癌癥相關通路和靜脈血栓形成的生物標志物的關系

蔣敏瑞，龔國清

(中國藥科大學藥理學研究室，江蘇 南京 211198)

癌癥與靜脈血栓栓塞(VTE)(4%至20%)和動脈血栓形成(2%至5%)有關[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血栓形成的可能機制[2]。然而，對于輕度癌癥患者，通常不建議進行血栓預防，因為其VTE的風險并不高，相反這些癌癥患者更容易發生出血傾向[3]。能夠預防癌癥患者的血栓又不增加出血風險是該領域的主要目標[4]。

有趣的是，不同類型癌癥的VTE發生率有所不同。根據VTE風險，癌癥類型可大致分為3組：高風險(胰腺癌和卵巢癌)、中度風險(結腸癌和肺癌)、低風險(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]。

風險評估分數用于評價和識別VTE高風險的癌癥患者。Khorana評分使用各種參數(例如癌癥部位、白細胞增多癥和血小板增多癥)根據VTE風險評估對接受化療的門診癌癥患者進行分級[6]。評分將患者分為低風險(0.3%～0.8%)，中等風險(1.8%～2.0%)和高風險(6.7%～7.1%)的VTE[6]。PROTECT評分在Khorana評分的基礎上增加了化療藥物(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)評分增加了生物標志物D-二聚體和可溶性P-選擇素。D-二聚體的優點是它常用于臨床。最近一項針對876名患者的研究[其中53名(6.1%)發展為VTE]進行了不同的風險評分，辨別出了13%至34%的VTE患者[8]。因此，預測癌癥患者的VTE預測評分并不理想，在將評分引入臨床實踐前仍需改進。

研究者一直致力于尋找識別可用于鑒定癌癥患者VTE高風險的生物標志物[9]。大多數研究已經檢測了患有不同類型癌癥患者群體中不同生物標志物[9]。這種方法可能無法檢測出癌癥特異性的生物標志物，因為每種癌癥類型的樣本數量太少。未來的研究應側重于個體癌癥中癌癥相關血栓形成的生物標志物和途徑。以下主要從5個方面介紹與癌癥患者VTE相關的因素。

1 白細胞增多癥和癌癥相關的血栓形成

一些研究表明白細胞增多與癌癥患者的VTE增加有關[6]，這表明白細胞增多可能是癌癥相關血栓形成的常見途徑。中性粒細胞可通過產生中性粒細胞胞外陷阱(NETs)來促進血栓形成[10-11]，而單核細胞可表達促凝血蛋白組織因子(TF)。已在小鼠模型中進行了相關腫瘤白細胞增多機制的研究，小鼠模型中的研究表明白細胞可以促進VTE的形成[12]。下腔靜脈(IVC)結扎的大鼠模型中，TF主要由貼壁單核細胞、中性粒細胞和內皮細胞表達[13]。中性粒細胞釋放的NETs已被證實在動物模型中能導致靜脈血栓形成[14]。NETs有助于捕獲血小板和微泡(MV)[15]。此外，NETs通過結合彈性蛋白酶和組織蛋白酶G來增加TF活性[16]。一項研究發現，粒細胞集落刺激因子(G-CSF)可以增強中性粒細胞產生NETs的能力[2]。

總之，這些臨床和基礎研究充分表明中性粒細胞和單核細胞能夠引起癌癥相關的血栓形成。抑制造血細胞因子或抑制NET形成可能是降低患有白細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血栓形成

血小板在動脈血栓形成中起著重要作用，在癌癥患者VTE形成中也發揮一定的作用[17]。癌癥患者經常出現血小板增多癥，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數高的患者與血小板計數低的患者相比，VTE發生率更高[18]。在癌癥患者中測量血小板計數時觀察到類似的結果[19]。

用低劑量阿司匹林治療多發性骨髓瘤患者(曾使用過沙利度胺或來那度胺治療)，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，但與乳腺癌患者的無關[21]。

大量研究已經表明了癌癥中活化的血小板可作為生物標志物[22]。一般來說，這些生物標志物在癌癥患者中增加，但只有少數研究確定它們是否可預測該組中的VTE。最近的一項研究未能發現多種癌癥類型患者的VTE和血小板活化標志物如血小板因子4(PF4)之間的關聯[23]。然而，另一項關于胰腺癌的研究發現PF4水平升高與 VTE風險的增加有關。這種差異強調了研究單個癌癥類型的重要性。

在小鼠模型中研究了卵巢癌與血小板增多的機制。研究表明，腫瘤引起的IL-6增加可以促進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現，氯吡格雷降低了腫瘤引起的MVs與血栓形成部位的結合[25]。總之，這些臨床和基礎研究表明，抗血小板藥物可能有助于預防某些癌癥患者的VTE[26]。實際上，評估阿司匹林對高危和中危癌癥患者血小板活化標志物和VTE的影響的臨床試驗已經開展(NCT02283438)。

3 P-選擇素和癌癥相關血栓形成

具有更高可溶性P-選擇素水平的癌癥患者往往更容易發生VTE[23]。P-選擇素由血小板和內皮細胞表達。內皮細胞表達的P-選擇素可通過募集白細胞來提高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]。有研究顯示內皮細胞P-選擇素是IVC狹窄小鼠模型中白細胞募集的原因。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-選擇素可能是通過減少白細胞的募集和MV結合來預防癌癥相關血栓形成的新靶標。

4 纖溶功能低下與癌癥相關血栓形成

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[26]。一項研究發現，與健康對照組相比，深靜脈血栓形成患者的凝塊溶解時間延長[26]，表明纖溶功能障礙是VTE的誘導因素。很少有研究評估癌癥相關血栓形成中的纖維蛋白溶解系統。一項針對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]。另一項研究發現，與健康對照組相比，膠質瘤患者PAI-1水平更高[28]。

有研究驗證了PAI-1在皮下異種移植A549細胞(人肺腺癌細胞系)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會產生較大的血栓，并且在氯化鐵隱靜脈模型中具有較短的閉塞時間。在兩種模型中給予抗VEGF藥物貝伐單抗能夠進一步促進血栓形成。有趣的是，貝伐單抗增加了腫瘤和血漿中的PAI-1表達進而導致血栓形成，這種作用可以被PAI-1抑制劑降低。總之，纖溶功能障礙和PAI-1可作為標志性現象來預測癌癥相關血栓形成。

5 TF + MVs和胰腺癌的靜脈血栓形成

MV(也稱為微粒或細胞外囊泡)是從活化或凋亡細胞釋放的小膜囊泡。MV是促凝血劑，能為不同凝血因子復合物的組裝提供表面場所[30]。帶負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。人胰腺腫瘤表達高水平的TF，其表達與組織學分級相關。一項研究觀察到瘤內TF表達與VTE之間具有關聯。人胰腺細胞系也表達高水平的TF并釋放TF+MVs[31]。

Dvorak等[32]首先提出了腫瘤產生的MV與血栓形成之間的關系。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的激活和與惡性腫瘤相關纖維蛋白的沉積的現象。隨后的研究表明，TF是腫瘤MV的促凝血活性的主要原因[33]。許多類型的癌細胞表達TF并釋放TF+MV[34]。此外，可以在患有多種癌癥的患者中檢測到循環的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的，例如一項胰腺癌患者的研究發現，TF+MVs共表達上皮腫瘤抗原MUC-1，另外胰腺切除術能顯著降低TF+MVs的水平。

大多數研究檢查了胰腺癌、腦癌、結腸直腸癌或肺癌患者中TF+MVs與VTE之間的關系，因為這些患者的VTE發生率最高。在這些癌癥中檢測到TF+MVs，但胰腺癌患者的MV TF活性水平最高[36]。對此的一種可能解釋是胰腺的內分泌功能提供了將TF+MV從腫瘤運輸到血液中的途徑。一項針對11名胰腺癌患者的縱向研究發現，MV TF活性呈時間依賴性升高。其他一些研究發現，胰腺癌患者的MV TF活性與肺癌、胃癌、結腸直腸癌、卵巢癌或腦癌之間無關[37]。MV TF活性與胰腺癌患者的死亡率也密切關聯[38]。這些研究表明TF+MVs能夠導致腺癌患者的VTE，并且可能是評估這些患者VTE風險的有效生物標志物。TF+MV可能也對其他癌癥中VTE的評估有作用，但是目前的研究太少并不足以揭示TF+MV和VTE之間的關系[39]。在臨床使用之前，需要對TF+MV評估進行探索。

已經使用腫瘤同種異體移植和異種移植小鼠模型來研究腫瘤產生的TF+MV在凝血和血栓形成中的作用。同種移植模型的優點是小鼠具有免疫活性;然而，小鼠胰腺癌細胞系的數量是有限的。異種移植模型的優點是可以將腫瘤衍生的人TF+MV與宿主衍生的小鼠TF區分開，并且可獲得許多人胰腺癌細胞系。早期研究表明，在SCID小鼠中生長的人結直腸腫瘤將人TF釋放到循環中，并且血漿中TF抗原的量與腫瘤大小相關[40]。另一項研究發現長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的人TF+MV和凝血活化。該觀察結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，我們發現通過給予抗人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胞系分泌的TF+MV可激活凝血反應和促進血栓形成[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在癌癥相關血栓形成中作用的理想模型，因為TF+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是與其他因子協同作用增加凝塊尺寸[24]。以上研究表明腫瘤來源的TF可以促進凝血，是VTE的有效生物標志物。

6 結論與展望

白細胞、血小板、可溶性P-選擇素、纖溶功能和TF+MV都與癌癥VTE有關。目前的評分系統使用癌癥，白細胞和血小板計數，化學療法和生物標志物等來鑒定患有VTE高風險的所有類型癌癥的患者。通過使用常規抗血栓藥物與減少白細胞、血小板計數、TF+MV水平和抑制NET形成的組合藥物治療，可以改善癌癥相關血栓形成的預防和治療。然而，仍需要在個體惡性腫瘤患者中尋找新的VTE相關生物標志物以推動癌癥類型特異性評分系統的發展。未來的研究應該檢測每種癌癥類型中的多種生物標志物，以確定生物標志物的組合是否可以用作VTE的預測因子，進一步完善評分系統，為癌癥和血栓的研究提供新的思路與方法。