腫瘤相關(guān)性貧血患者血清GDF-15和鐵調(diào)素的表達(dá)及意義

石雪梅，劉樹業(yè)

(1天津醫(yī)科大學(xué)，天津300070;2天津市第三中心醫(yī)院)

腫瘤相關(guān)性貧血(CRA)是指腫瘤病程中因直接或間接因素導(dǎo)致的貧血，是腫瘤患者常見的并發(fā)癥之一。鐵調(diào)素是維持機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的最重要的細(xì)胞因子，紅系祖細(xì)胞所分泌的生長分化因子-15(GDF-15)可調(diào)節(jié)鐵調(diào)素表達(dá)［1，2］。鑒于 GDF-15在癌癥的發(fā)生發(fā)展中所起的作用，我們推測GDF-15可能通過調(diào)節(jié)鐵調(diào)素的表達(dá)而參與CRA的發(fā)生。本研究觀察了GDF-15和鐵調(diào)素在CRA患者中的表達(dá)，探討二者在CRA發(fā)病中的作用。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2013年1月～2014年1月就診于天津市第五中心醫(yī)院的131例消化道腫瘤患者。其中中、重度貧血(Hb 30～90 g/L)27例(A組)，男12例、女15例，年齡(63.52±9.96)歲;輕度貧血(Hb＞90 g/L且男性＜120 g/L、女性＜110 g/L)49例(B組)，男29例、女20例，年齡(61.71±8.72)歲;不貧血55例(C組)，男17例、女38例，年齡(61.60±9.08)歲。另擇健康查體者40例作為對照組，男16例、女24例，年齡(62.88±5.45)歲。各組性別、年齡具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 檢測方法 采集受試者清晨空腹靜脈血5 mL，其中2 mL加入EDTA-K2抗凝，采用全自動血細(xì)胞分析儀檢測 WBC、RBC、Hb、網(wǎng)織紅細(xì)胞(Ret)、平均紅細(xì)胞體積(MCV)、紅細(xì)胞分布寬度(RDW);另外3 mL室溫下放置2 h，離心分離血清，-80℃保存，用ELISA法檢測鐵蛋白、鐵調(diào)素和GDF-15。

1.2.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件，結(jié)果以±s表示。組間比較采用One-way ANOVA檢驗(yàn)，相關(guān)性分析采用非參數(shù)Spearman相關(guān)。檢測水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 各組血液學(xué)指標(biāo)比較 見表1。

表1 各組血液學(xué)指標(biāo)比較(±s)

表1 各組血液學(xué)指標(biāo)比較(±s)

注:與對照組比較，*P＜0.05，＊＊P＜0.01;與C組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01;與B組比較，▲P＜0.01。

組別 n RBC(×1012/L) Hb(g/L) MCV(fL) RDW-CV(%) RET(%) WBC(×109/L)A組 27 2.98±0.77＊＊△△▲ 77.30±17.17＊＊△△▲ 81.70±11.61＊＊△ 15.61±3.94＊△ 1.79±1.56＊＊△ 7.92±3.61*B組 49 3.71±0.52＊＊△△ 105.12±6.72＊＊△△ 86.85±9.61* 16.03±3.92＊＊△△ 1.31±0.70＊＊△ 7.91±3.15*C組 55 4.25±0.57 132.24±11.22 89.09±5.96* 13.91±3.26 0.87±0.51 8.41±3.18*對照組 40 4.29±0.39 132.75±12.46 92.31±5.26 13.14±0.52 0.79±0.27 6.41±1.88

2.2 各組鐵生化指標(biāo)比較 見表2。

3 討論

臨床診治過程中，常常忽視了貧血對腫瘤患者的影響。歐洲癌癥貧血調(diào)查顯示，僅40%的腫瘤患者接受了貧血治療，其中約17.4%的患者使用過促紅細(xì)胞生成素，15.0%的患者接受過輸血，而接受過鐵劑治療的患者僅6.5%［3］。流行病學(xué)調(diào)查顯示，貧血的癌癥患者平均生存期可縮短20%～43%［4］。貧血時(shí)因血液攜氧能力下降導(dǎo)致組織和細(xì)胞缺氧，抑制正常組織和細(xì)胞的增殖、促進(jìn)細(xì)胞分化及發(fā)生細(xì)胞凋亡和壞死，而在部分腫瘤組織，缺氧會誘導(dǎo)腫瘤適應(yīng)性改變，導(dǎo)致一部分具有侵襲性表現(xiàn)的癌細(xì)胞出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致腫瘤進(jìn)展和腫瘤治療抵抗［5］。CRA的病因與多種因素有關(guān)，包括腫瘤自身的因素、抗腫瘤治療過程中的不良反應(yīng)、各種出血傾向等其他相關(guān)因素［6］。在以無效造血和鐵代謝紊亂為特征的一類疾病中，如地中海貧血、先天性紅細(xì)胞生成障礙性貧血和丙酮酸激酶缺乏癥等，GDF-15表達(dá)顯著增高［1，7，8］。因此，GDF-15 可作為無效造血所導(dǎo)致的貧血與其他類型貧血的鑒別診斷指標(biāo)。鐵調(diào)素是維持機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)的最重要的細(xì)胞因子，鐵代謝紊亂導(dǎo)致的功能性鐵利用障礙，是引起CRA的重要因素。研究發(fā)現(xiàn)，先天性紅細(xì)胞生成障礙性貧血患者體內(nèi)的GDF-15水平顯著增高，其高水平的GDF-15可以抑制鐵調(diào)素表達(dá)［2］。在體外用高濃度GDF-15處理人肝細(xì)胞時(shí)，可使鐵調(diào)素 mRNA表達(dá)下調(diào)［1］。但也有研究指出，作為一個潛在的調(diào)節(jié)因子，GDF-15也可以刺激肝細(xì)胞生成鐵調(diào)素。目前，GDF-15對鐵調(diào)素的作用及調(diào)節(jié)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究闡明。

表2 各組鐵生化指標(biāo)比較(±s)

表2 各組鐵生化指標(biāo)比較(±s)

注:與對照組比較，*P＜0.05，＊＊P＜0.01;與C組比較，△P＜0.05，△△P＜0.01;與B組比較，▲P＜0.05。

組別 n 鐵蛋白(mg/mL) 鐵調(diào)素(mg/mL) GDF-15(pg/mL)A組 27 172.75±242.61＊＊△△▲ 218.53±339.15＊＊△△▲ 4 564.59±3 619.63＊＊△△▲B組 49 280.73±293.15 339.15±287.50＊△ 3 553.87±1 946.41*C組 55 290.61±196.75 450.77±196.22 3 350.44±1 644.83*對照組 40 227.70±123.04 451.09±270.02 2 517.95±716.62

研究發(fā)現(xiàn)，鐵調(diào)素表達(dá)與造血活動關(guān)系緊密。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鐵調(diào)素可以通過抑制Epo水平，抑制紅系集落的形成，從而抑制紅系造血活動［9］;反之，造血活動可抑制鐵調(diào)素的表達(dá)，貧血可致鐵調(diào)素表達(dá)下降，但是當(dāng)阻斷造血活動時(shí)這種調(diào)節(jié)作用消失，表明貧血對鐵調(diào)素的調(diào)節(jié)是通過紅系造血活動實(shí)現(xiàn)的。持續(xù)給予小鼠松節(jié)油制造小鼠慢性病性貧血(ACD)模型時(shí)，鐵調(diào)素水平在ACD早期明顯升高，而隨著疾病的進(jìn)展，鐵調(diào)素逐漸下降［10］。在ACD的早期，炎癥細(xì)胞因子可以作為獨(dú)立因素上調(diào)鐵調(diào)素的表達(dá)，隨著ACD病程的進(jìn)展，持續(xù)升高的鐵調(diào)素將下調(diào)機(jī)體鐵的水平，造成機(jī)體真正鐵缺乏;鐵的缺乏以及造血對鐵的需求，反過來又將下調(diào)鐵調(diào)素的表達(dá)，形成反饋調(diào)節(jié)通路。胃腸道腫瘤患者由于伴有長期慢性失血，極易由ACD演變?yōu)锳CD伴有缺鐵性貧血，機(jī)體的鐵缺乏將下調(diào)鐵調(diào)素的表達(dá)，反饋性地增加機(jī)體對鐵的吸收。本研究顯示，中重度CRA患者的鐵蛋白水平明顯低于正常對照組，說明患者機(jī)體內(nèi)存在鐵缺乏。因此在癌癥伴有中重度貧血時(shí)，細(xì)胞因子對鐵調(diào)素的正向調(diào)節(jié)及缺鐵對鐵調(diào)素的負(fù)向調(diào)節(jié)可能同時(shí)發(fā)生作用，影響CRA患者體內(nèi)鐵調(diào)素的水平。

GDF-15的表達(dá)增強(qiáng)以及GDF-15介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的異?；罨部赡芤种畦F調(diào)素的表達(dá)，將因此增加由于無效造血和鐵吸收增多引起的多種疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。GDF-15基因很可能是一個在應(yīng)激條件下被誘導(dǎo)表達(dá)的可調(diào)控基因，急性損傷、炎癥及腫瘤等因素均可誘導(dǎo)其表達(dá)。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)研究表明，一些抗腫瘤藥物如5F-203、靈菌紅素能夠上調(diào) GDF-15 的表達(dá)［11］。

研究顯示，當(dāng) GDF-15達(dá)到6 000 pg/mL時(shí)，GDF15水平與鐵調(diào)素水平呈負(fù)相關(guān)，提示在CRA的病程中，高濃度的GDF-15可以通過促進(jìn)EPO生成或促進(jìn)紅細(xì)胞生成，使機(jī)體鐵需求增加，進(jìn)而抑制鐵調(diào)素的表達(dá)。而當(dāng)GDF-15＜2 000 pg/mL時(shí)，GDF-15和鐵調(diào)素呈正相關(guān)，提示低濃度的GDF-15對鐵調(diào)素沒有抑制作用。GDF-15對鐵調(diào)素的表達(dá)具有雙重調(diào)節(jié)作用，其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

膜鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白—鐵調(diào)素調(diào)節(jié)軸是機(jī)體維持鐵穩(wěn)態(tài)的主要機(jī)制，腫瘤細(xì)胞可能通過破壞這一調(diào)節(jié)軸而影響機(jī)體鐵穩(wěn)態(tài)［12］。本研究顯示，隨著腫瘤病程的發(fā)展，GDF-15的分泌不斷增加，GDF-15抑制鐵調(diào)素的表達(dá)，進(jìn)而增加了鐵吸收，最終導(dǎo)致腫瘤患者CRA的發(fā)生。

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