耶鲁大学：血小板成研究热点 不仅仅是凝血

耶鲁大学：血小板成研究热点  不仅仅是凝血

血小板（blood platelet）是只存在于哺乳动物血液中的有形成分之一，也是最小的血细胞。形状不规则，有质膜，没有细胞核，一般呈圆形，体积小于红细胞和白细胞。成年人血液中血小板数量为（1~3）×10^11个/L，一般呈圆形。血小板在长期内被看作是血液中的无功能的细胞碎片。血小板具有特定的形态结构和生化组成，在正常血液中有较恒定的数量（如人的血小板数为每立方毫米10～30万），在止血、伤口愈合、炎症反应、血栓形成及器官移植排斥等生理和病理过程中有重要作用。但是血小板过多会形成血栓，不易于血液流动。

最近，作为克利夫兰诊所/凯斯西储大学的一名研究分子心脏病学的研究生，心血管医学教授 John Hwa (MD, Ph.D.)发现自己身处一个很多实验室都在研究血小板的环境中，却选择了研究调节血压的肾上腺素能受体。当时，人们对这些小血细胞的意义了解甚少，似乎也很有限。血小板被认为是参与血液凝结的重要细胞，但其他的就不重要了。John Hwa 从未想过自己会像今天这样对血小板研究充满热情。

现在，随着研究人员意识到血小板参与调节体内许多过程，过去十年中关于血小板的研究数量呈爆炸式增长。作为一名医学科学家，Hwa 希望在迅速发展的血小板科学与临床实践之间架起一座桥梁。他和他的团队于 3 月 3 日在《自然 · 心血管研究》（Nature Cardiovascular Research） 的一篇评论文章中总结了多年来的工作成果。Hwa 指出：我们学到了很多东西。由于新兴的研究和技术，已知血小板参与的过程列表正在增加。

血小板到底是神马？

血小板是血液中的小细胞——比红细胞或白细胞小——没有细胞核，只能存活 7 到 10 天。它们公认的功能是形成防止出血的凝块，但这些凝块也会导致心脏病发作和中风，因此血小板一直是心脏预防药物的主要目标。

这些细胞还在 Hwa 经常在患者身上看到的其他异常出血或凝血问题中发挥作用，但为什么会发生这种情况仍不清楚。科学家们传统上认为血小板是一组同质的细胞，但不断发展的科学研究表明它们比以前认为的要多样化得多。这种知识是由于单细胞分析技术的兴起，这些技术揭示了单个细胞的独特性及其作用范围。通过更多地了解不同的子集，Hwa 希望建立一个“血小板图谱”，他相信这将为改进现有疗法和开发新疗法提供重要见解。

Hwa 指出：心脏是一个单一的器官，由许多不同的细胞组成，在生理学和病理学上具有不同的作用。血液也是一样。

尽管传统上被认为是止血和血栓形成的介质，但血小板已被证明具有广泛的其他生理和病理作用。它们的生理功能包括通过与血管壁相互作用来维持血管完整性以及促进伤口愈合和血管生成。血小板还通过储存和释放许多必需的血浆因子，如生长因子（VEGF、TGF-β 等）和血管张力调节剂（如血清素）来维持血浆含量的稳态。血小板通过细胞因子的储存和释放以及与不同循环免疫细胞的相互作用与生理炎症反应有着错综复杂的联系。

许多这些稳态功能是通过转移到其他细胞（例如，mRNA 或 miRNA）或从其他细胞接受来介导的。血小板因其在血栓性疾病中的病理作用而得到了很好的研究，例如糖尿病和许多其他疾病过程中血管血栓形成的增强。除了炎症性疾病、自身免疫性疾病、肝病和肾病外，血小板还与疾病状态的发病机制有关，例如感染（败血症和病毒感染，包括 COVID-19 和恶性肿瘤。这种生理和病理环境中的功能多样性对于没有细胞核的小型短命细胞来说是不寻常的。用临床方法补充基础研究可以为这些不同的功能提供关键的机制见解。

研究激发了医学革命

令人兴奋的新单细胞分析使研究人员能够获得有关单个细胞的大量数据，例如存在的基因、蛋白质、脂肪酸或脂质。这项新兴技术使研究人员能够更好地了解健康和患病血小板的特征，以及这些细胞的各种亚型。最近的科学表明，尽管血小板没有细胞核，但它们具有许多研究人员最初认为细胞需要细胞核的功能，比如修复血管壁和调节炎症。

Hwa 希望这些新知识能够帮助医生为患者量身定制更有效的治疗方法。例如，现有疗法可能针对错误的血小板亚群，或者遗漏了导致疾病的血小板。

Hwa 表示：这是下一次医学革命之一。临床测试擅长告知存在异常出血或凝血，但为什么会发生这种情况？基础科学可以为新的治疗目标提供线索。

血小板研究也可以使 COVID-19 患者受益。研究表明，该病毒会导致其感染的个体出现血小板异常。这导致包括耶鲁大学在内的多家机构向 COVID-19 患者开出低剂量的阿司匹林，这是一种通过降低血小板粘性来预防心脏病和中风的治疗方法。

血小板生理和病理作用的示意图。

用血小板知识解决疾病

Hwa 实验室目前正在研究血小板在癌症、糖尿病和衰老中的新作用。他说，靶向血小板可以帮助对抗癌症的生长和扩散。他的实验室发现血小板在糖尿病中起着重要作用，他希望通过他的研究进一步阐明这些机制。此外，他的实验室希望更好地了解衰老过程如何改变血小板，使老年人更容罹患心脏病和中风。他的团队还在冒险研究儿童血小板，并研究它们在儿科疾病中的作用。

Hwa 指出：我从没想过我们会成为一个以血小板为中心的实验室，但我们做到了。血小板研究已经爆发，我期待着我们正在进行的真正令人兴奋的研究。

作者最后表示：在基础科学研究取得重大进展的基础上，血小板不再被认为是同质群体，而是具有不同亚群的异质相互作用群体，可以预防或促进疾病过程。有关经典和先进的方法和研究增强了我们对血小板异质性、不同血小板亚群的功能以及血小板在疾病中作用的机制复杂性的理解。前沿将是继续在单细胞、单一疾病和单人水平上表征血小板。

通过新兴的检测方法有效和准确地研究血小板功能和反应的个体水平差异可能是提高抗血小板药物临床安全性的关键步骤。这些开发中的一些技术也可能适用于临床的高通量筛查，特别是创伤患者的快速决策以及确定针对独特血小板群体的新疗法。这些技术也可以潜在地用于监测治疗效果。理想情况下，这些技术和发现可能会导致开发更精确和个性化的诊断和即时护理设备，这将提高我们了解疾病病因和出血风险的能力，整合有关每个患者的病史、表现和风险因素的信息。这些知识将允许定制的、有针对性的治疗和预防心血管疾病和其他疾病。