腫瘤相關性貧血患者血清GDF-15和鐵調素的表達及意義

石雪梅，劉樹業

(1天津醫科大學，天津300070;2天津市第三中心醫院)

腫瘤相關性貧血(CRA)是指腫瘤病程中因直接或間接因素導致的貧血，是腫瘤患者常見的并發癥之一。鐵調素是維持機體鐵穩態的最重要的細胞因子，紅系祖細胞所分泌的生長分化因子-15(GDF-15)可調節鐵調素表達［1，2］。鑒于 GDF-15在癌癥的發生發展中所起的作用，我們推測GDF-15可能通過調節鐵調素的表達而參與CRA的發生。本研究觀察了GDF-15和鐵調素在CRA患者中的表達，探討二者在CRA發病中的作用。

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，采用全自動血細胞分析儀檢測 WBC、RBC、Hb、網織紅細胞(Ret)、平均紅細胞體積(MCV)、紅細胞分布寬度(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、鐵調素和GDF-15。

1.2.2 統計學方法 采用SPSS20.0統計軟件，結果以±s表示。組間比較采用One-way ANOVA檢驗，相關性分析采用非參數Spearman相關。檢測水準α=0.05。

2 結果

2.1 各組血液學指標比較 見表1。

表1 各組血液學指標比較(±s)

表1 各組血液學指標比較(±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］。流行病學調查顯示，貧血的癌癥患者平均生存期可縮短20%～43%［4］。貧血時因血液攜氧能力下降導致組織和細胞缺氧，抑制正常組織和細胞的增殖、促進細胞分化及發生細胞凋亡和壞死，而在部分腫瘤組織，缺氧會誘導腫瘤適應性改變，導致一部分具有侵襲性表現的癌細胞出現，進而導致腫瘤進展和腫瘤治療抵抗［5］。CRA的病因與多種因素有關，包括腫瘤自身的因素、抗腫瘤治療過程中的不良反應、各種出血傾向等其他相關因素［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、先天性紅細胞生成障礙性貧血和丙酮酸激酶缺乏癥等，GDF-15表達顯著增高［1，7，8］。因此，GDF-15 可作為無效造血所導致的貧血與其他類型貧血的鑒別診斷指標。鐵調素是維持機體鐵穩態的最重要的細胞因子，鐵代謝紊亂導致的功能性鐵利用障礙，是引起CRA的重要因素。研究發現，先天性紅細胞生成障礙性貧血患者體內的GDF-15水平顯著增高，其高水平的GDF-15可以抑制鐵調素表達［2］。在體外用高濃度GDF-15處理人肝細胞時，可使鐵調素 mRNA表達下調［1］。但也有研究指出，作為一個潛在的調節因子，GDF-15也可以刺激肝細胞生成鐵調素。目前，GDF-15對鐵調素的作用及調節機制還有待進一步研究闡明。

表2 各組鐵生化指標比較(±s)

表2 各組鐵生化指標比較(±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

研究發現，鐵調素表達與造血活動關系緊密。體外實驗發現，鐵調素可以通過抑制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素的表達，貧血可致鐵調素表達下降，但是當阻斷造血活動時這種調節作用消失，表明貧血對鐵調素的調節是通過紅系造血活動實現的。持續給予小鼠松節油制造小鼠慢性病性貧血(ACD)模型時，鐵調素水平在ACD早期明顯升高，而隨著疾病的進展，鐵調素逐漸下降［10］。在ACD的早期，炎癥細胞因子可以作為獨立因素上調鐵調素的表達，隨著ACD病程的進展，持續升高的鐵調素將下調機體鐵的水平，造成機體真正鐵缺乏;鐵的缺乏以及造血對鐵的需求，反過來又將下調鐵調素的表達，形成反饋調節通路。胃腸道腫瘤患者由于伴有長期慢性失血，極易由ACD演變為ACD伴有缺鐵性貧血，機體的鐵缺乏將下調鐵調素的表達，反饋性地增加機體對鐵的吸收。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，說明患者機體內存在鐵缺乏。因此在癌癥伴有中重度貧血時，細胞因子對鐵調素的正向調節及缺鐵對鐵調素的負向調節可能同時發生作用，影響CRA患者體內鐵調素的水平。

GDF-15的表達增強以及GDF-15介導的信號轉導通路的異常活化，也可能抑制鐵調素的表達，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生的風險。GDF-15基因很可能是一個在應激條件下被誘導表達的可調控基因，急性損傷、炎癥及腫瘤等因素均可誘導其表達。體內和體外實驗研究表明，一些抗腫瘤藥物如5F-203、靈菌紅素能夠上調 GDF-15 的表達［11］。

研究顯示，當 GDF-15達到6 000 pg/mL時，GDF15水平與鐵調素水平呈負相關，提示在CRA的病程中，高濃度的GDF-15可以通過促進EPO生成或促進紅細胞生成，使機體鐵需求增加，進而抑制鐵調素的表達。而當GDF-15＜2 000 pg/mL時，GDF-15和鐵調素呈正相關，提示低濃度的GDF-15對鐵調素沒有抑制作用。GDF-15對鐵調素的表達具有雙重調節作用，其具體機制還有待進一步研究。

膜鐵轉運蛋白—鐵調素調節軸是機體維持鐵穩態的主要機制，腫瘤細胞可能通過破壞這一調節軸而影響機體鐵穩態［12］。本研究顯示，隨著腫瘤病程的發展，GDF-15的分泌不斷增加，GDF-15抑制鐵調素的表達，進而增加了鐵吸收，最終導致腫瘤患者CRA的發生。

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