血小板介导肿瘤细胞生长和转移的机制研究进展

董超男，翟文萍，王雪野

(1.长春中医药大学，长春 130117; 2.吉林省人民医院药物临床试验机构，长春130021)

肿瘤发生、发展的过程极为复杂，多种因素参与了肿瘤细胞的生长和转移。研究发现，超出80%的肿瘤患者死于肿瘤复发、转移[1]。肿瘤患者外周血中含有循环肿瘤细胞(circulating tumor cell，CTCs)，CTCs能刺激血小板活化并分泌转化生长因子(transforming growth factor，TGF)-β，使肿瘤相关成纤维细胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)处于持续激活状态，CAFs与肿瘤细胞直接接触，调控肿瘤干细胞以及改造肿瘤细胞外基质，促进肿瘤发展[2-4]。肿瘤细胞还可以直接接触或释放血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor，PDGF)，如腺苷二磷酸可刺激血小板活化和计数的增加[4]。在肿瘤微环境中，血小板可以吸收周围环境中的各种物质，如信使RNA、微RNA以及蛋白等，血小板可携带这些物质，向机体远端转移[5]。此外，肿瘤患者血小板的异常升高会引发高凝状态，导致静脉血栓栓塞形成，这是肿瘤进展的主要原因之一[6]。这种高凝状态也促进了CTCs的转移，使肿瘤细胞向远处转移的可能性增加。抗血小板药物可对肿瘤细胞的生长和转移进行有效抑制，从而延长患者的生存时间[7]。现就近年来血小板促进肿瘤细胞生长和转移的机制予以综述，探讨通过抗血小板生成协同治疗肿瘤的策略，以期为今后的研究和临床应用提供参考。

1 血小板增多与肿瘤预后

早在19世纪，人们就先发现恶性肿瘤患者血小板数量异常升高的现象，这一研究结果近年来引起了人们的关注[8]。研究证实，胃癌、卵巢癌、肾癌、结肠癌等实体瘤与血小板计数的升高存在相关性[9-13]。目前，尚无统一的血小板计数增加标准，但大多以外周血血小板计数≥400×109/L为标准。基于此标准，Wang等[9]的Meta分析证实，胃癌患者血小板数量增多与预后不良相关。Huang等[10]的研究表明，肾癌患者血小板增多与肿瘤大小、TNM分期呈正相关，可作为肿瘤复发的独立预测指标。Josa等[11]研究证实，术前结肠癌患者血小板数量升高是影响患者总体生存率和无病存活率的独立危险因素。随着理论探索的持续和深入开展，恶性肿瘤与血小板数量升高的相关性得到进一步证实。马爽和童英[12]的研究发现，血小板数量与肿瘤标志物糖类抗原125的增加可显著提升卵巢恶性肿瘤的确诊率。此外，血小板/淋巴细胞比率的升高对预测恶性肿瘤复发及转移有重要意义[13]。总之，血小板数量的增多可有效预测恶性肿瘤的复发和转移。

2 血小板增多与肿瘤的生长和转移

2.1血小板增多促进肿瘤细胞生长 CTCs可释放多种生物活性物质，如组织因子(tissue factor，TF)、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)、凝血酶等，或诱发中性粒细胞外陷，刺激血小板活化。活化的血小板中α-颗粒产生多种促进肿瘤生长的因子，如TGF-α、PDGF、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等。TGF-α是一种功能强大的多肽活性物质，可导致细胞有丝分裂，刺激多种细胞系DNA合成，并作用于细胞表面表皮生长因子受体，调节局部细胞分化、生长及肿瘤生成[14]。研究表明，肿瘤患者脑脊液、尿液及血清TGF-α水平升高，使肿瘤细胞快速由G0期向G1期、S期转化，推动肿瘤细胞的有丝分裂[15-16]。一旦肿瘤体积超出2～3 mm3时，仅靠毛细血管透过的营养成分和氧气已不能维持肿瘤的存活，想持续发育应形成新生血管，否则肿瘤细胞将进入休眠状态，甚至退化。此时PDGF、VEGF以及其他血管调节因子在周细胞的募集中起重要作用，周细胞与血管内皮细胞通过直接接触和旁分泌途径调节血管生成和成熟[17]。综上，血小板异常升高可以为肿瘤的生长及转移提供良好微环境。

2.2血小板增多促进肿瘤细胞转移

2.2.1血小板增强肿瘤细胞的侵袭能力 肿瘤细胞外渗是血小板增强肿瘤细胞侵袭能力的基本表现，即血小板将肿瘤细胞灌注到周围血管和淋巴管[18]。研究证实，血小板分泌的TGF-β可诱导转录因子锌指蛋白转录因子1/2和E-盒结合锌指蛋白1/2的表达，促进原发灶肿瘤上皮细胞间充质转化，使肿瘤细胞从肿瘤母体脱落形成游离细胞[19]。游离细胞可释放蛋白水解酶和MMPs等物质，其中蛋白水解酶有助于内皮收缩，MMPs能降解血管基底膜的结构成分，推动肿瘤细胞从血管渗出并向周围环境渗透。血小板在肿瘤微环境中能迅速活化并释放CXC趋化因子配体5等，CXC趋化因子配体5与CXC型趋化因子受体2结合后，激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信号通路，上调MMP-9、MMP-2的表达，协助肿瘤细胞运动，促进新血管形成，加快肿瘤细胞发育及转移[20]。Labelle等[21]研究证实，通过阻断CXC趋化因子配体5/7或CXC型趋化因子受体2，可防止早期转移灶的形成，显著减少肿瘤细胞的播散及进展。

血小板活化产生生物活性物质后，其表面蛋白的活性也增高，如P-选择素和整联蛋白，这两种物质已被证明与肿瘤细胞的转移相关[22]。在血小板和内皮细胞的储存颗粒中存在P-选择素，其可在细胞活化后几分钟内转移至细胞表面，与肿瘤细胞表面的P-选择素糖蛋白配体-1结合，促进肿瘤细胞通过血管壁向机体远端器官转移。血小板还可以在P-选择素协同下聚集在肿瘤细胞周围，促使肿瘤细胞脱离免疫监视并提高肿瘤的存活率。宁忠华[23]研究发现，肝素可以抑制P-选择素介导的细胞与细胞之间的黏附功能，减少肿瘤细胞在内皮细胞上的滚动，但出血风险限制了肝素在抗肿瘤协同治疗中的应用。血小板膜糖蛋白(platelet glycoprotein,GP)Ⅱb/Ⅲa是血小板膜上表达数量最多的整联蛋白，可参与肿瘤细胞在血小板上的黏附并形成癌栓，即血小板-肿瘤细胞复合物(tumour cell-induced platelet aggregation，TCI-PA)。TCI-PA的形成是影响肿瘤组织定位和远处转移的重要因素之一，能为肿瘤细胞免受免疫攻击提供协同作用，并促进肿瘤转移。研究表明，GPⅡb/Ⅲa功能的上调及其与纤维蛋白原的结合是激活血小板的共同途径，可见，GPⅡb/Ⅲa抑制剂是预防TCI-PA的有效手段之一；GPⅡb/Ⅲa抑制剂对肿瘤细胞转移与发育的抑制作用同样也被证实[24]。此外，肿瘤细胞表面也有一些分子(如αvβ3整合素)，可直接附着于血管内皮细胞，促进肿瘤细胞转移[13]。

血小板源性微粒(platelets derived microparticles，PMPs)是血小板活化过程中释放的一种超微膜性囊泡。研究表明，PMPs在增强肿瘤细胞侵袭能力方面起到至关重要的作用[25]。PMPs可释放出介导血管通透性增加的介质如类花生酸代谢产物血栓素A2、5-羟色胺、组胺及ATP等[23]。此类介质对内皮细胞收缩、血管通透性增加和基底膜暴露具有诱导作用，促进CTCs从血管中穿过，从而发生侵袭和转移[26-27]。在甲状腺癌、卵巢癌等恶性肿瘤细胞中，PMPs可通过上调MMP-2蛋白的表达，加强肿瘤细胞与内皮细胞的黏附，提高肿瘤细胞的侵袭能力[28-29]。

2.2.2血小板协助肿瘤细胞逃避免疫系统监视 人体免疫包括体液免疫和细胞免疫，细胞免疫是抗肿瘤免疫的主力，体液免疫通常仅在某些情况下起协同作用。当肿瘤细胞进入血液循环成为内源性抗原时，免疫系统可以迅速识别并触发特定免疫反应以清除肿瘤细胞，即免疫细胞的监控能力。自然杀伤(natural killer，NK)细胞、T淋巴细胞及巨噬细胞均可杀死肿瘤细胞，其中效果最明显的免疫细胞是NK细胞。NK细胞可通过释放穿孔素/颗粒酶B，直接诱导肿瘤细胞凋亡和靶细胞溶解破裂；NK细胞也可表达肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)家族分子，如FasL和TRAIL，这些膜分子与表达在肿瘤细胞膜上的相应配体结合，从而行使杀死肿瘤细胞的功能。TNF也可促进NK细胞中Fcγ受体的表达，增强抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用，杀死肿瘤细胞。研究发现，γ干扰素促进巨噬细胞向 M1型巨噬细胞极化，后者通过直接杀伤肿瘤细胞或向T淋巴细胞提呈抗原，激活特异性免疫应答，清除肿瘤细胞；此外，γ干扰素还可以抑制癌基因的表达，加速肿瘤细胞的凋亡[30]。血小板分泌的TGF-β可下调NK细胞表面活化受体，从而抑制NK细胞的抗肿瘤活性，同时也可抑制γ干扰素的产生，由此推动肿瘤转移[31]。

研究发现，肿瘤细胞面在低表达或缺失主要组织相容性复合体-1(major histocompatibility complex-1，MHCⅠ)的条件下，其表面某些糖类配体可与NK细胞表面活化受体结合，使NK细胞活化发生细胞毒效应，而血小板可在肿瘤细胞外形成包被，促使MHCⅠ向肿瘤细胞表面转移，最终引起血小板衍生的正常MHCⅠ处于高表达状态，在被NK细胞识别并接触的条件下，产生抑制性信号，从而增加NK细胞对肿瘤细胞的杀伤难度[5]。另有研究发现，黑色素瘤、胰腺癌、结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌以及泌尿生殖系统等的肿瘤细胞表面也表达血小板正常的细胞表面受体，如血小板内皮细胞黏附分子1、整合素αⅡbβ3、凝血酶受体等，NK细胞不能将肿瘤细胞识别，有助于其在血管中的停滞与生存[32]。

2.2.3血小板促进肿瘤血管生成 血管生成是肿瘤发生、发展的重要病理特征，不仅可以为肿瘤细胞提供氧气，还可以递送有助于肿瘤细胞穿透和扩散的蛋白酶和细胞因子。肿瘤新生血管具有血管壁薄、通透性高、反应性低、增长迅速等特点，肿瘤细胞极易穿透血管壁进入血液，向远处转移。肿瘤血管生成与血小板密切相关[15]。血小板与血管中的胶原等血栓前结构接触，导致血流改变，进而内皮细胞释放血管性血友病因子导致血小板活化。活化的血小板主要释放促进血管生成的调节因子，如VEGF、PDGF等，也能释放抑制血管生成的调节因子，如血管内皮抑制素、凝血酶敏感蛋白1等，同时还能释放有双向调控血管生成作用的TGF-β等，这些物质共同调节肿瘤血管的生成。因此从理论层面上来看，血小板可对肿瘤血管生成产生抑制或刺激作用。但大部分学者认为在血管生成方面，血小板的促进作用大于抑制作用[33-35]。特别是VEGF，其针对内皮细胞的特异性最高，是促进血管生成最有效的有丝分裂诱导原，尤其在低氧条件下能够有效地与内皮细胞膜上的VEGF受体(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)结合，结合后VEGFR发生自身磷酸化，激活促分裂原活化的蛋白激酶信号通道，诱导内皮细胞变形、移动、增殖及分裂，促进毛细血管新生。Kut等[36]的Meta分析发现，肿瘤患者血小板中VEGF的水平增加显著，为413 ng/mL,而健康对照组的VEGF为216 ng/mL。

抗血管生成是肿瘤研究领域的热点，目前有多种针对VEGF、VEGFR及其信号转导途径的药物正处于研究或临床应用中，贝伐珠单抗是第1个获准进入临床的抗VEGF药物，其可与VEGF结合，并阻止VEGF与血管内皮细胞上的VEGFR结合，抑制VEGF的促血管生成作用，起到抗血管生成的作用。在抗VEGFR的动物实验中，单抗DC101能明显抑制小鼠中多种肿瘤的生长和转移，提示抗VEGFR的抗体药物具有很好的抗肿瘤活性，目前抗VEGFR抗体药物已进入临床试验阶段[37]。综上所述，抑制血小板分泌促血管生成因子或抑制血管生成因子受体有可能成为肿瘤治疗的靶点之一。

2.2.4血小板促进血栓形成 血栓形成是导致肿瘤患者死亡的第二大原因[38]，血栓形成与肿瘤转移密切相关[39]，PMPs已被证实参与血栓形成[24]。PMPs通过GPⅠb与血管内皮下基质结合，促进血小板与内皮细胞黏附，促进凝血形成血栓。同时活化的PMPs膜上的磷脂酰丝氨酸可以增强TF的组装与催化活性，加剧凝血反应[40]。实体瘤细胞几乎都表达TF[41]，目前研究认为，肿瘤患者中TF高表达是由于癌基因激活或抑癌基因失活所致[42]。机体受到肿瘤刺激后产生炎症因子如白细胞介素-1，该因子可诱导肿瘤细胞和肿瘤相关巨噬细胞表达TF。高表达的TF诱导VEGF表达，引起肿瘤血管生成及肿瘤细胞发育，进一步增加TF的表达[42-43]。TF在信号转导、肿瘤细胞生长转移中发挥着重要作用，可与凝血因子Ⅶ粘连，形成有功能的TF-Ⅶa复合体，激活因子X和Ⅺ，进而启动凝血过程。体外研究证实，TF表达的降低可抑制恶性肿瘤的血管生成和细胞生长，如塞来昔布通过抑制核因子κB的活化下调TNF-α诱导的TF的表达，从而抑制肿瘤细胞生长[44]。

3 展 望

血小板可通过多种方式促进肿瘤细胞生长、转移，逃避免疫监视，提高侵袭能力和血管生成等，因此可通过监测外周血血小板数量以评估肿瘤的预后及复发，通过抗血小板生成协助治疗肿瘤。然而，关于血小板在肿瘤生长、转移领域内的确切作用机制还不完全了解，许多研究还没有明确结论，需要通过更多的实验阐述确切的作用机制。另一方面，抗血小板药物协助治疗肿瘤的策略一直未引起肿瘤学专家们的重视，可能与抗血小板药物没有细胞毒作用以及临床试验结果不统一有关。随着越来越多的学者研究非肿瘤细胞(如血小板等)在癌变过程中的作用和机制，抗血小板协助治疗肿瘤也将受到越来越多的关注。从肿瘤治疗的角度来看，未来抗血小板药物具有更广阔的应用空间。