血小板与衰老相关疾病的研究进展

Research Progress on Platelet and Aging-Related Diseases

摘要: 衰老是随年龄增长出现的生理及心理机能衰退的不可逆过程。研究表明，血小板是许多病理生理过程的重要参与者。血小板随增龄发生变化，加速衰老进展，与衰老相关疾病的发生和发展密切相关，但目前血小板与衰老及相关疾病之间的关系尚不明确。因此，深入了解血小板在衰老及其相关疾病中的变化尤为重要。本综述将对血小板与衰老及其相关疾病的研究进展作一综述，旨在为延缓衰老相关疾病的发生和发展提供新的诊疗策略。

Abstract: Aging is an irreversible process of physical and psychological decline with age. Studies have shown that platelets are important participants in pathophysiological processes. Platelets change with ag-ing, accelerate the aging process and are closely related to the occurrence and development of ag-ing-related diseases. However, the specifics of the relationship between platelet and aging-related diseases are still not fully understood. Therefore, in-depth understanding of altered platelets in ag-ing and age-related diseases has become particularly important. This review provides an overview of the research progress on platelets, aging and aging-related diseases, aiming to providing new di-agnosis and treatment strategies for delaying the occurrence and development of aging-related diseases.

1. 引言

人类老龄化和年龄相关疾病已经成为全国面临的最大挑战和经济负担，未来几十年老龄化人口将显著增长，人口老龄化的主要挑战是年龄相关疾病的增加。然而目前对衰老及其相关疾病的认识仍有不足。血小板作为外周血简单易获得的指标越来越受到关注。研究表明，血小板随增龄发生变化，同时衰老相关因素也会调控血小板，加速衰老。但目前血小板与衰老及其相关疾病之间的关系尚存在争议。因此，本文将从炎症和氧化应激两个方面阐述血小板与衰老的相关机制，并对血小板的数量及功能变化与衰老及其相关疾病的最新研究进展进行综述，旨在为延缓衰老相关疾病的发生和发展提供新的诊疗策略。

2. 血小板和衰老

2.1. 生理状态下血小板数量随衰老的变化

大量研究表明，血小板计数(platelet count, PC)存在年龄、性别和种族的不同，但年龄是健康人PC的主要决定因素 [1]。研究表明 [2] [3] [4]，世界不同种族的老年人PC较低。Dayal等 [5] 将4个月与18个月大的小鼠PC相比，发现18个月大的小鼠PC增加。管博文等 [6] 发现血小板升高接近30%，尚未有研究报道老年小鼠PC下降。以上结果提示在PC方面老年小鼠可能与老年人存在差异。有研究数据显示 [1]，PC与年龄呈线性负相关。然而，有研究发现20~60岁受试者PC保持稳定，大于60岁老年人PC下降较快，说明衰老过程中PC下降并非呈线性 [2]。大量研究表明PC随增龄而减少，但衰老过程中PC下降的机制尚不清楚，有研究认为，衰老过程中造血干细胞储备的减少可能是血小板生成减少的原因 [7]，其他研究认为血小板减少是造血干细胞群体向巨核细胞偏向转变的结果 [8]。然而，这些只是假设，还需要进一步研究以确定与衰老相关的血小板数量变化的机制。

2.2. 生理状态下血小板超微结构的变化

血小板虽无核，却含有功能完整的细胞成分，包含三种不同颗粒(α颗粒、致密颗粒和溶酶体颗粒)、线粒体、小管系统、自噬体和多种RNA等结构。不同的生理状态和衰老相关疾病都会影响血小板的超微结构。田举 [9] 通过透射电镜观察发现，老年组较年轻组血小板膜形状变得不规则、表面粗糙、破裂，伪足和突起变得细长且增多，颗粒减少，线粒体肿胀、空泡化，小管系统扩张和自噬体数量增加，表明随增龄血小板超微结构发生变化，尤其是大于65岁老年人血小板结构改变较为明显。血小板颗粒成分是血小板释放活性物质的重要结构，可推测随增龄血小板功能也会发生改变。

2.3. 衰老过程中炎症、氧化应激与血小板

关于衰老的机制有端粒学说、自由基学说、表观遗传学说、DNA损伤学说、自噬学说、细胞因子学说等。衰老过程的一个标志是炎症和氧化应激增加 [10]，在衰老过程中影响着血小板活化和聚集。衰老与许多由血小板储存、合成和释放的凝血因子、纤溶途径的血小板相关成分改变有关，如血浆中的β-血栓球蛋白、血小板因子4、纤维蛋白原、血管性血友病因子、纤溶酶原激活抑制剂-1都随增龄而增加，均由活化的血小板释放。

2.3.1. 炎性衰老、免疫衰老与血小板

衰老多种机制(端粒学说、表观遗传修饰、自噬)也会导致衰老过程中炎症的加剧。Franceschi等 [11] 首次将与年龄相关的慢性促炎症状态称为炎性衰老。衰老与多条炎症信号通路密切相关，表现为促炎因子的增加。老年人常呈慢性低度炎症状态，慢性炎症过程也会加速衰老。越来越多的证据表明，血小板是参与炎症和感染过程的关键细胞 [12]。血小板存在完整的翻译体系可合成炎症因子。活化的血小板通过P-选择素/P-选择素糖蛋白配体1作用于单核细胞，血小板α颗粒分泌趋化因子，推动单核细胞合成促炎症产物。Davizon等 [13] 发现老年人和小鼠的血小板整合素αIIbβ3水平升高，且老年人的血小板与白细胞聚集增加。Davizon还表明，衰老过程中肿瘤坏死因子α系统水平升高会促进巨核细胞重编程、血小板线粒体功能障碍、血小板高反应性，使血小板促凝潜能增加和血栓形成，使用单克隆抗TNF-α抗体可降低老年小鼠体内血小板反应性。因此，研究表明血小板中促炎因子和抑炎因子失衡与增龄密切相关。

免疫系统随增龄也发生改变。Walford提出免疫衰老的概念，反映了细胞和血清学免疫反应中与年龄相关的变化。老年小鼠器官衰老，CD4/CD8比值下降，与老年人相似，免疫力下降，易患各种疾病 [6]。血小板作为免疫效应器参与先天和适应性免疫细胞的合作，血小板–免疫细胞相互作用可以有效地增强免疫细胞功能，在某些情况下，可构成宿主防御机制的先决条件。血小板不仅是在激活时脱颗粒的储存囊泡，还以特定的方式衍生免疫调节剂。研究显示，β2-微球蛋白(beta-2-microglobulin, β2M)是一种全身性衰老因子，血小板以β2M依赖的方式调节年龄相关的单核细胞免疫分化，随着年龄的增长，血小板衍生的β2M有助于心脏巨噬细胞组成，β2M缺失会下调炎症和上调修复性细胞因子在功能上改变单核细胞，修复性和促纤维化的单核细胞分化导致年龄相关的心肌纤维化，导致心脏功能下降，表明血小板衍生的β2M在年龄相关的免疫稳态中起重要作用 [14]。因此，推测保持适当的免疫稳态可能比严格预防炎症更重要。虽然人类无法改变增龄带来的免疫变化，但可以通过改变生活方式降低或延迟疾病的发生可能。比如保持良好的习惯(规律饮食、适度运动)，保持良好心态，在平时也应该避免各种不良生活方式，才能维持自身的免疫稳态。

2.3.2. 衰老、氧化应激与血小板

Harman首先提出了衰老自由基理论，衰老的氧化应激假说是基于细胞氧化还原平衡的老化改变，伴有与年龄相关的免疫系统失调。随着衰老过程中氧化应激的增加，血小板内活性氧升高，增加血小板活化。Dayal等 [5] 报道，老年小鼠的血小板中过氧化氢和超氧化物歧化酶增加，表明衰老小鼠的血小板高反应性与血小板超氧化物生成增加有关。而谷胱甘肽过氧化物酶缺乏促进血小板依赖性血栓形成 [15]。以上研究表明，衰老相关的血小板反应性增加可能由抗氧化剂和促氧化剂失衡所致。也有研究表明 [16]，随着衰老活性氧产生增加会激活巨核细胞和血小板中的雷帕霉素复合物1，这反过来又会促进巨核细胞和血小板生成以及血小板活化。有研究报道 [17]，线粒体是产生超氧化物的另一种途径，活性氧可能通过损伤线粒体而在衰老中起核心作用。

3. 衰老相关疾病中的血小板

衰老是许多疾病的主要危险因素，老年人的增加伴随着衰老相关疾病患者数量的增加。PC随增龄而减少，但血小板反应性通常会增加，这将导致患有血小板相关疾病的风险增加，同时衰老相关疾病也影响着血小板。

3.1. 血栓形成与血小板

血栓形成和炎症相互关联，其中关键是血小板。老年人血栓形成风险增加的部分原因是血小板活化增加。在衰老过程中血小板活化、聚集和分泌增强，可致高龄者血小板过度激活以及发展到血栓前状态。研究发现高血小板计数与颈动脉、脑动脉血栓形成的风险有关 [18]。Johnsen等 [19] 发现，静脉血栓栓塞症诊断时测得的血小板计数增加与发生大出血的风险较高有关。活化的血小板通过多种直接和间接机制作为诱导和放大血栓形成的平台。人类血小板具有丰富的动态功能，血小板活化后与单核细胞和红细胞相互作用，促血栓形成和促炎介质的释放增加。衰老过程中炎症反应增加导致血栓形成倾向升高，同时随年龄增长产生的活性氧也会使血小板活化并促进静脉血栓形成。Schwertz等 [20] 首次证明了人类血小板具有逆转录酶活性，调节血小板形态和蛋白质合成，导致体内外的血栓形成；抑制逆转录酶活性可使自噬蛋白合成增加，调节血小板活化和血栓形成 [21]。因此，随着人类寿命和老年人的比例增加，老年人血栓性疾病的负担可能会变得更大。

3.2. 2型糖尿病(Type 2 Diabetes Mellitus, T2DM)与血小板

一项针对300名参与者的横断面研究，根据空腹血糖水平分为非糖尿病组、空腹血糖受损组、糖尿病组，发现三组间PC无显著性差异 [22]。国内最新研究也发现T2DM组PC较对照组无显著性差异 [23]，这与金红玉等 [24] 人的研究结论相一致。但也有研究表明，T2DM患者PC显著低于健康对照组 [25]。最新研究发现 [26]，周围神经传导功能较差和T2DM存在神经病变的患者PC低于健康对照组，表明PC可能是预测糖尿病慢性并发症–糖尿病周围神经病变的潜在生物标志物，同时利用ROC曲线分析表明PC有助于诊断T2DM微血管病变 [27]。因此，关于在糖尿病患者中PC如何变化尚存在争议。

糖尿病被认为是一种血小板反应性增强的“促血栓状态”。糖尿病可通过高糖状态、胰岛素抵抗和氧化应激影响血小板功能：首先，血糖升高可使血小板表面蛋白糖基化，削弱膜的流动性增加血小板粘附 [28]。高血糖可能具有直接的渗透作用，暴露于高渗透压会激活血小板膜受体蛋白和P-选择素的表达 [29]。此外，急性和慢性高血糖也会诱导体内蛋白激酶C活化，触发血小板活化，长期血糖升高，血管内皮细胞会受损，激活凝血途径致高凝和纤溶亢进形成血栓 [30]。其次，胰岛素是血小板过度活跃的天然拮抗剂，T2DM患者的胰岛素抵抗不仅会降低血小板对前列环素I₂和一氧化氮等抗凝剂的敏感性，还会减少前列环素和一氧化氮分泌 [31]。最后，高血糖可导致活性氧和活性氮产生增加，导致氧化应激，氧化应激通过激活血小板和促进血小板聚集增加血小板内钙浓度。此外，糖尿病患者的血小板高反应性还与各种代谢状况有关，如肥胖、血脂异常、全身炎症增加等 [9] [32]。然而，糖尿病中血小板过度活跃的机制仍存在争议，尚需要大量实验研究对糖尿病中血小板过度活跃的机制给予详细阐述，将对糖尿病及相关并发症的早期诊断和监测具有重要意义。

3.3. 心血管疾病(Cardiovascular Disease, CVD)与血小板

随着年龄的增加，CVD是最常见的死亡原因。血小板在心血管事件中起重要作用，但PC与CVD之间的关系尚无统一定论。国内外研究发现冠心病患者与健康人群间PC无统计学意义 [33] [34] [35]。然而有证据表明PC与冠心病发生风险有关。通过选取冠心病患者与健康人群比较，发现冠心病患者PC明显高于健康对照组 [36] [37]。而且冠脉单支病变、多支病变组PC明显高于健康人群，PC与冠脉狭窄程度呈正相关 [38]。刘盼等 [39] 发现冠心病患者PC明显低于健康对照组；同时将冠心病患者进行年龄分组发现小于60岁组与大于60岁组PC差异有统计学意义，即随年龄增加，PC逐渐下降。基于以上的分析，仍然需要更多的研究阐明PC和CVD之间的关联。

李海芹 [40] 发现冠心病患者血小板活化因子水平升高，可促进血小板活化，增加血小板聚集，可致冠脉狭窄风险增加。一项回顾性分析研究对60例接受阿司匹林治疗的老年冠心病患者随访6个月评估心血管不良事件发生情况，发现22 %的患者发生了心血管不良事件，并得出血小板聚集率过表达可能是老年冠心病患者心血管不良事件发生的独立预测因素 [41]。血栓事件急性发作会引发急性冠脉综合征(acute coronary syndrome, ACS)，血小板及其活化是了解ACS发病的基石。血小板可成为ACS患者长期预后的一个独立预测因素 [42]。血小板活化和随后形成的富含血小板的冠状动脉血栓是CVD发病率和死亡率升高的部分原因 [13]。在分子水平上，血小板粘附在受损的血管内皮细胞并激活，可影响血小板聚集和与其他细胞和分子的粘附，另一方面，血小板激活会释放储存在血小板颗粒中的多种分子，使血小板与其他细胞相互作用，引起炎症血栓事件和CVD [43]。有研究表明，血小板–中性粒细胞的相互作用可作为CVD治疗新靶点 [44]。在老年人中，血小板活化促进血栓形成，从而增加CVD的风险。年龄相关的血小板活化增加与CVD患者血小板抗氧化剂的减少有关 [45]，抗氧化能力降低导致血小板活化。此外，还发现80~100岁的高龄患者抗氧化水平出现适应性增加。因此，还需要进一步的研究来确定衰老和一种或多种与年龄相关的共病是如何导致促氧化剂和抗氧化剂失衡的。

3.4. 阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)与血小板

AD是一种进行性神经退行性疾病，是痴呆的最常见原因。AD的大脑改变开始于痴呆症状前10~20年。因此，在临床表现出现之前识别诊断标志物对AD早期诊断尤为重要。研究发现，涂层血小板是胶原蛋白和凝血酶激发形成的血小板子集，AD早期阶段高促凝活性的涂层血小板数量升高，同时涂层血小板水平与AD严重程度呈负相关 [46]。然而，有研究发现 [47]，AD患者PC无显著性差异。在遗传水平上也未检测到PC与AD存在任何显著的遗传相关性 [48]。因此，PC与AD之间的关系仍需多中心大样本研究进一步阐述。

最初通过量化AD组血小板聚集水平、P-选择素的表达和血小板–白细胞复合物水平增加，表明AD患者的血小板活化程度升高 [49]。越来越多的证据表明，AD患者血小板处于激活状态，血小板黏附、聚集、释放增强。AD的主要特征是β淀粉样蛋白(amyloid beta, Aβ)沉积。血小板在血小板膜上暴露淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein, APP)，并在α颗粒中包含从APP生成Aβ所需的必需酶。血小板在外周血中分泌超过90%的Aβ，通过淀粉样蛋白途径处理APP以释放神经毒性肽，这些肽沉积在大脑并在血管附近积聚。脑血管中Aβ积聚会导致慢性神经炎症状态，加剧血小板活化。研究表明，随着年龄的增长血小板中Aβ含量升高，且生成Aβ所需的酶活性改变 [50]。最新的研究发现血小板可通过破坏血脑屏障将Aβ从外周转运到大脑，使Aβ在大脑中沉积，加速AD进展 [51]。而且，AD患者的血小板APP比率降低，一项荟萃分析显示血小板APP比率越低，疾病就越严重 [52]。APP比率降低和生成Aβ所需的酶活性改变将导致Aβ产生增多，加剧血小板活化，进一步促进活性氧的产生。此外，血小板整合素αIIbβ3和膜糖蛋白VI、线粒体功能障碍也被证实在血小板介导的Aβ聚集中起重要作用 [53] [54]。

4. 结论

综上所述，随增龄血小板数量及功能发生变化，进一步促进衰老及其相关疾病的进展。血小板可被视为一种无创、简单易获取的外周指标，可为衰老相关疾病的诊治提供新途径。但血小板与衰老及相关疾病之间的关系尚存在争议。因此，仍需要研究继续探索衰老及其相关疾病与血小板之间的详细机制，从而为延缓衰老相关疾病的发生和发展提供有效的诊疗方案。