏暂时“关掉”,血栓形成明显加快

要证明一个器官具有保护作用,仅仅观察“血小板进入脾脏”还不够。

研究人员因此做了一个关键实验:暂时夹闭脾动脉和脾静脉,使脾脏迅速退出血液循环,然后再诱导血栓形成。

这样做有一个重要优势。

长期切除脾脏(splenectomy)会同时改变免疫系统、血细胞数量以及多种慢性生理状态,很难判断后续变化究竟是不是血小板清除本身造成的。而急性夹闭脾血管,可以在较短时间内直接观察“失去脾脏过滤”造成的后果。

结果显示,脾脏退出循环后,颈动脉血栓形成明显加速。

首次血管闭塞时间缩短,差异达到 P=0.0058;血栓增长后期尤其明显,到达血管直径90%的时间显著缩短,P=0.0079。与此同时,循环中P-selectin阳性的血小板增加,而被清除的血小板比例下降。

这说明脾脏发挥的作用,不只是把一些血小板暂时“存起来”。

它实际上在不断降低循环中高活化状态血小板的负荷。

这种作用在炎症环境中同样存在。

在脂多糖(LPS)诱导的急性肺损伤模型中,脾血管被夹闭以后,血小板清除减少(P=0.0356),循环中的P-selectin阳性血小板增加(P=0.0164);肺组织中的血小板沉积增加(P=0.0063),中性粒细胞浸润增加(P=0.0128),髓过氧化物酶(myeloperoxidase, MPO)阳性信号也显著升高(P=0.0167)。

也就是说,失去脾脏过滤后,后果不仅是“更容易凝血”。
血小板与炎症细胞之间的相互促进也会被放大。

一个尤其醒目的结果:同样的凝血酶刺激,死亡率从0升到80%

研究人员随后建立了全身性血栓栓塞(systemic thromboembolism)模型。

他们选择了一个中等剂量的凝血酶刺激。对于正常小鼠,这一剂量只产生短暂临床症状,并没有造成死亡。

但在脾血管被夹闭的小鼠中,结果发生了明显变化:

80%

5只小鼠中有4只死亡;对照组没有死亡

两组生存曲线差异为 P=0.0135,并且失去脾脏过滤的小鼠肺血管中出现了更多血小板聚集。

这个结果需要谨慎理解。

它来自小鼠急性实验,并不能直接换算成人类患者的死亡风险。但它提供了很强的机制证据:当大量活化血小板突然进入循环时,脾脏可能构成一道重要的系统性缓冲机制。

这也给一个长期临床现象提供了新的解释方向。

既往观察显示,脾切除患者发生动脉血栓、静脉血栓栓塞和严重感染的风险升高。过去,这些现象通常被解释为免疫功能改变、血小板数量增加等因素。新的研究提示,其中还可能存在另一层机制:

脾脏消失以后,机体处理“已经活化但仍在循环”的血小板的能力也可能下降。

奇怪的是:正常脾脏里,本来就“塞着”大量血小板

如果脾脏专门清除活化血小板,那么一个看似矛盾的问题来了:

为什么健康状态下,脾脏本身就含有大量血小板?

三维显微分析显示,正常小鼠大约有 20% 的血小板位于脾脏红髓(splenic red pulp)。

更有意思的是局部浓度。

在外周血中,血小板与红细胞的比例大约为 1∶10;而在脾脏红髓中,这一比例接近 1∶1,相当于血小板在这里富集了约 10倍。

这些血小板也不是静静待在那里。

活体成像发现,它们在红髓中的移动速度较慢、运动轨迹更曲折,而且表现出更多胞内钙信号,并出现伪足等部分活化特征。

但大多数血小板并没有被永久黏住。

研究人员通过脉冲标记实验进一步发现,当脾血管解除夹闭后,滞留在其中的血小板可以在 5分钟内 重新进入循环;这一批细胞大约相当于循环血小板总量的 15%,其大小和随后观察到的半衰期与普通循环血小板相近。

因此,脾脏红髓并不是一个简单的“血小板垃圾桶”。

正常血小板进入这里以后,会经历一定程度的信号刺激,但随后还能重新回到血液。

问题的核心变成了:脾脏如何区分“只是受到一点刺激”的血小板和“已经过度活化”的血小板?

决定血小板去留的,是两套方向相反的信号

答案来自脾脏红髓特殊的微环境。

在绝大多数血管中,血小板与血管外的细胞外基质(extracellular matrix, ECM)被完整的血管内皮隔开。

但脾脏红髓很特殊。

血细胞在这里可以离开典型的封闭血管结构,缓慢穿行于富含细胞外基质的组织空间。因此,血小板会直接接触胶原(collagen)、层粘连蛋白(laminin)以及perlecan等分子。

其中存在两套方向相反的信号系统。

一方面,胶原等成分可以激活血小板表面的糖蛋白VI(glycoprotein VI, GPVI),启动基于免疫受体酪氨酸活化基序(immunoreceptor tyrosine-based activation motif, ITAM)的信号,并通过Syk等分子推动血小板活化。

另一方面,perlecan可以与血小板表面的G6b-B结合,通过免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif, ITIM),招募Shp1/2磷酸酶,产生与GPVI-Syk方向相反的抑制信号。

激活信号和抑制信号同时存在,并形成一种动态平衡。

因此,对于静息血小板来说,进入红髓并不是简单的“激活”。

体外的“spleen-on-a-chip”实验进一步支持这一点。与单纯胶原基质相比,同时存在胶原和perlecan时,血小板黏附明显减少;抑制Shp1/2以后,血小板黏附增加,而进一步抑制Syk又可以逆转这一效应。

这解释了一个此前很难回答的问题:

为什么血小板接触脾脏细胞外基质,却不会全部发生不可逆活化?

因为正常情况下,G6b-B–Shp1/2通路在给它们“踩刹车”。

但如果血小板进入脾脏之前已经被激活,结果就不同了

研究中最有意思的一步,是发现这套系统具有明显的阈值效应(threshold effect)。

对于静息血小板,GPVI相关的激活信号不足以压过G6b-B–Shp1/2产生的抑制信号,因此血小板经过红髓以后还能重新回到循环。

但如果血小板在进入脾脏以前已经接受过凝血酶、炎症等刺激,它们携带的“既往激活状态”会与脾脏中GPVI产生的信号叠加。

一旦总信号超过某个阈值,抑制作用就无法完全抵消。

接下来发生的是inside-out signaling:胞内信号改变整合素构象,使β1整合素(β1 integrin)进入高亲和力状态。

这一步非常关键。

血小板表面存在α2β1、α6β1和α5β1等β1整合素,可以分别结合胶原、层粘连蛋白和纤维连接蛋白。整合素被充分激活以后,原本可以继续移动的血小板开始稳定黏附于红髓基质。

研究人员对此进行了多层验证。

缺乏kindlin-3——也就是inside-out整合素活化所必需的分子——会降低活化血小板在脾脏中的积聚;使用BTT-3033阻断α2β1整合素,同样可以减少脾脏捕获。

而在输注活化血小板 6小时 以后,研究人员观察到更多血小板与红髓巨噬细胞共定位,并检测到更强的吞噬信号。

既往活化 → GPVI/Syk信号进一步累积 → 超过G6b-B/Shp1/2抑制阈值 → β1整合素活化 → 红髓黏附 → 巨噬细胞吞噬清除

这是一种基于“功能状态”而不是单纯基于细胞年龄的筛选机制。

事实上,研究人员发现,脾切除并没有明显改变超过72小时的老龄血小板清除速度,提示这项功能的重点并不是专门回收“老血小板”,而是处理过度活化的血小板。

小鼠中的机制,在人体里能看到吗?

这是这项研究能否成立的关键问题。

研究人员采用了三类人体证据。

首先,他们回顾性分析CT数据,将受试者分为急性血栓、急性脓毒症和对照三组,每组 10人。患者需要同时拥有急性事件发生后48小时内的CT,以及稳定时期的对照CT。

结果显示,急性血栓和脓毒症期间脾脏体积均出现增加,三组总体比较 P=0.0001;与对照相比,血栓组差异为 P=0.0059,脓毒症组为 P<0.0001。

其次,在心肌梗死和脓毒症患者的尸检脾组织中,研究人员观察到了相对更多的血小板积聚。

第三,也是更直接的一组证据,来自活化血小板PET示踪。

研究人员使用 [^18F]GP1 PET/CT。[^18F]GP1可以结合活化血小板表面的糖蛋白IIb/IIIa,即αIIbβ3整合素。

急性心肌梗死患者与稳定性冠状动脉疾病对照各 10人。结果显示,急性心肌梗死患者脾脏中的[^18F]GP1信号明显升高,最大靶/背景比(TBRmax)差异达到 P=0.0003。

这些人体结果与小鼠实验方向一致:

当全身出现明显的血栓或炎症刺激时,脾脏似乎会增加对活化血小板的截留。

但人体部分主要是观察性证据。目前还不能像小鼠实验那样,通过人为关闭脾脏血流来证明这种过程直接降低了人的血栓风险。

这项研究值得关注的,是改变了一个思考框架

我们通常把血小板稳态理解成一个“如何防止血小板误激活”的问题。

例如,正常血管内皮持续释放一氧化氮(nitric oxide)和前列环素(prostacyclin),抑制血小板活化,同时利用完整内皮把血小板与胶原等细胞外基质隔开。

这项研究增加了另一层控制逻辑:

机体不仅需要防止血小板被不恰当地激活,还可能需要不断清除那些已经跨过活化阈值、重新进入循环的血小板。

在这个框架下,脾脏更像是一个全身性血小板状态调节器。

它并不是降低所有血小板反应性,因为那样会损害正常止血;相反,它更倾向于保留静息或轻度活化血小板,同时清除已经处于高活化状态的那一部分细胞。研究人员因此提出,脾脏红髓可以调节全身血小板反应性,并降低血栓炎症相关风险。

这种“选择性处理”尤其值得关注。

当前许多抗血小板治疗的基本思路,是降低血小板整体活化能力,而疗效与出血风险之间始终需要权衡。如果未来能够更加精准地干预“过度活化血小板的识别与清除”,理论上可能提供另一种治疗思路。

不过,这还是一个研究方向,而不是已经得到临床验证的治疗策略。

现在还不能把脾脏简单称为“人体抗血栓器官”

这项工作的证据链很完整,但也有几个重要局限。

首先,因果机制的大部分证据来自小鼠。急性夹闭脾血管是一种非常有效的机制验证手段,但它与临床上的长期脾切除状态并不完全相同。

其次,人体样本量较小。例如CT脾体积研究和PET/CT研究都只有每组10人,主要作用是验证方向的一致性,而不是精确估计临床效应大小。

第三,脾脏体积增加并不等于血小板截留增加。研究人员也明确指出,特别是在脓毒症中,免疫细胞浸润等因素同样可能导致脾脏增大。

第四,脾脏显然不是唯一清除活化血小板的器官。在感染过程中,肝脏Ashwell-Morell受体介导的血小板清除等机制也已经被报道,不同系统可能在不同疾病状态下相互补充甚至竞争。

最后,从GPVI、G6b-B、Shp1/2到β1整合素,这些分子本身都参与血小板正常生理。特别是G6b-B缺失会影响血小板生成并导致严重血小板减少,因此,“找到通路”距离“找到安全药物靶点”仍然有很长距离。

当一个血小板离开血栓之后,它的故事可能才刚刚开始

该研究最吸引人的地方,在于它把研究视线从血栓发生的局部,拉到了整个循环系统。

过去,我们往往关注血小板怎样进入血栓。

Laun等人的工作进一步追问:

那些离开血栓、却已经被激活的血小板,机体怎样处理?

答案指向了脾脏红髓中的一套状态识别系统:低水平信号可以被G6b-B–Shp1/2抑制,血小板继续循环;一旦此前的激活信号与GPVI-Syk通路共同越过阈值,β1整合素被激活,血小板便被截留,并最终由红髓巨噬细胞清除。

如果这一机制在更大规模的人体研究中得到进一步验证,那么我们对脾脏、血小板乃至血栓炎症的理解,都可能需要增加一个重要维度:

决定疾病风险的,也许不仅是“多少血小板被激活”,还包括机体有没有能力及时把已经过度活化的血小板从循环中移走。

这也留下了一个值得继续关注的问题——未来抗血栓治疗是否只能设法让血小板“少激活一点”,还是有可能利用机体自身的筛选机制,更有选择地处理那些已经进入危险状态的血小板?

 
 

参考文献

 
Laun L, Leunig A, Zhang F, Akgöl S, Rossaro D, Fabritius MP, Anjum A, Kreutz L, Mackert N, Araujo GHM, Mahameed S, Balmforth C, Hoffknecht ML, Mader M, Hoffmann K, Reittinger J, Knechtel J, Kwabla NM, Mulkers M, Schmid M, Solarz J, Niederdorfer H, Escaig R, Dewender R, Schulz H, Klauschen F, Stark K, Gaertner F, Newby DE, Nieswandt B, Swirski FK, Nagy Z, Mazharian A, Kaiser R, Senis YA, Massberg S, Nicolai L. Splenic regulation of systemic platelet activation state. Science. 2026 Sep 17;393(6817):eaec7230. doi: 10.1126/science.aec7230. Epub 2026 Sep 17. PMID: 42752134.