癌症相关通路和静脉血栓形成的生物标志物的关系

蒋敏瑞，龚国清

(中国药科大学药理学研究室，江苏 南京 211198)

癌症与静脉血栓栓塞(VTE)(4%至20%)和动脉血栓形成(2%至5%)有关[1]。50多年前，有人提出凝血因子的改变、血小板黏附性的增加和纤维蛋白溶解的减少是癌症相关血栓形成的可能机制[2]。然而，对于轻度癌症患者，通常不建议进行血栓预防，因为其VTE的风险并不高，相反这些癌症患者更容易发生出血倾向[3]。能够预防癌症患者的血栓又不增加出血风险是该领域的主要目标[4]。

有趣的是，不同类型癌症的VTE发生率有所不同。根据VTE风险，癌症类型可大致分为3组：高风险(胰腺癌和卵巢癌)、中度风险(结肠癌和肺癌)、低风险(乳腺癌和前列腺癌)。这表明不同类型癌症中的VTE可能具有特异性途径[5]。

风险评估分数用于评价和识别VTE高风险的癌症患者。Khorana评分使用各种参数(例如癌症部位、白细胞增多症和血小板增多症)根据VTE风险评估对接受化疗的门诊癌症患者进行分级[6]。评分将患者分为低风险(0.3%～0.8%)，中等风险(1.8%～2.0%)和高风险(6.7%～7.1%)的VTE[6]。PROTECT评分在Khorana评分的基础上增加了化疗药物(顺铂，卡铂和吉西他滨)[7]。此外，维也纳癌症和血栓形成研究(CATS)评分增加了生物标志物D-二聚体和可溶性P-选择素。D-二聚体的优点是它常用于临床。最近一项针对876名患者的研究[其中53名(6.1%)发展为VTE]进行了不同的风险评分，辨别出了13%至34%的VTE患者[8]。因此，预测癌症患者的VTE预测评分并不理想，在将评分引入临床实践前仍需改进。

研究者一直致力于寻找识别可用于鉴定癌症患者VTE高风险的生物标志物[9]。大多数研究已经检测了患有不同类型癌症患者群体中不同生物标志物[9]。这种方法可能无法检测出癌症特异性的生物标志物，因为每种癌症类型的样本数量太少。未来的研究应侧重于个体癌症中癌症相关血栓形成的生物标志物和途径。以下主要从5个方面介绍与癌症患者VTE相关的因素。

1 白细胞增多症和癌症相关的血栓形成

一些研究表明白细胞增多与癌症患者的VTE增加有关[6]，这表明白细胞增多可能是癌症相关血栓形成的常见途径。中性粒细胞可通过产生中性粒细胞胞外陷阱(NETs)来促进血栓形成[10-11]，而单核细胞可表达促凝血蛋白组织因子(TF)。已在小鼠模型中进行了相关肿瘤白细胞增多机制的研究，小鼠模型中的研究表明白细胞可以促进VTE的形成[12]。下腔静脉(IVC)结扎的大鼠模型中，TF主要由贴壁单核细胞、中性粒细胞和内皮细胞表达[13]。中性粒细胞释放的NETs已被证实在动物模型中能导致静脉血栓形成[14]。NETs有助于捕获血小板和微泡(MV)[15]。此外，NETs通过结合弹性蛋白酶和组织蛋白酶G来增加TF活性[16]。一项研究发现，粒细胞集落刺激因子(G-CSF)可以增强中性粒细胞产生NETs的能力[2]。

总之，这些临床和基础研究充分表明中性粒细胞和单核细胞能够引起癌症相关的血栓形成。抑制造血细胞因子或抑制NET形成可能是降低患有白细胞增多症的癌症患者中VTE的有效途径。

2 血小板增多症与癌症相关血栓形成

血小板在动脉血栓形成中起着重要作用，在癌症患者VTE形成中也发挥一定的作用[17]。癌症患者经常出现血小板增多症，特别是胃肠癌，肺癌，乳腺癌和卵巢癌患者[6]。有趣的是，在患有癌症之前血小板计数高的患者与血小板计数低的患者相比，VTE发生率更高[18]。在癌症患者中测量血小板计数时观察到类似的结果[19]。

用低剂量阿司匹林治疗多发性骨髓瘤患者(曾使用过沙利度胺或来那度胺治疗)，其VTE可以降低到与低分子量肝素类似的程度，这表明血小板在这些患者的静脉血栓形成中起作用[20]。此外，阿司匹林的使用与卵巢癌患者的VTE阈值降低有关，但与乳腺癌患者的无关[21]。

大量研究已经表明了癌症中活化的血小板可作为生物标志物[22]。一般来说，这些生物标志物在癌症患者中增加，但只有少数研究确定它们是否可预测该组中的VTE。最近的一项研究未能发现多种癌症类型患者的VTE和血小板活化标志物如血小板因子4(PF4)之间的关联[23]。然而，另一项关于胰腺癌的研究发现PF4水平升高与 VTE风险的增加有关。这种差异强调了研究单个癌症类型的重要性。

在小鼠模型中研究了卵巢癌与血小板增多的机制。研究表明，肿瘤引起的IL-6增加可以促进肝血小板生成素合成和血小板生成[24]。因此，IL-6-血小板生成素途径的抑制可降低卵巢癌患者的血小板和VTE水平。在小鼠癌症模型中还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发现，氯吡格雷降低了肿瘤引起的MVs与血栓形成部位的结合[25]。总之，这些临床和基础研究表明，抗血小板药物可能有助于预防某些癌症患者的VTE[26]。实际上，评估阿司匹林对高危和中危癌症患者血小板活化标志物和VTE的影响的临床试验已经开展(NCT02283438)。

3 P-选择素和癌症相关血栓形成

具有更高可溶性P-选择素水平的癌症患者往往更容易发生VTE[23]。P-选择素由血小板和内皮细胞表达。内皮细胞表达的P-选择素可通过募集白细胞来提高VTE水平。已有研究表明抑制P-选择素可减少狒狒瘀血模型中的静脉血栓的形成[24]。有研究显示内皮细胞P-选择素是IVC狭窄小鼠模型中白细胞募集的原因。P-选择素降低了胰腺肿瘤小鼠肠系膜氯化铁模型中的血栓形成，但不影响非肿瘤小鼠的血栓形成[25]。这些研究表明，P-选择素可能是通过减少白细胞的募集和MV结合来预防癌症相关血栓形成的新靶标。

4 纤溶功能低下与癌症相关血栓形成

纤溶酶原激活物抑制剂1型(PAI-1)抑制纤维蛋白溶解，其水平的升高与血栓形成有关[26]。一项研究发现，与健康对照组相比，深静脉血栓形成患者的凝块溶解时间延长[26]，表明纤溶功能障碍是VTE的诱导因素。很少有研究评估癌症相关血栓形成中的纤维蛋白溶解系统。一项针对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]。另一项研究发现，与健康对照组相比，胶质瘤患者PAI-1水平更高[28]。

有研究验证了PAI-1在皮下异种移植A549细胞(人肺腺癌细胞系)模型小鼠的血栓形成中具有作用[29]。携带肿瘤的IVC狭窄模型小鼠在3 h会产生较大的血栓，并且在氯化铁隐静脉模型中具有较短的闭塞时间。在两种模型中给予抗VEGF药物贝伐单抗能够进一步促进血栓形成。有趣的是，贝伐单抗增加了肿瘤和血浆中的PAI-1表达进而导致血栓形成，这种作用可以被PAI-1抑制剂降低。总之，纤溶功能障碍和PAI-1可作为标志性现象来预测癌症相关血栓形成。

5 TF + MVs和胰腺癌的静脉血栓形成

MV(也称为微粒或细胞外囊泡)是从活化或凋亡细胞释放的小膜囊泡。MV是促凝血剂，能为不同凝血因子复合物的组装提供表面场所[30]。带负电荷的磷脂如磷脂酰丝氨酸(PSer)和TF能够增加MVs的促凝血活性。人胰腺肿瘤表达高水平的TF，其表达与组织学分级相关。一项研究观察到瘤内TF表达与VTE之间具有关联。人胰腺细胞系也表达高水平的TF并释放TF+MVs[31]。

Dvorak等[32]首先提出了肿瘤产生的MV与血栓形成之间的关系。Dvorak指出，脱落的囊泡能够提高促凝血活性，这可以解释凝血系统的激活和与恶性肿瘤相关纤维蛋白的沉积的现象。随后的研究表明，TF是肿瘤MV的促凝血活性的主要原因[33]。许多类型的癌细胞表达TF并释放TF+MV[34]。此外，可以在患有多种癌症的患者中检测到循环的TF+MV，包括胰腺癌、肺癌、胃癌、乳腺癌和脑癌[35]。这些TF+MV很可能是从肿瘤中释放出来的，例如一项胰腺癌患者的研究发现，TF+MVs共表达上皮肿瘤抗原MUC-1，另外胰腺切除术能显著降低TF+MVs的水平。

大多数研究检查了胰腺癌、脑癌、结肠直肠癌或肺癌患者中TF+MVs与VTE之间的关系，因为这些患者的VTE发生率最高。在这些癌症中检测到TF+MVs，但胰腺癌患者的MV TF活性水平最高[36]。对此的一种可能解释是胰腺的内分泌功能提供了将TF+MV从肿瘤运输到血液中的途径。一项针对11名胰腺癌患者的纵向研究发现，MV TF活性呈时间依赖性升高。其他一些研究发现，胰腺癌患者的MV TF活性与肺癌、胃癌、结肠直肠癌、卵巢癌或脑癌之间无关[37]。MV TF活性与胰腺癌患者的死亡率也密切关联[38]。这些研究表明TF+MVs能够导致腺癌患者的VTE，并且可能是评估这些患者VTE风险的有效生物标志物。TF+MV可能也对其他癌症中VTE的评估有作用，但是目前的研究太少并不足以揭示TF+MV和VTE之间的关系[39]。在临床使用之前，需要对TF+MV评估进行探索。

已经使用肿瘤同种异体移植和异种移植小鼠模型来研究肿瘤产生的TF+MV在凝血和血栓形成中的作用。同种移植模型的优点是小鼠具有免疫活性;然而，小鼠胰腺癌细胞系的数量是有限的。异种移植模型的优点是可以将肿瘤衍生的人TF+MV与宿主衍生的小鼠TF区分开，并且可获得许多人胰腺癌细胞系。早期研究表明，在SCID小鼠中生长的人结直肠肿瘤将人TF释放到循环中，并且血浆中TF抗原的量与肿瘤大小相关[40]。另一项研究发现长有原位人胰腺肿瘤的裸鼠(L3.6pl) MV TF活性和凝血活性随着肿瘤大小而增加[41]。我们比较了人类TF+MV的释放和裸鼠皮下或原位相同大小的HPAF-II肿瘤的凝血活性[24]，有趣的是，只有小鼠原位肿瘤具有可检测的人TF+MV和凝血活化。该观察结果表明胰腺中的肿瘤可以有效地将TF+MV释放到血液中。此外，我们发现通过给予抗人TF单克隆抗体可以抑制荷瘤小鼠中的凝血活性[24]。在各种肿瘤模型小鼠中注射外源性人体和小鼠胰腺癌细胞系分泌的TF+MV可激活凝血反应和促进血栓形成[42]。然而，将外源性TF+MVs注入健康小鼠不是研究肿瘤分泌的TF+MV在癌症相关血栓形成中作用的理想模型，因为TF+MV可能只是增加小鼠和癌症患者凝块大小的众多因素之一。此外，增加凝块大小所需的外源性TF+MV的量比内源性肿瘤衍生的TF+MV的水平高10至100倍，这表明TF+MV是与其他因子协同作用增加凝块尺寸[24]。以上研究表明肿瘤来源的TF可以促进凝血，是VTE的有效生物标志物。

6 结论与展望

白细胞、血小板、可溶性P-选择素、纤溶功能和TF+MV都与癌症VTE有关。目前的评分系统使用癌症，白细胞和血小板计数，化学疗法和生物标志物等来鉴定患有VTE高风险的所有类型癌症的患者。通过使用常规抗血栓药物与减少白细胞、血小板计数、TF+MV水平和抑制NET形成的组合药物治疗，可以改善癌症相关血栓形成的预防和治疗。然而，仍需要在个体恶性肿瘤患者中寻找新的VTE相关生物标志物以推动癌症类型特异性评分系统的发展。未来的研究应该检测每种癌症类型中的多种生物标志物，以确定生物标志物的组合是否可以用作VTE的预测因子，进一步完善评分系统，为癌症和血栓的研究提供新的思路与方法。