胃腸道惡性腫瘤合并肺栓塞相關(guān)機制研究進展

方思雨,何 星, 羅澤利,馮萬杰,郭 璐△

(1.電子科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院,四川 成都 610054;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,四川 成都 610072;3.成都醫(yī)學(xué)院,四川 成都 610031;4.四川省人民醫(yī)院青城山醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科,四川 成都 611242;5.成都市溫江區(qū)人民醫(yī)院ICU,四川 成都 611130;6.成都市第七人民醫(yī)院急診科,四川 成都 610044)

惡性腫瘤常常合并靜脈血栓栓塞癥(venous thromboembolism,VTE),其發(fā)生VTE的風(fēng)險較非癌癥患者高出9倍[1]。腫瘤患者發(fā)生VTE的累積發(fā)生率為1%～8%。VTE為腫瘤的重要并發(fā)癥之一,也是導(dǎo)致腫瘤患者死亡的原因之一。VTE包括肺栓塞(pulmonary embolism,PE)和下肢深靜脈血栓(deep venous thromboembolism,DVT)。有研究指出,胃腸道惡性腫瘤(gastrointestinal malignan- cies,GI)合并PE患者在癌癥相關(guān)性靜脈血栓栓塞癥(cancer-associated venous thromboembo-lism,CAT)患者中居第二位[2]。CAT發(fā)生機制有多種,目前普遍認為癌癥引起凝血和纖溶系統(tǒng)異常,炎癥級聯(lián)反應(yīng)加速血栓形成進程,導(dǎo)致PE的發(fā)生。但不同類型的惡性腫瘤合并PE的具體機制不完全一致,本文就GI合并PE機制研究進展展開討論,旨在為臨床早期診治GI相關(guān)性PE提供理論依據(jù)。

1 RhoGTP酶促進血小板聚集

RhoGTP酶是小分子GTP結(jié)合蛋白,廣泛存在于真核細胞中,主要作用是穩(wěn)定細胞骨架,同時在細胞遷移、增殖中也發(fā)揮重要影響。此外,RhoGTP酶通過多條信號通路促進血小板聚集,顆粒釋放,穩(wěn)定血小板形態(tài)等[3]。因此,就當(dāng)前發(fā)現(xiàn)的一些最新信號通路及其信號分子,為GI合并PE的發(fā)病機制提供理論依據(jù)。

1.1 寡芬素-1(Oligophrenin-1,OPHN1)OPHN1是一種基因,最初發(fā)現(xiàn)在胎兒大腦中高度表達,編碼RhoGTP酶激活蛋白。該蛋白質(zhì)包含Rho家族GTPase激活結(jié)構(gòu)域和Bin兩親素BAR結(jié)構(gòu)域。GTPase激活影響軸突和樹突細胞的生長及遷移。此前有研究指出,GI患者存在OPHN1在腸神經(jīng)叢中過度表達[4]。近來發(fā)現(xiàn)人類血小板表達晝夜節(jié)律核受體Rev-erbα,通過OPHN1介導(dǎo)的GTPase激活ERM途徑,Rev-erbα與OPHN1相互作用,增強血小板活化和血栓形成[5]。目前已有動物模型論證[6]。而神經(jīng)內(nèi)分泌細胞突觸囊泡的內(nèi)吞與融合也對應(yīng)與GTPase激活結(jié)構(gòu)域和Bin兩親素BAR結(jié)構(gòu)域的激活相關(guān)[7],間質(zhì)腫瘤主要依靠神經(jīng)內(nèi)分泌細胞分泌激素,胃腸道間質(zhì)細胞瘤(gastrointestinal stromal tumours,GISTs)占胃腸道腫瘤的0.1%～3%。有研究顯示,對胃腸胰神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤患者進行平均3年隨訪,VTE發(fā)病率為7.5%,PE占1.9%[8]。但臨床上關(guān)于PE合GISTs的報道較少,且目前尚無病理生理研究。OPHN1可能為PE合并GI相關(guān)機制提供理論依據(jù)。

1.2 其他類型的蛋白激酶編碼RhoGTP酶的其他信號分子主要包括兩大類-鳥嘌呤核苷酸(guanine nucleotide-exchange factors,RhoGEFs)以及GTP酶激活蛋白(GTPase activating Proteins,RhoGAPs),由眾多蛋白激酶編碼。如ARHGEF6編碼RhoGEFs,GIT1、ARHGAP17編碼RhoGAPs。一項研究發(fā)現(xiàn),GIT1在胃癌組織中表達明顯升高,且促進了胃癌的轉(zhuǎn)移—當(dāng)GIT1被清除后,胃癌的侵襲力降低。GIT1也參與調(diào)節(jié)竇狀內(nèi)皮細胞的一氧化氮合酶,促進胃腸道炎癥的發(fā)生[9]。另一項研究表明,ARHGAP6在結(jié)直腸癌細胞中表達增加,這與低水平的腫瘤分化和隨后的低生存率有關(guān)[10]。由此可見,Rho家族促進了GI的進展。另一方面,早前就發(fā)現(xiàn)Rho蛋白在血小板中存在,早在九世紀早期,研究就證實了Rho蛋白在血小板中高表達,RhoGTP酶通過被G蛋白偶聯(lián)受體(例如血栓素A2和凝血酶受體)激活,誘導(dǎo)血小板活化聚集。RhoGTP酶在癌癥及血栓之間的聯(lián)系已十分明顯。在一項RIETE研究中,對胃癌合并VTE患者進行6個月的隨訪,研究發(fā)現(xiàn)6個月后血小板計數(shù)>35000明顯高于起始指標(biāo),且死亡率高,達到44.4%;發(fā)生復(fù)發(fā)VTE與PE最初的嚴重程度及性別相關(guān),腫瘤轉(zhuǎn)移與既往VTE是死亡的獨立危險因素[11]?？梢奊I合并PE預(yù)后不佳。

此外,GI患者中可能存在RhoGTP酶突變,但目前認為RhoGTP酶在腫瘤中突變概率較小,出現(xiàn)表達上調(diào)或活性增加更常見[12]。因此RhoGTP酶提供了治療GI合并PE的潛在靶點。

2 細胞-內(nèi)皮粘附

2.1 血小板-內(nèi)皮粘附神經(jīng)前體細胞表達發(fā)育性下調(diào)9(neural precursor cell expressed developmentally downregulated 9,NEDD9)也被稱為HEF1,是一種蛋白質(zhì),調(diào)節(jié)細胞周期及蛋白質(zhì)之間的相互作用。低氧條件下肺動脈內(nèi)皮細胞中缺氧誘導(dǎo)因子-1α表達增加,促使NEDD9上調(diào),后者與血小板表面P選擇素作用,促進血栓形成。有學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)NEDD9抗體可抑制以上途徑,控制PE和慢性血栓栓塞性肺動脈高壓的進程[13]。同時,HEF1在GI中過度表達,調(diào)節(jié)粘附、侵襲和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal-transition,EMT)并與GI進展和不良預(yù)后相關(guān)。有研究表明,結(jié)直腸癌患者癌變組織中NEDD9表達明顯超過正常組織,且高表達與TNM分期、PT分級、PN和PM狀態(tài)顯著相關(guān)[14]。高表達NEDD9的胃癌患者中完全緩解發(fā)生率、復(fù)發(fā)率、總體生存率均較低[15]。NEDD9水平與結(jié)直腸癌發(fā)生EMT的上皮標(biāo)志物核β-連環(huán)蛋白和波形蛋白呈正相關(guān),與E-鈣粘蛋白呈負相關(guān)。但GI中NEDD9的高水平表達的研究尚未見于外周血,目前僅見于組織中。

2.2 白細胞-內(nèi)皮粘附活化白細胞粘附分子(activated leukocyte cell adhesion molecule,ALCAM)/CD166是跨膜免疫球蛋白,屬于整合素家族,在正常胃腸細胞的上皮細胞,癌細胞中均表達[16]。通過細胞表面的CD11a-c/CD18(Leu-CAM家族)與單核細胞、成纖維細胞、上皮細胞和血管內(nèi)皮細胞上CD54的結(jié)合,參與腫瘤生長、侵襲、炎癥、血栓形成等[17]。有研究表明胃癌患者血清中的ALCAM濃度明顯高于正常人[18],腸癌組織中得到同樣的結(jié)果。同時,ALCAM通過可能觸發(fā)的SRC激酶磷酸化,其表達水平是評估胃癌腹膜轉(zhuǎn)移及預(yù)后的標(biāo)志物[19]。盡管已證實癌細胞和內(nèi)皮細胞通過表面粘附分子ALCAM-ALCAM結(jié)合促進血栓形成,其他惡性腫瘤如胰腺癌ALCAM與CAT有因果關(guān)系,但尚缺乏ALCAM的表達水平與GI患者生存和發(fā)生CAT的臨床研究。

3 腫瘤細胞釋放的促凝物質(zhì)

組織因子(tissuefactor,TF)影響凝血酶生成、血管內(nèi)皮生長因子的表達,癌癥促凝素(cancer procoagulant,CP)激活凝血因子X、增強血小板粘附活性,二者都是促凝物質(zhì),在多項研究中闡述清晰。其中TF促凝活性最強。研究證實,在PE合并惡性腫瘤患者尸檢中可見癌細胞簇,88%的人TF陽性,癌相關(guān)VTE血栓中TF陽性單核細胞/巨噬細胞的頻率高于無癌癥VTE[20]。

4 釋放炎癥相關(guān)因子

4.1 炎性趨化因子趨化因子是一種8～10 KD的蛋白質(zhì),白細胞、T細胞、血小板均可表達,分為生理情況下的穩(wěn)態(tài)趨化因子和病理條件下表達的炎癥趨化因子。炎性趨化因子包括趨化因子配體5(C-C chemokine ligand5,CCL5),C-X-C基序配體8(C-X-C motif ligand 8,CXCL8)等,促進細胞(如白細胞、單核細胞)趨化向炎癥部位運動,同時決定了腫瘤的預(yù)后及進展。研究表明CCL5在GI中過度表達,通過激活pAkt-pmTOR信號通路作用于成纖維細胞上的受體來招募成纖維細胞;同時可以增加成纖維細胞的數(shù)量,并分化為血管內(nèi)皮細胞來促進腫瘤血管生成[21]。此外,CCL5以變構(gòu)方式結(jié)合并激活血小板整合素αIIbβ3,誘導(dǎo)血小板聚集,促進血栓形成[22]。

4.2 細胞因子和趨化因子類似,細胞因子也是一種蛋白質(zhì),包括干擾素、白介素等。白介素-6(interleukin-6,IL-6),腫瘤壞死因子-α等參與炎癥反應(yīng)的重要步驟。如IL-6通過 gp130/STAT3信號通路的下游活化驅(qū)動許多癌癥。白介素-11(interleukin-11,IL-11)較IL-6在炎癥相關(guān)的GI進展中作用更大;白介素-9(interleukin-9,IL-9)在二磷酸腺苷存在的情況下,通過JAK2/STAT3信號通路促進P-選擇素的聚集和表達,進而血小板聚集[23]。

4.3 中性粒細胞誘捕網(wǎng)(neutrophil extracellular traps,NETs)NETs是由活化的中性粒細胞受到白介素-8,脂多糖刺激后,形成膜突起變型組成[24],中性粒細胞屬于白細胞,在GI合并PE中占據(jù)核心地位。其在炎癥過程中的作用可歸為以下幾類:①釋放促炎細胞因子及在細胞膜上和中性粒細胞衍生的微泡上表達P-選擇素和組織因子,促進血栓形成。②趨化因子驅(qū)動中性粒細胞從外周池向炎癥部位移動。③通過細胞表面多種整合素的作用(ICAM、VCAM1、PECAM1、ALCAM、EPCAM等),粘附內(nèi)皮細胞。④直接或間接吞噬病原體[24]。Philip等發(fā)現(xiàn)疑似 VTE 患者(血清加入活化標(biāo)記物:中性粒細胞彈性蛋白酶,核小體瓜氨酸化組蛋白 H3和無細胞 DNA )和健康者比較,高水平的活化標(biāo)記物與VTE相關(guān)[25]。GI細胞產(chǎn)生的趨化因子受體1(C-X-C chemokine receptor 1,CXCR1)和趨化因子受體2(C-X-C chemokine receptor 2,CXCR2)激動劑誘導(dǎo)NETs產(chǎn)生,NETs直接或間接促進腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[26],并屏蔽癌癥細胞,從而防止細胞毒性淋巴細胞的影響。有研究顯示胃癌患者比健康對照組血清NETs高,中性粒細胞計數(shù)、中性粒細胞/淋巴細胞與NETs顯著相關(guān),且NETs比癌胚抗原,糖類抗原CA19-9更有診斷價值[27]。NETs引起GI的具體機制尚不清楚,2019年一項研究提出,NETs釋放的中性粒細胞彈性蛋白酶激活癌癥細胞中的TLR4,從而導(dǎo)致過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔活化子1-alpha的上調(diào),為腫瘤提供能量促進生長[28]。

總之,在GI合并PE的發(fā)展進程中,可通過多條信號通路相互影響,發(fā)病機制異質(zhì)性較強。OPHN1,NEDD9等少見分子因受限于多種因素,仍需臨床研究進一步驗證。作為GI患者最常見的并發(fā)癥之一,PE可導(dǎo)致治療的中斷甚至影響患者生存期,需引起臨床醫(yī)師重視。GI合并PE患者的臨床特征復(fù)雜、癥狀不典型,因此加強PE的篩查、評估和預(yù)防具有重要的臨床意義。隨著基礎(chǔ)及臨床相關(guān)研究的不斷深入,GI合并PE的機制將不斷完善,為臨床防治提供新方法。