癌癥相關(guān)通路和靜脈血栓形成的生物標(biāo)志物的關(guān)系

蔣敏瑞，龔國(guó)清

(中國(guó)藥科大學(xué)藥理學(xué)研究室，江蘇 南京 211198)

癌癥與靜脈血栓栓塞(VTE)(4%至20%)和動(dòng)脈血栓形成(2%至5%)有關(guān)[1]。50多年前，有人提出凝血因子的改變、血小板黏附性的增加和纖維蛋白溶解的減少是癌癥相關(guān)血栓形成的可能機(jī)制[2]。然而，對(duì)于輕度癌癥患者，通常不建議進(jìn)行血栓預(yù)防，因?yàn)槠銿TE的風(fēng)險(xiǎn)并不高，相反這些癌癥患者更容易發(fā)生出血傾向[3]。能夠預(yù)防癌癥患者的血栓又不增加出血風(fēng)險(xiǎn)是該領(lǐng)域的主要目標(biāo)[4]。

有趣的是，不同類型癌癥的VTE發(fā)生率有所不同。根據(jù)VTE風(fēng)險(xiǎn)，癌癥類型可大致分為3組：高風(fēng)險(xiǎn)(胰腺癌和卵巢癌)、中度風(fēng)險(xiǎn)(結(jié)腸癌和肺癌)、低風(fēng)險(xiǎn)(乳腺癌和前列腺癌)。這表明不同類型癌癥中的VTE可能具有特異性途徑[5]。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分?jǐn)?shù)用于評(píng)價(jià)和識(shí)別VTE高風(fēng)險(xiǎn)的癌癥患者。Khorana評(píng)分使用各種參數(shù)(例如癌癥部位、白細(xì)胞增多癥和血小板增多癥)根據(jù)VTE風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)接受化療的門診癌癥患者進(jìn)行分級(jí)[6]。評(píng)分將患者分為低風(fēng)險(xiǎn)(0.3%～0.8%)，中等風(fēng)險(xiǎn)(1.8%～2.0%)和高風(fēng)險(xiǎn)(6.7%～7.1%)的VTE[6]。PROTECT評(píng)分在Khorana評(píng)分的基礎(chǔ)上增加了化療藥物(順鉑，卡鉑和吉西他濱)[7]。此外，維也納癌癥和血栓形成研究(CATS)評(píng)分增加了生物標(biāo)志物D-二聚體和可溶性P-選擇素。D-二聚體的優(yōu)點(diǎn)是它常用于臨床。最近一項(xiàng)針對(duì)876名患者的研究[其中53名(6.1%)發(fā)展為VTE]進(jìn)行了不同的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分，辨別出了13%至34%的VTE患者[8]。因此，預(yù)測(cè)癌癥患者的VTE預(yù)測(cè)評(píng)分并不理想，在將評(píng)分引入臨床實(shí)踐前仍需改進(jìn)。

研究者一直致力于尋找識(shí)別可用于鑒定癌癥患者VTE高風(fēng)險(xiǎn)的生物標(biāo)志物[9]。大多數(shù)研究已經(jīng)檢測(cè)了患有不同類型癌癥患者群體中不同生物標(biāo)志物[9]。這種方法可能無(wú)法檢測(cè)出癌癥特異性的生物標(biāo)志物，因?yàn)槊糠N癌癥類型的樣本數(shù)量太少。未來(lái)的研究應(yīng)側(cè)重于個(gè)體癌癥中癌癥相關(guān)血栓形成的生物標(biāo)志物和途徑。以下主要從5個(gè)方面介紹與癌癥患者VTE相關(guān)的因素。

1 白細(xì)胞增多癥和癌癥相關(guān)的血栓形成

一些研究表明白細(xì)胞增多與癌癥患者的VTE增加有關(guān)[6]，這表明白細(xì)胞增多可能是癌癥相關(guān)血栓形成的常見(jiàn)途徑。中性粒細(xì)胞可通過(guò)產(chǎn)生中性粒細(xì)胞胞外陷阱(NETs)來(lái)促進(jìn)血栓形成[10-11]，而單核細(xì)胞可表達(dá)促凝血蛋白組織因子(TF)。已在小鼠模型中進(jìn)行了相關(guān)腫瘤白細(xì)胞增多機(jī)制的研究，小鼠模型中的研究表明白細(xì)胞可以促進(jìn)VTE的形成[12]。下腔靜脈(IVC)結(jié)扎的大鼠模型中，TF主要由貼壁單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)[13]。中性粒細(xì)胞釋放的NETs已被證實(shí)在動(dòng)物模型中能導(dǎo)致靜脈血栓形成[14]。NETs有助于捕獲血小板和微泡(MV)[15]。此外，NETs通過(guò)結(jié)合彈性蛋白酶和組織蛋白酶G來(lái)增加TF活性[16]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，粒細(xì)胞集落刺激因子(G-CSF)可以增強(qiáng)中性粒細(xì)胞產(chǎn)生NETs的能力[2]。

總之，這些臨床和基礎(chǔ)研究充分表明中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞能夠引起癌癥相關(guān)的血栓形成。抑制造血細(xì)胞因子或抑制NET形成可能是降低患有白細(xì)胞增多癥的癌癥患者中VTE的有效途徑。

2 血小板增多癥與癌癥相關(guān)血栓形成

血小板在動(dòng)脈血栓形成中起著重要作用，在癌癥患者VTE形成中也發(fā)揮一定的作用[17]。癌癥患者經(jīng)常出現(xiàn)血小板增多癥，特別是胃腸癌，肺癌，乳腺癌和卵巢癌患者[6]。有趣的是，在患有癌癥之前血小板計(jì)數(shù)高的患者與血小板計(jì)數(shù)低的患者相比，VTE發(fā)生率更高[18]。在癌癥患者中測(cè)量血小板計(jì)數(shù)時(shí)觀察到類似的結(jié)果[19]。

用低劑量阿司匹林治療多發(fā)性骨髓瘤患者(曾使用過(guò)沙利度胺或來(lái)那度胺治療)，其VTE可以降低到與低分子量肝素類似的程度，這表明血小板在這些患者的靜脈血栓形成中起作用[20]。此外，阿司匹林的使用與卵巢癌患者的VTE閾值降低有關(guān)，但與乳腺癌患者的無(wú)關(guān)[21]。

大量研究已經(jīng)表明了癌癥中活化的血小板可作為生物標(biāo)志物[22]。一般來(lái)說(shuō)，這些生物標(biāo)志物在癌癥患者中增加，但只有少數(shù)研究確定它們是否可預(yù)測(cè)該組中的VTE。最近的一項(xiàng)研究未能發(fā)現(xiàn)多種癌癥類型患者的VTE和血小板活化標(biāo)志物如血小板因子4(PF4)之間的關(guān)聯(lián)[23]。然而，另一項(xiàng)關(guān)于胰腺癌的研究發(fā)現(xiàn)PF4水平升高與 VTE風(fēng)險(xiǎn)的增加有關(guān)。這種差異強(qiáng)調(diào)了研究單個(gè)癌癥類型的重要性。

在小鼠模型中研究了卵巢癌與血小板增多的機(jī)制。研究表明，腫瘤引起的IL-6增加可以促進(jìn)肝血小板生成素合成和血小板生成[24]。因此，IL-6-血小板生成素途徑的抑制可降低卵巢癌患者的血小板和VTE水平。在小鼠癌癥模型中還研究了血小板在血栓形成中的作用。胰腺癌同系原位模型的研究發(fā)現(xiàn)，氯吡格雷降低了腫瘤引起的MVs與血栓形成部位的結(jié)合[25]?？傊@些臨床和基礎(chǔ)研究表明，抗血小板藥物可能有助于預(yù)防某些癌癥患者的VTE[26]。實(shí)際上，評(píng)估阿司匹林對(duì)高危和中危癌癥患者血小板活化標(biāo)志物和VTE的影響的臨床試驗(yàn)已經(jīng)開(kāi)展(NCT02283438)。

3 P-選擇素和癌癥相關(guān)血栓形成

具有更高可溶性P-選擇素水平的癌癥患者往往更容易發(fā)生VTE[23]。P-選擇素由血小板和內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)。內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的P-選擇素可通過(guò)募集白細(xì)胞來(lái)提高VTE水平。已有研究表明抑制P-選擇素可減少狒狒瘀血模型中的靜脈血栓的形成[24]。有研究顯示內(nèi)皮細(xì)胞P-選擇素是IVC狹窄小鼠模型中白細(xì)胞募集的原因。P-選擇素降低了胰腺腫瘤小鼠腸系膜氯化鐵模型中的血栓形成，但不影響非腫瘤小鼠的血栓形成[25]。這些研究表明，P-選擇素可能是通過(guò)減少白細(xì)胞的募集和MV結(jié)合來(lái)預(yù)防癌癥相關(guān)血栓形成的新靶標(biāo)。

4 纖溶功能低下與癌癥相關(guān)血栓形成

纖溶酶原激活物抑制劑1型(PAI-1)抑制纖維蛋白溶解，其水平的升高與血栓形成有關(guān)[26]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，深靜脈血栓形成患者的凝塊溶解時(shí)間延長(zhǎng)[26]，表明纖溶功能障礙是VTE的誘導(dǎo)因素。很少有研究評(píng)估癌癥相關(guān)血栓形成中的纖維蛋白溶解系統(tǒng)。一項(xiàng)針對(duì)胰腺癌患者的研究表明，PAI-1抗原和活性水平升高可能使患者易患VTE[27]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與健康對(duì)照組相比，膠質(zhì)瘤患者PAI-1水平更高[28]。

有研究驗(yàn)證了PAI-1在皮下異種移植A549細(xì)胞(人肺腺癌細(xì)胞系)模型小鼠的血栓形成中具有作用[29]。攜帶腫瘤的IVC狹窄模型小鼠在3 h會(huì)產(chǎn)生較大的血栓，并且在氯化鐵隱靜脈模型中具有較短的閉塞時(shí)間。在兩種模型中給予抗VEGF藥物貝伐單抗能夠進(jìn)一步促進(jìn)血栓形成。有趣的是，貝伐單抗增加了腫瘤和血漿中的PAI-1表達(dá)進(jìn)而導(dǎo)致血栓形成，這種作用可以被PAI-1抑制劑降低?？傊?，纖溶功能障礙和PAI-1可作為標(biāo)志性現(xiàn)象來(lái)預(yù)測(cè)癌癥相關(guān)血栓形成。

5 TF + MVs和胰腺癌的靜脈血栓形成

MV(也稱為微?；蚣?xì)胞外囊泡)是從活化或凋亡細(xì)胞釋放的小膜囊泡。MV是促凝血?jiǎng)?，能為不同凝血因子?fù)合物的組裝提供表面場(chǎng)所[30]。帶負(fù)電荷的磷脂如磷脂酰絲氨酸(PSer)和TF能夠增加MVs的促凝血活性。人胰腺腫瘤表達(dá)高水平的TF，其表達(dá)與組織學(xué)分級(jí)相關(guān)。一項(xiàng)研究觀察到瘤內(nèi)TF表達(dá)與VTE之間具有關(guān)聯(lián)。人胰腺細(xì)胞系也表達(dá)高水平的TF并釋放TF+MVs[31]。

Dvorak等[32]首先提出了腫瘤產(chǎn)生的MV與血栓形成之間的關(guān)系。Dvorak指出，脫落的囊泡能夠提高促凝血活性，這可以解釋凝血系統(tǒng)的激活和與惡性腫瘤相關(guān)纖維蛋白的沉積的現(xiàn)象。隨后的研究表明，TF是腫瘤MV的促凝血活性的主要原因[33]。許多類型的癌細(xì)胞表達(dá)TF并釋放TF+MV[34]。此外，可以在患有多種癌癥的患者中檢測(cè)到循環(huán)的TF+MV，包括胰腺癌、肺癌、胃癌、乳腺癌和腦癌[35]。這些TF+MV很可能是從腫瘤中釋放出來(lái)的，例如一項(xiàng)胰腺癌患者的研究發(fā)現(xiàn)，TF+MVs共表達(dá)上皮腫瘤抗原MUC-1，另外胰腺切除術(shù)能顯著降低TF+MVs的水平。

大多數(shù)研究檢查了胰腺癌、腦癌、結(jié)腸直腸癌或肺癌患者中TF+MVs與VTE之間的關(guān)系，因?yàn)檫@些患者的VTE發(fā)生率最高。在這些癌癥中檢測(cè)到TF+MVs，但胰腺癌患者的MV TF活性水平最高[36]。對(duì)此的一種可能解釋是胰腺的內(nèi)分泌功能提供了將TF+MV從腫瘤運(yùn)輸?shù)窖褐械耐緩?。一?xiàng)針對(duì)11名胰腺癌患者的縱向研究發(fā)現(xiàn)，MV TF活性呈時(shí)間依賴性升高。其他一些研究發(fā)現(xiàn)，胰腺癌患者的MV TF活性與肺癌、胃癌、結(jié)腸直腸癌、卵巢癌或腦癌之間無(wú)關(guān)[37]。MV TF活性與胰腺癌患者的死亡率也密切關(guān)聯(lián)[38]。這些研究表明TF+MVs能夠?qū)е孪侔┗颊叩腣TE，并且可能是評(píng)估這些患者VTE風(fēng)險(xiǎn)的有效生物標(biāo)志物。TF+MV可能也對(duì)其他癌癥中VTE的評(píng)估有作用，但是目前的研究太少并不足以揭示TF+MV和VTE之間的關(guān)系[39]。在臨床使用之前，需要對(duì)TF+MV評(píng)估進(jìn)行探索。

已經(jīng)使用腫瘤同種異體移植和異種移植小鼠模型來(lái)研究腫瘤產(chǎn)生的TF+MV在凝血和血栓形成中的作用。同種移植模型的優(yōu)點(diǎn)是小鼠具有免疫活性;然而，小鼠胰腺癌細(xì)胞系的數(shù)量是有限的。異種移植模型的優(yōu)點(diǎn)是可以將腫瘤衍生的人TF+MV與宿主衍生的小鼠TF區(qū)分開(kāi)，并且可獲得許多人胰腺癌細(xì)胞系。早期研究表明，在SCID小鼠中生長(zhǎng)的人結(jié)直腸腫瘤將人TF釋放到循環(huán)中，并且血漿中TF抗原的量與腫瘤大小相關(guān)[40]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)有原位人胰腺腫瘤的裸鼠(L3.6pl) MV TF活性和凝血活性隨著腫瘤大小而增加[41]。我們比較了人類TF+MV的釋放和裸鼠皮下或原位相同大小的HPAF-II腫瘤的凝血活性[24]，有趣的是，只有小鼠原位腫瘤具有可檢測(cè)的人TF+MV和凝血活化。該觀察結(jié)果表明胰腺中的腫瘤可以有效地將TF+MV釋放到血液中。此外，我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)給予抗人TF單克隆抗體可以抑制荷瘤小鼠中的凝血活性[24]。在各種腫瘤模型小鼠中注射外源性人體和小鼠胰腺癌細(xì)胞系分泌的TF+MV可激活凝血反應(yīng)和促進(jìn)血栓形成[42]。然而，將外源性TF+MVs注入健康小鼠不是研究腫瘤分泌的TF+MV在癌癥相關(guān)血栓形成中作用的理想模型，因?yàn)門F+MV可能只是增加小鼠和癌癥患者凝塊大小的眾多因素之一。此外，增加凝塊大小所需的外源性TF+MV的量比內(nèi)源性腫瘤衍生的TF+MV的水平高10至100倍，這表明TF+MV是與其他因子協(xié)同作用增加凝塊尺寸[24]。以上研究表明腫瘤來(lái)源的TF可以促進(jìn)凝血，是VTE的有效生物標(biāo)志物。

6 結(jié)論與展望

白細(xì)胞、血小板、可溶性P-選擇素、纖溶功能和TF+MV都與癌癥VTE有關(guān)。目前的評(píng)分系統(tǒng)使用癌癥，白細(xì)胞和血小板計(jì)數(shù)，化學(xué)療法和生物標(biāo)志物等來(lái)鑒定患有VTE高風(fēng)險(xiǎn)的所有類型癌癥的患者。通過(guò)使用常規(guī)抗血栓藥物與減少白細(xì)胞、血小板計(jì)數(shù)、TF+MV水平和抑制NET形成的組合藥物治療，可以改善癌癥相關(guān)血栓形成的預(yù)防和治療。然而，仍需要在個(gè)體惡性腫瘤患者中尋找新的VTE相關(guān)生物標(biāo)志物以推動(dòng)癌癥類型特異性評(píng)分系統(tǒng)的發(fā)展。未來(lái)的研究應(yīng)該檢測(cè)每種癌癥類型中的多種生物標(biāo)志物，以確定生物標(biāo)志物的組合是否可以用作VTE的預(yù)測(cè)因子，進(jìn)一步完善評(píng)分系統(tǒng)，為癌癥和血栓的研究提供新的思路與方法。