癌癥相關(guān)性血栓形成的病理機(jī)制進(jìn)展

李廷廷，戰(zhàn)翠萍，崔久嵬

(吉林大學(xué)第一醫(yī)院 腫瘤中心，吉林 長春130021)

Armand Trousseau于1865年首次報道了惡性腫瘤與血栓的相關(guān)性,并指出血栓常作為隱性癌的臨床表現(xiàn),因此腫瘤相關(guān)性血栓也稱作Trousseaus綜合征。Blom等人[1]在3220人參與的一項(xiàng)病例對照研究中發(fā)現(xiàn)，癌癥患者的靜脈血栓形成風(fēng)險較無惡性腫瘤者增加了4-7.5倍。即使在無血栓形成的情況下，大多數(shù)癌癥患者也存在實(shí)驗(yàn)室可檢測到的凝血功能改變，這些生物標(biāo)志物不同程度表明了凝血活化，提示這些患者的高凝狀態(tài)。例如D-二聚體，可溶性血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor VEGF)，平均血小板體積(Mean platelet volume MPV)，細(xì)胞外囊泡，可溶性P-選擇素，凝血因子VIII，凝血酶原片段F1 + 2，蛋白S和蛋白C，抗凝血酶，纖維蛋白原，纖溶酶原激活物抑制劑(plasminogen activator inhibitor PAI)，組織因子途徑抑制劑(tissue factor pathway inhibitor TFPI)以及已知的高凝狀態(tài)標(biāo)志物(無凝血因子V Leiden及凝血酶原基因的突變體)等[2]。惡性腫瘤發(fā)生血栓的病理機(jī)制十分復(fù)雜，隨著相關(guān)研究的進(jìn)展，近年來對惡性腫瘤發(fā)生血栓的病理機(jī)制闡述的越來越明確。一方面腫瘤本身生長過程中因癌性突變而直接釋放一些與凝血相關(guān)的物質(zhì)，另一方面癌癥可以誘導(dǎo)相關(guān)炎癥以及釋放一些細(xì)胞因子觸發(fā)機(jī)體凝血功能的異常，本文就腫瘤相關(guān)血栓形成病理機(jī)制的一些研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

2 腫瘤直接產(chǎn)生的促凝物質(zhì)

2.1 組織因子(Tissue factor TF)

目前廣泛認(rèn)為TF是癌癥相關(guān)凝血障礙和血栓栓塞性疾病的主要驅(qū)動因子。TF可直接誘導(dǎo)凝血因子VII轉(zhuǎn)化為凝血因子VIIa，是引起外在凝血途徑的級聯(lián)反應(yīng)激活的關(guān)鍵因子。TF是一種在癌細(xì)胞質(zhì)膜或循環(huán)癌細(xì)胞衍生的微泡上的表達(dá)增加的跨膜蛋白。與正常組織相比癌癥患者中TF的表達(dá)和活性明顯上調(diào)，且經(jīng)常與血栓栓塞并發(fā)癥和預(yù)后不良關(guān)聯(lián)[3]。TF在不同類型的腫瘤中表達(dá)水平不同。已有報道表示胰腺癌，腦癌，肺癌，胃癌，卵巢癌和神經(jīng)膠質(zhì)瘤等腫瘤患者中血栓形成的高發(fā)病率與TF的高表達(dá)情況相關(guān)[1]。TF可于血液及轉(zhuǎn)移過程中激活血漿的凝血級聯(lián)反應(yīng)以及血小板。

目前我們認(rèn)為腫瘤患者中TF表達(dá)增加是由顯性癌基因激活或隱性抑癌基因失活所引起，而并非TF基因突變所決定。例如，在結(jié)腸直腸癌細(xì)胞(CRC)中，原癌基因kRAS和抑癌基因p53通過在轉(zhuǎn)錄和翻譯層面上共同調(diào)節(jié)TF的表達(dá)[4]。同樣，PTEN(一種已知對腫瘤抑制至關(guān)重要的脂質(zhì)磷酸酶)的喪失與腫瘤細(xì)胞中TF的上調(diào)有關(guān)，并促進(jìn)其促凝血活性。在小鼠腫瘤發(fā)生模型中，已證明癌蛋白MET可通過上調(diào)PAI-1和環(huán)氧合酶-2(COX-2)基因表達(dá)來增強(qiáng)癌細(xì)胞的促凝血活性。此外，轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)可通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)換(EMT)調(diào)節(jié)TF表達(dá)[5]。

2.2 癌癥促凝素(Cancer procoagulant，CP)

另一種腫瘤細(xì)胞的促凝蛋白是癌癥促凝素(CP)，CP是一種可以在不活化凝血因子VII的情況下，直接激活凝血因子X的半胱氨酸蛋白酶。已經(jīng)在不同的惡性細(xì)胞和羊膜絨毛膜組織中檢測到CP，且正常組織中通常不存在CP[6]。然而，一項(xiàng)針對乳腺癌患者的研究發(fā)現(xiàn)CP與促凝血活性無關(guān)[7]。目前CP對整體細(xì)胞的促凝血活性，及其與TF共同作用時的相對貢獻(xiàn)尚不清晰，需要更多的研究來探究CP在激活凝血和癌癥相關(guān)血栓形成過程中發(fā)揮的作用。

2.3 乙酰肝素酶

在大多數(shù)腫瘤中可觀察到乙酰肝素酶升高，尤其是在胰腺癌、胃癌以及多發(fā)性骨髓瘤中發(fā)生率更高，分別為78%、80%、86%。乙酰肝素酶是一種內(nèi)源性D-葡萄糖醛酸內(nèi)切酶，但其以非酶促的方式影響止血系統(tǒng)。乙酰肝素酶可上調(diào)TF的表達(dá)，在腫瘤細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞膜上與TFPI相互作用，導(dǎo)致TFPI解離，增加細(xì)胞表面凝血活性。乙酰肝素酶還可通過直接增強(qiáng)TF的活性，引起Xa因子的生成增加和凝血系統(tǒng)活化[8]。

2.4 TF陽性腫瘤衍生的MPs(TMPs)

腫瘤促進(jìn)凝血激活的另一種新興機(jī)制存在于腫瘤細(xì)胞脫落的MP中，這些小膜泡攜帶高濃度的促凝血陰離子磷脂酰絲氨酸和TF。TMPs為凝血級聯(lián)反應(yīng)組裝提供了膜表面，其促凝血活性因磷脂酰絲氨酸和TF的存在而增加[9]。已證實(shí)了癌癥患者的TMPs與靜脈血栓形成風(fēng)險增加相關(guān)。Hron等[10]人發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，結(jié)腸直腸癌患者具有2倍的TMPs，且TMPs水平與D-二聚體水平呈正相關(guān)，可作為凝血活化的標(biāo)志物。隨后，Tesselaar等[11]回顧性研究表明癌癥患者TMPs的活性顯著高于健康對照，發(fā)生VTE的癌癥患者TMPs的活性顯著高于無VTE的腫瘤，表明循環(huán)TMPs在癌癥生物學(xué)與血栓形成之間起著重要的決定作用。TMPs還可直接活化血小板[12]，是什么介導(dǎo)了TMPs和血小板之間的相互作用？Thomas等[13]報道了人胰腺細(xì)胞系SOJ-6和小鼠胰腺細(xì)胞系Panc02中PSGL-1的表達(dá)，表明MPs上PSGL-1和血小板P-選擇蛋白之間的相互作用介導(dǎo)了TMPs定位于血栓中。但最近他們的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在IVC狹窄模型中，TMPs募集至血栓形成部位既不需要P-選擇素也不需要GP1b[14]。Geddings等[15]在小鼠靜脈血栓形成模型中發(fā)現(xiàn)，TMPs依賴TF和凝血酶激活洗滌的血小板，并在血漿存在下誘導(dǎo)血小板聚集。癌細(xì)胞產(chǎn)生TMPs可能受到致瘤過程中遺傳事件的控制，包括致癌基因和腫瘤抑制基因中的激活和失活突變。

3 癌細(xì)胞激活正常細(xì)胞促凝血性質(zhì)

癌癥經(jīng)常誘發(fā)類似感染和/或炎性疾病的全身效應(yīng)，包括外周血細(xì)胞數(shù)量和炎性細(xì)胞因子水平的變化，癌細(xì)胞與正常宿主的血管細(xì)胞，特別是與血小板、白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞間發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，常表現(xiàn)為誘導(dǎo)正常細(xì)胞產(chǎn)生促凝血表型。癌細(xì)胞激活正常宿主血管細(xì)胞的促凝血機(jī)制主要包括：(1)可溶性介質(zhì)的釋放，如炎性細(xì)胞因子(即IL-1β，TNF-α)，促血管生成因子，生長刺激因子(即VEGF，G-CSF，bFGF)以及血小板聚集激動劑(ADP和凝血酶);(2)通過表達(dá)粘附分子和/或它們的反受體，使癌細(xì)胞錨定于血細(xì)胞并附著在血管壁上。

3.1 血小板對腫瘤高凝狀態(tài)的影響

在止血以及血栓形成中血小板起著關(guān)鍵性作用。Khorana等[16]發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤靜脈血栓形成風(fēng)險的增加不僅同血小板數(shù)量增加有關(guān)，還與血小板功能改變密切相關(guān)。

3.1.1血小板數(shù)目增多

癌癥患者通常有不正常的血小板計數(shù)和激活。Khorana等[16]人首次表明了高血小板計數(shù)與癌癥患者VTE之間相關(guān)聯(lián)?；熐把“逵嫈?shù)≥350 000/μL的患者VTE發(fā)生率為4%，而血小板計數(shù)<200 000/μL的患者為1.2%(P=0.0003)。Stone RL等[17]人在上皮性卵巢癌的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，腫瘤來源的IL-6可促進(jìn)肝臟生成血小板生成素，這可能是副腫瘤性血小板增多癥的潛在發(fā)病機(jī)制。沉默IL-6和血小板生成素可消除荷瘤小鼠的血小板增多癥。

3.1.2腫瘤細(xì)胞誘導(dǎo)血小板聚集(tumor cell-induced platelet aggregation,TCIPA)

腫瘤細(xì)胞常通過直接的細(xì)胞-細(xì)胞粘附和分泌血小板活化分子來激活血小板，導(dǎo)致血小板聚集，這些機(jī)制稱為TCIPA。目前TCIPA的發(fā)生機(jī)制尚不完全明確，可能與腫瘤類型有關(guān)。腫瘤細(xì)胞可通過多種跨膜蛋白，如整合素，選擇素，鈣粘素和其他細(xì)胞間粘附分子，支持細(xì)胞-細(xì)胞相互作用。Bastida E等[18]發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞MPs產(chǎn)生的血栓素A(Thromboxane TXA)和ADP是誘發(fā)血小板聚集的重要分子。體外研究發(fā)現(xiàn)血小板可通過膜上糖蛋白IIb/IIIa復(fù)合物與纖維蛋白原相互連接促進(jìn)血小板聚集。細(xì)胞粘附分子p-選擇蛋白通常儲藏在血小板內(nèi)部，在血小板激活后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞表面，調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞與血小板的粘附。血小板上還存在一些特定的表面受體，如整聯(lián)蛋白αIIbβ3和C型凝集素樣受體2(CLEC-2)[19]，用于介導(dǎo)血小板和腫瘤細(xì)胞間的相互作用。Bach E等[20]揭示了腫瘤中血小板整合素α6β1促使血小板粘附于各種類型的癌細(xì)胞。使用敲除方法，明確了ADAM9是腫瘤細(xì)胞上α6β1的主要結(jié)合受體，2者結(jié)合促進(jìn)血小板活化。Yu LX 等[21]在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中均發(fā)現(xiàn)血小板Toll樣受體 4(Toll-like receptors 4,TLR4)缺陷可減弱血小板與腫瘤細(xì)胞的相互作用，TLR4與腫瘤細(xì)胞衍生的高遷移率族蛋白B1(high-mobility group box1 HMGB1)結(jié)合導(dǎo)致血小板活化，增強(qiáng)血小板與腫瘤細(xì)胞的相互作用。Suzuki等[22]在腦癌中研究發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞可釋放一種化學(xué)物質(zhì)podoplanin，其與血小板表面CLEC-2結(jié)合誘導(dǎo)TCIPA和血栓形成[23]。體外研究發(fā)現(xiàn)血小板大小與血小板激活相關(guān)。Riedl等[24]發(fā)現(xiàn)癌癥患者的MPV較正常對照人群低，且MPV與血栓形成風(fēng)險之間存在負(fù)相關(guān)。

3.2 白細(xì)胞對腫瘤高凝狀態(tài)的影響

近年來，除了凝血因子級聯(lián)與血小板活化相結(jié)合形成血栓的傳統(tǒng)觀點(diǎn)外，免疫系統(tǒng)的激活也可顯著影響血液凝固和病理性血栓形成。Engelmann和Massberg[25]于2013年首次形式化了免疫血栓形成(mmunothrombosis)這個概念，提出凝血的激活有助于先天免疫系統(tǒng)功能發(fā)揮，反之，免疫系統(tǒng)的組成部分有助于血栓形成。免疫系統(tǒng)的失調(diào)性激活可能導(dǎo)致病理性的大血管和微血管血栓形成。白細(xì)胞即單核細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞，其表達(dá)并釋放凝血和纖維蛋白溶解因子，介導(dǎo)了先天性免疫功能與止血系統(tǒng)的相互作用。

正常人體中，白細(xì)胞參與維持血液的流動性。但Pabinger等[26]發(fā)現(xiàn)癌癥患者中白細(xì)胞每增加1×109/L與VTE風(fēng)險增加7%相關(guān)，明確了白細(xì)胞計數(shù)是癌癥患者血栓形成的獨(dú)立危險因素，這表明腫瘤狀態(tài)下，白細(xì)胞轉(zhuǎn)化至了促凝血表型。白細(xì)胞通過產(chǎn)生多種細(xì)胞因子調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞上促凝分子、抗凝分子以及粘附分子表達(dá)[27]。如白細(xì)胞通過表達(dá)并釋放TNF-α和IL-1β等細(xì)胞因子降低信使RNA的合成，下調(diào)血管內(nèi)皮EPCR和TM的表達(dá)，增加的EPCR脫落，降低患者抗凝血能力[28]。白細(xì)胞也可通過釋放TF，顆粒酶等調(diào)節(jié)凝血級聯(lián)反應(yīng)[29]。如活化的單核細(xì)胞形成富含TF，磷脂酰絲氨酸和其他凝血調(diào)節(jié)劑如P-選擇蛋白糖蛋白配體1(PSGL-1)的MPs。活化的中性粒細(xì)胞以及部分單核細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞可通過顆粒釋放絲氨酸蛋白酶和基質(zhì)金屬蛋白酶，如組織蛋白酶G和彈性蛋白酶。這些酶可裂解Par4激活血小板，也可直接激活凝血因子V(FV)、FVIII、FX，降解抗凝因子如抗凝血酶以及TFPI等眾多機(jī)制激活凝血級聯(lián)反應(yīng)[30]。白細(xì)胞還可通過釋放DNA，HMGB1和組蛋白等損傷相關(guān)的分子模式(DAMPs)促進(jìn)凝血活化[31]。此外，白細(xì)胞的趨化和吞噬功能也可調(diào)節(jié)血栓形成。

中性粒細(xì)胞參與血栓形成的主要機(jī)制是中性粒細(xì)胞釋放DNA基質(zhì)和組蛋白，構(gòu)成中性粒細(xì)胞胞外噬菌網(wǎng)(Neutrophil extracellular traps,NETs)。在純化系統(tǒng)中，無細(xì)胞DNA(CFDNA)為凝血提供了活化的表面，觸發(fā)FXII或FXI介導(dǎo)的凝血內(nèi)在途徑[32]，而組蛋白則通過血小板依賴性機(jī)制促進(jìn)凝血酶的生成。有研究表明NETs能夠促進(jìn)小鼠的靜脈和動脈血栓形成，并觀察到應(yīng)用DNase I和嗜中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑時，靜脈血栓顯著減少[33]。NETosis主要通過其中的彈性蛋白酶切割導(dǎo)致TFPI失活，增加機(jī)體的促凝血活性[34]。促凝活性增強(qiáng)可進(jìn)一步活化血小板以及增強(qiáng)NETs形成[30]。NETs還可激活血小板和遞呈TF[35]。中性粒細(xì)胞釋放的NETs由于其獨(dú)特的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供了與纖維蛋白基質(zhì)緊密結(jié)合的支架，促進(jìn)血栓形成，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，促進(jìn)血小板和紅細(xì)胞的粘附。此外，它們還可改變血栓的形態(tài)，使其生成致密凝塊，降低滲透性，可在循環(huán)中持續(xù)更長時間。這些研究強(qiáng)烈表明了中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞有助于癌癥相關(guān)血栓的形成。腫瘤相關(guān)的中性白細(xì)胞增多和NETs形成似乎與粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)的增相關(guān)[36]。抑制造血細(xì)胞因子或抑制NETs形成可能是降低白細(xì)胞增多癥癌癥患者血栓形成風(fēng)險的策略。

4 總結(jié)及展望

隨著腫瘤相關(guān)血栓病理機(jī)制的探討，我們知道腫瘤相關(guān)血栓的形成是由多個環(huán)節(jié)異常所引起的。腫瘤本身可以引發(fā)，腫瘤患者機(jī)體正常凝血功能的失衡也可引發(fā)。我們針對各個環(huán)節(jié)發(fā)病機(jī)制的研究，給予相應(yīng)的干預(yù)手段。同時進(jìn)行腫瘤相關(guān)血栓生物標(biāo)志物的篩查，對高危人群進(jìn)行識別，以期建立更準(zhǔn)確和更有針對性的干預(yù)策略，預(yù)防癌癥患者的血栓形成。