血小板在結(jié)直腸癌血行轉(zhuǎn)移中作用機制的研究進展

楊修丁，朱躍坤，樸大勛

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，哈爾濱150001

近年來，結(jié)直腸癌發(fā)病率和病死率逐漸增高，已成為全球第四大致命癌癥[1]。結(jié)直腸癌早期不易被發(fā)現(xiàn)，有60%～70%的患者確診時已到了中晚期。血行轉(zhuǎn)移是中晚期結(jié)直腸癌患者死亡的重要原因之一[2]。結(jié)直腸癌的血行轉(zhuǎn)移是多種機制相互作用的結(jié)果，在此過程中血小板扮演重要角色。血小板是巨核細胞于骨髓中成熟后脫落下的小塊無核細胞質(zhì)，主要參與血栓形成和生理性止血，有研究表明其在腫瘤轉(zhuǎn)移中也有極其重要的作用[3]。探究血小板在結(jié)直腸癌血行轉(zhuǎn)移中的作用，有助于為臨床提供新的治療方向。本文對血小板在結(jié)直腸癌血行轉(zhuǎn)移中的作用機制進行綜述。

1 血小板概述

1.1 血小板的結(jié)構(gòu) 血小板膜為雙分子層脂膜，多種糖蛋白鑲嵌在雙分子層脂膜上，如P選擇素、糖蛋白Ⅰb-Ⅸ-Ⅴ復(fù)合物、糖蛋白Ⅵ、C型凝集素樣受體2，還有不同的整聯(lián)蛋白。雙分子層脂膜上的糖蛋白主要參與血小板黏附，整聯(lián)蛋白則參與血小板與內(nèi)皮細胞以及血小板與細胞外基質(zhì)間的相互識別和黏附[4]。血小板內(nèi)存在兩種重要顆粒：α-顆粒和致密顆粒。α-顆粒中含有凝血因子、黏附分子、生長因子、促血管生成因子等，分別參與血液凝固、血小板黏附、細胞分裂、血管生成過程[5]。致密顆粒中含有小分子物質(zhì)，如Ca2+、5-羥色胺、腺嘌呤核苷三磷酸(ATP)、腺嘌呤核苷二磷酸(ADP)等。各小分子物質(zhì)功能不同，比如在形成血栓的過程中，血小板活化信號導(dǎo)致致密顆粒釋放Ca2+，隨著Ca2+濃度增加，環(huán)磷酸腺苷濃度降低，一系列蛋白激酶被激活，進而誘導(dǎo)致密顆粒釋放ADP和5-羥色胺，加速血小板激活形成血栓[6]。

1.2 癌細胞對血小板的活化作用 癌細胞從原發(fā)灶脫離進入循環(huán)血液時，首先應(yīng)對的是血液中的高剪切力和免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，其次還要跨越內(nèi)皮細胞從血管進入組織，最終形成轉(zhuǎn)移灶。在此過程中，血小板發(fā)揮了極其重要的作用。為了避免癌細胞被自然殺傷(NK)細胞攻擊，血小板將癌細胞包裹在血栓中[7]。而癌細胞則會通過多種機制活化血小板，具體機制包括：①癌細胞分泌可溶性介體，如ADP、血栓烷A2(TXA2)，二者均為血小板激活劑。②癌細胞表達的G蛋白偶聯(lián)受體CD97也會誘導(dǎo)血小板活化?；罨难“逋ㄟ^釋放溶血磷脂酸增強癌細胞的侵襲性和血管通透性，從而促進癌細胞跨內(nèi)皮細胞轉(zhuǎn)移[8]。③部分癌細胞在其細胞膜表面表達組織因子，組織因子激活血漿凝結(jié)級聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生凝血酶，誘導(dǎo)血小板活化[3]。④鈣黏蛋白介導(dǎo)嗜中性粒細胞和血小板的相互激活。鈣黏蛋白分別與血小板上的P選擇素和嗜中性粒細胞上的L選擇素結(jié)合，誘導(dǎo)中性粒細胞釋放組織蛋白酶G，進而誘導(dǎo)血小板活化[9]。⑤另外，部分癌癥患者體內(nèi)缺乏裂解血管性血友病因子(vWF)的酶，導(dǎo)致循環(huán)中的vWF以高度聚合的形式和數(shù)量增加的方式誘導(dǎo)血小板活化[3]。因此，癌細胞誘導(dǎo)血小板活化方式復(fù)雜多樣。血小板活化后，癌細胞和血小板形成聚集體。

2 血小板在結(jié)直腸癌血行轉(zhuǎn)移中的作用

2.1 增強癌細胞免疫抵抗 血小板通過P選擇素受體與癌細胞表面的P選擇素配體結(jié)合，在癌細胞周圍形成物理屏障，協(xié)助癌細胞免受NK細胞的免疫清除[7]。張梁等[10]的研究結(jié)果顯示，132例結(jié)直腸癌患者術(shù)前P選擇素水平高于正常對照組，并且與腫瘤浸潤深度、Dukes分期及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。另外，NK細胞表面表達C型凝集素樣受體(NKG2D)，可識別癌細胞表面的主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類分子(MHC-Ⅰ)。血小板會分泌轉(zhuǎn)化生長因子β1(TGF-β1)，其誘NKG2D表達下調(diào)[11]，NK細胞則對癌細胞敏感度下降，殺傷癌細胞作用減弱。房慧等[12]研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β1在結(jié)直腸癌組織中高表達，并且證實TGF-β1可協(xié)助腫瘤細胞逃避免疫監(jiān)視。NK細胞具有搜尋“缺乏自我”細胞的功能，即NK細胞對腫瘤細胞MHC-Ⅰ低表達高度敏感，以此殺傷腫瘤細胞。然而，血小板可通過直接接觸將MHC-Ⅰ特性傳遞給腫瘤細胞，此時NK細胞對腫瘤細胞的毒性和反應(yīng)性降低[13]。需要特殊說明的是，某些腫瘤細胞中MHC-Ⅰ類分子高表達，但依然被NK細胞殺傷，這是由于NK細胞具有“識別異我”的功能[14]。研究證實，結(jié)直腸癌組織中MHC-Ⅰ類分子相關(guān)基因A(MIC-A)表達的患者較無MIC-A表達的患者預(yù)后好。因此，NK細胞有搜尋“缺乏自我”細胞和“識別異我”細胞的功能，都表明結(jié)直腸癌發(fā)展過程中NKG2D/NKG2DL通路的復(fù)雜性和重要性。另外，NK細胞分泌的腫瘤壞死因子α(TNF-α)也具有殺傷腫瘤細胞的作用[15]。腫瘤細胞誘導(dǎo)血小板活化后，位于α顆粒中的P選擇素上調(diào)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體相關(guān)配體(GITRL)的表達，該配體位于血小板表面，可介導(dǎo)血小板表面黏附分子與癌細胞相互作用，使血小板包裹癌細胞，以此降低NK細胞對癌細胞的殺傷性[7]。鄒晨等[16]揭示了結(jié)直腸癌組織中GITRL表達增高，并且腫瘤分化程度越低其表達水平越高。以上表明血小板會通過多種途徑增強癌細胞的免疫抵抗。

2.2 促使癌細胞與血管壁結(jié)合 特定腫瘤的優(yōu)選轉(zhuǎn)移部位為原 發(fā)灶下游的第一個毛細血管床。其中腫瘤細胞最初的停滯是由于毛細血管直徑小于腫瘤細胞直徑造成的物理限制，從而在靶組織形成轉(zhuǎn)移灶。但在直徑較大的血管中也會有腫瘤細胞停留，這是由于在此過程中腫瘤細胞周圍的血小板和血小板黏附受體相互作用，使得腫瘤細胞黏附在血管內(nèi)皮上[17]。血小板活化后，原本位于α顆粒中的P選擇素易位到血小板表面，介導(dǎo)血小板與血管內(nèi)皮細胞上的選擇素配體結(jié)合，二者呈現(xiàn)出聚糖結(jié)構(gòu)。P選擇素糖蛋白配體1(PSGL-1)是選擇素家族的通用配體，其與P選擇素有高度親和力。PSGL-1廣泛表達于多種惡性腫瘤細胞和白細胞。結(jié)直腸癌細胞表面的PSGL-1可通過P選擇素與血管內(nèi)皮細胞相結(jié)合[18]。研究發(fā)現(xiàn)，P選擇素的阻滯或缺乏導(dǎo)致在小鼠肺部結(jié)腸癌細胞的轉(zhuǎn)移灶明顯減少，而當(dāng)血小板存在時，LS174T結(jié)腸腺癌細胞和人臍靜脈內(nèi)皮細胞的結(jié)合增加了1倍，這表明血小板表達P選擇素在此過程中起重要作用[19]。整聯(lián)蛋白αⅡbβⅢ屬于整合素家族，表達于血小板和內(nèi)皮細胞表面，其配體主要為細胞外基質(zhì)成分和纖維蛋白(原)。當(dāng)血小板處于靜止?fàn)顟B(tài)時，整聯(lián)蛋白αⅡbβⅢ處于非活動狀態(tài)，無法與大分子配體結(jié)合。血小板活化時，整聯(lián)蛋白αⅡbβⅢ可切換到兩種不同活性配體結(jié)合狀態(tài)中的至少一種。此時活化血小板和內(nèi)皮細胞由整聯(lián)蛋白αⅡbβⅢ充當(dāng)“橋梁”與二者共同配體纖維蛋白(原)相結(jié)合。多種研究證實，整聯(lián)蛋白αⅡbβⅢ在腫瘤細胞和血管內(nèi)皮細胞結(jié)合過程中的作用[20]。因此，血小板通過多種途徑促使癌細胞與血管壁結(jié)合，這為癌細胞滲透至血管外提供了條件。

2.3 促使癌細胞經(jīng)血管壁外滲 腫瘤細胞于血管壁處停滯后，血小板中的致密顆粒會分泌ATP。ATP結(jié)合并激活內(nèi)皮細胞表面的G蛋白偶聯(lián)P2Y2受體，內(nèi)皮屏障打開，從而促進腫瘤細胞的遷移和外滲，并形成轉(zhuǎn)移灶。在結(jié)直腸癌中，P2Y2受體激活后啟動上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，腸上皮細胞失去細胞間連接，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂星忠u性的細胞，促進結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移[21]。血小板還會激活癌細胞中的TGF-β/Smad和核因子κB(NF-κB)通路，這是由血小板衍生的TGF-β和血小板腫瘤細胞直接接觸的協(xié)同作用引起的，該通路在體內(nèi)會促使腫瘤細胞滲透至血管外。血小板特異性TGF-β1的減少會導(dǎo)致轉(zhuǎn)移減少、腫瘤細胞外滲下降。房慧等[12]在研究中發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌術(shù)后轉(zhuǎn)移組TGF-β1水平明顯高于術(shù)后未轉(zhuǎn)移組，這表明在轉(zhuǎn)移過程中需要血小板衍生的TGF-β[22]。此外，腫瘤細胞中NF-κB通路的活化促進了C-C基序趨化因子配體2(CCL2)的表達，CCL2是參與單核細胞募集的促炎性趨化因子。腫瘤細胞衍生的CCL2直接向內(nèi)皮細胞表達的C-C基序趨化因子受體2(CCR2)發(fā)出信號，從而導(dǎo)致血管通透性增加和腫瘤轉(zhuǎn)移[23]。馬鳳麗等[24]在研究中展示了結(jié)直腸癌有淋巴轉(zhuǎn)移和遠處轉(zhuǎn)移的患者體內(nèi)CCR2表達高于無轉(zhuǎn)移患者。在體內(nèi)，促進癌細胞外滲的作用機制復(fù)雜多樣，這包括血小板-腫瘤細胞信號傳導(dǎo)，腫瘤細胞-內(nèi)皮信號傳導(dǎo)和單核細胞/巨噬細胞-內(nèi)皮信號傳導(dǎo)。

2.4 促進腫瘤血管生成 腫瘤血管生成源自腫瘤細胞和腫瘤微環(huán)境細胞之間的復(fù)雜交互網(wǎng)絡(luò)，這種細胞間聯(lián)系通過分泌生長因子及其受體完成。作為循環(huán)血管生成相關(guān)因子的關(guān)鍵來源，血小板可以調(diào)節(jié)腫瘤血管生成并維持血管完整性。血小板α顆粒分泌的血管生成因子有誘導(dǎo)血管生成的作用，血管生成因子中最重要的物質(zhì)之一是血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)。VEGF受體分為酪氨酸激酶受體和非酪氨酸激酶受體，其中主要的功能受體為酪氨酸激酶受體(VEGFR2)。VEGF與VEGFR2結(jié)合形成二聚體后，酪氨酸自身發(fā)生磷酸化并將級聯(lián)反應(yīng)信號傳遞至細胞核，誘導(dǎo)內(nèi)皮細胞發(fā)生一系列變化從而促進新生血管生成[25]。莊微雅等[26]在研究中發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移患者門靜脈血液中VEGF濃度明顯高于無肝轉(zhuǎn)移患者，升高的VEGF增強內(nèi)皮細胞的活化和增殖，因此VEGF濃度升高會促進腫瘤血管的形成。除可溶性因子分泌外，活化后血小板還表達CD154(也稱為CD40配體)。CD154作用于內(nèi)皮細胞表達的CD40，激活CD40/CD154通路加速血管生成[7]。Dymicka-Piekarska等[27]在研究中發(fā)現(xiàn),Ⅱ期結(jié)直腸癌患者CD154表達增高。血小板α顆粒中的囊泡相關(guān)膜蛋白8可有助于腫瘤組織中形成新的血管[28]。血小板釋放的血管生成調(diào)節(jié)劑可維持腫瘤血管的穩(wěn)定性，從而防止腫瘤內(nèi)血管出血。研究發(fā)現(xiàn)，抗凝劑(如肝素)可以抑制血小板促血管生成調(diào)節(jié)劑的選擇性釋放，這對于進一步探討抗凝劑抑制腫瘤生長有重要意義[29]。血小板介導(dǎo)的腫瘤血管生成途徑有多種，很多途徑還未明確，對這些通路的進一步研究，有利于針對腫瘤血管生成過程中的靶點進行抑制，從而提供新的治療方法。

血行轉(zhuǎn)移是結(jié)直腸癌患者死亡的重要原因之一，血小板在這一過程中起到重要作用。血小板在癌癥轉(zhuǎn)移中表現(xiàn)出的生物學(xué)行為為臨床各種原因?qū)е碌难“鍞?shù)量增加提供了疾病預(yù)測和新的診治方向。有研究表明，抗血小板藥物可有效控制腫瘤血管生成，并顯著降低轉(zhuǎn)移灶的形成概率[30]。但是，抗血小板藥物阿司匹林在中晚期結(jié)直腸癌根治術(shù)后低劑量口服所起的抑制轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的效果，還需大樣本的臨床試驗進一步驗證。