VWF在癌症静脉血栓中的研究进展

范婧瑶，黄立娟

(哈尔滨医科大学附属第二医院 检验科，黑龙江 哈尔滨150086)

静脉血栓栓塞(VTE)是指静脉中异常凝血，完全或不完全的血管阻塞以及静脉回流障碍引起的疾病。VTE作为一种常见的、潜在致命性疾病，每年在1000人中发生0.7至1.4例，主要见于年龄大于55岁的患者。

癌症和VTE之间有着密切的联系，对患者生存率有显著的负面影响，是VTE患者死亡的主要原因之一。在癌症患者中，静脉血栓形成的风险取决于多种因素，包括年龄、种族、癌症类型和分期以及治疗方式等。癌细胞已被证明与凝血因子和血小板相互作用，促进血管生成、肿瘤生长和转移。癌细胞可以表达组织因子(tissue factor，TF)，并启动凝血途径，还有报道称其可高表达纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)，从而抑制纤维蛋白溶解。除了TF和PAI-1外，癌细胞还分泌其他物质，如血小板激动剂ADP、凝血酶以及癌细胞源性的癌粘蛋白，也可干扰凝血。

血管性血友病因子(VWF)是一种糖蛋白，参与止血过程。VWF的水平升高，不仅与血栓形成风险增加相关，也与癌症患者肿瘤大小、分期和转移相关，例如，结直肠癌、卵巢癌、胶质母细胞瘤、食道癌和肺癌等。在Khorana和Vienna癌症相关血栓的评估体系中，加入血浆VWF水平或ADAMTS-13活性两个指标，可显著增加其对患者VTE的预测价值。近年来，癌症患者血浆VWF水平与VTE的发生、发展的作用逐渐被人们所认识，但在国内少有报道，因此本文结合国外文献和循证医学资料，对癌症伴VTE的患者中，VWF的作用机制及研究进展进行综述。

1 VWF的基因与结构

VWF糖蛋白由12号染色体的短臂上的一个基因编码，该基因包含52个外显子和51个内含子。ZhouYF等人重新构建了VWF的结构模型，VWF的基本单体由2050个残基组成，有四个重复结构域，组装顺序为：D1-D2-D’-D3-A1-A2-A3-D4-C1-C2-C3-C4-C5-C6-CK[1]。其中，A1、A2和A3为功能性结构域，参与止血过程中血小板和纤维蛋白的结合，A2结构域可与ADAMTS-13结合调节VWF水平，A3结构域有助于VWF在肿瘤组织内聚集[2]。VWF蛋白在生成过程之中，其单体首先在内质网中通过CK结构域形成二聚体，然后在高尔基体和高尔基体后室通过D’D3结构域，头对头，尾对尾，连接成VWF多聚体。在此期间，将产生分子量不一的VWF蛋白，其中超大多聚体(ultra-large VWF，ULVWF)可多达100个亚基[3]。

2 癌症中VWF的合成和分泌

目前，巨核细胞(MKs)和内皮细胞(ECs)被认为是唯一合成VWF的细胞。VWF储存于巨核细胞，ECs中的Weibel-Palade小体(WPB)以及血小板的α颗粒之中。血小板中的α颗粒必须经过血小板活化才能释放VWF，并且需要纤维蛋白和凝血酶的作用，而ECs没有被激活时，仍会合成小分子VWF，因此血浆VWF主要来源于ECs。储存的VWF多聚体是螺旋结构，当其被分泌时按一定顺序通过细胞膜到血液中，呈线形结构[4]。血液流动剪切应力会影响VWF的结构，从而影响止血作用。

一些非ECs来源的癌细胞也可表达VWF基因，如骨肉瘤细胞SAOS2、肝细胞癌细胞HEPG2和BEL7402、胶质瘤细胞M049和胃癌细胞BGC823[5-8]。在这些癌细胞中没有发现其他ECs标记物表达，这表明VWF的表达并不是癌细胞向ECs转变的结果。此外，如肺癌细胞、尿路上皮癌细胞、结肠癌细胞等都能促进ECs分泌VWF，使VWF血浆水平升高[9-10]。

3 癌症中VWF的活性调节

ADAMTS-13是一种金属蛋白酶，是调节血浆VWF活性的关键。分子量不一的VWF蛋白被血小板、ECs分泌到血浆中，其中包括具有生物活性的ULVWF。随后，ULVWF将被与A2结构域结合的ADAMTS-13剪切，避免VWF聚集，调控凝血作用[11]。因此， ADAMTS-13的活性是调控VWF多聚体分布和活性的关键。与健康人相比，局限性或播散性肿瘤患者的ADAMTS-13活性均降低，Bauer等人的实验发现，与健康皮肤微血管相比，黑色素瘤微血管中ADAMTS-13活性显著下降，ULVWF沉积，VWF的半衰期延长[12]。

癌症还可以诱导ECs活化，并促进炎性介质、促血管因子的分泌。ECs活化后，ECs中的WPB将释放大量的ULVWF到血管内。除了促进ECs活化之外，癌细胞也可能直接促进VWF在肿瘤组织的局部积累。通过免疫组织化学染色检测结肠癌患者的癌组织，发现与正常结肠组织相比，VWF明显沉积在肿瘤间质ECs下，推测可能是由癌细胞诱导的ECs分泌VWF或血管通透性增加所引起的[13]，对于胃癌和肺腺癌患者的肿瘤组织，同样发现肿瘤间质中VWF的表达明显高于邻近非肿瘤实质[10]。

4 VWF在癌症转移中的作用

在癌症转移中血小板的活化起重要作用，患者化疗前血小板计数增加，VTE风险升高。在乳腺癌、胃癌、肺癌、肾癌和结直肠癌中，血小板增多的患者多预后较差，且生存率低以及化疗反应降低。血小板释放的生长因子也可促进肿瘤的生长和侵袭。同时，血小板可以促进癌细胞对内皮的黏附，从而促进癌细胞跨内皮的外渗和迁移。另外，平足蛋白通过与其受体CLEC-2结合诱导血小板活化，促进癌细胞转移和血栓形成，通过给小鼠尾静脉注射抗平足蛋白抗体NZ-1，可明显抑制癌细胞向小鼠肺组织的转移[14-15]。

VWF的分子大小、血流剪切速率等均会影响VWF与血小板的相互作用，可能也在癌症转移中发挥作用。血管损伤后，血小板会快速募集，通过GPⅠbα受体与VWF A1结构域结合，聚集在ECs表面，使血小板受体GPⅡb/Ⅲa与VWF、纤维蛋白原、纤维蛋白等更稳定结合[16]。在Pépin等人的研究中，病例组为20例新诊断为伴有VTE的癌症患者(包括乳腺癌、肺癌、胃癌、结肠癌等)，对照组为140例普通癌症患者，与对照组相比，病例组的VWF水平显著升高，并且与肿瘤分期正相关[17]。因此VWF在促进癌症进展中起重要作用。用抗VWF抗体处理固定的血小板可显著降低结肠癌细胞的黏附。此外，使用靶向GPⅠb抑制剂，显著降低癌细胞和血小板之间的相互作用，以及癌细胞与ECs的黏附，抑制癌症转移[18]。

除了与血小板相互作用，VWF也可能直接参与肿瘤转移。Suter等人报道了GPⅠb基因在乳腺癌细胞上表达，这些细胞与VWF作用导致癌细胞的迁移和扩散[19]。抗VWF治疗能抑制肿瘤转移，S.Karpatkin等人发现抗VWF治疗对结肠癌的肺转移抑制率为64%，对黑色素瘤和膀胱癌的转移抑制率为45%和46%[20]。在小鼠模型中使用抗VWF抗体治疗，抑制胃癌细胞的转移[5]。

5 VWF在癌症中的促炎症作用

炎症和先天免疫是癌症进展的关键因素。癌细胞通过作用于ECs或白细胞来促进血栓形成，释放促炎因子，包括白细胞介素1β(IL-1β) 和肿瘤坏死因子α(TNF-α)，促进ECs血栓前改变。癌细胞还通过分泌粒细胞集落刺激因子和IL-6诱导粒细胞和血小板增多。VWF在促进免疫细胞的聚集和迁移中起重要作用。Marianne E Nome等人的研究发现在乳腺癌患者中，VWF和癌症浸润性肥大细胞均升高[21]。Carina Hillgruber等人的实验发现，与对照组小鼠相比，给予抗VWF治疗的小鼠白细胞募集显著减少[22]。

中性粒细胞胞外网络(NETs)是一种炎症介质，由DNA、解聚的核小体、组蛋白等构成。在血流受限血栓模型中发现血栓内部同时存在NETs、VWF和血小板[23]。VWF能够连接并固定NETs，促进中性粒细胞与ECs的黏附。NETs相关组蛋白可以激活ECs，进而促进VWF的释放。Ella Grilz的研究表明，癌细胞也可以促进NETs形成和血栓形成，NETs标志物(瓜氨酸组蛋白H3)可以预测癌症患者VTE的风险[24]。因此，癌症中VWF可以与炎症介质相互作用，以促进ECs的活化以及白细胞的募集和黏附，从而促进血栓形成。

VWF在调节血管通透性方面也发挥重要作用，这可能有助于免疫细胞募集和渗透到细胞外基质。肿瘤组织中含有浸润性白细胞、淋巴细胞和巨噬细胞等，这些细胞对肿瘤增长、转移和免疫抑制有重要影响。

6 癌症患者的抗栓治疗

癌细胞与凝血系统的相互作用不仅增加血栓形成风险，而且还促进了癌症进展和转移。与没有VTE癌症患者相比，癌症伴VTE患者的生存率更低，预后更差。在此情况下，癌症患者的抗栓治疗愈发重要。

癌症患者的抗栓治疗总体原则与普通VTE患者相同，VTE的预防和急救的治疗方案都适用于癌症患者VTE，但其有效性和安全性不全相同。应根据病情和风险评估，确定最佳治疗方法。

6.1 特异性VWF拮抗剂

特异性VWF拮抗剂是近年研究VTE治疗的新方法，有抗血小板和抗炎的作用，可能在血栓形成、血管内皮损伤等方面发挥治疗作用。特异性药物，如抗体、纳米体、重组ADAMTS-13等，通过抑制VWF/ADAMTS-13通路，达到治疗血栓的目的。

抗VWF抗体可以作用于多个步骤，如血小板和ECs的聚集和黏附等。不同的抗VWF抗体作用于不同的靶点。这类药物不会过多的减少血小板，并且出血风险也较小，在临床中可允许使用不同的剂量。纳米体是另一类新的具有高度特异性的药物。Caplacizumab(ALX-0081)能阻断VWF与GPⅠb的相互作用。Flora Peyvandi等人的实验中，使用ALX-0081可以有效缓解血栓性血小板减少性紫癜(TTP)症状，但是有出血风险[25]。目前该药物尚未针对静脉血栓患者进行研究。此外，Kopic K等人的实验发现，通过重组ADAMTS-13(BAX930)裂解VWF A2结构域，可抑制血栓形成[26]。目前同样没有关于静脉血栓患者的研究。

特异性VWF拮抗剂可能是一个有前景的治疗方法。但是，是否可应用于癌症患者的治疗仍不确定，还需要更多的体内外实验和临床数据，以确定在临床实践中的作用。

6.2 影响VWF的非特异性药物

目前临床常用药物，如他汀类、肝素等，均会影响VWF的水平以及活性。近年来发现他汀类药物具有其他非降脂作用，例如抗血栓、抗炎作用。Amirhossein Sahebkar等人的meta分析表明使用他汀类药物后VWF显著降低[27]。但是他汀类药物治疗癌症相关静脉血栓的效果仍不明确。

肝素是临床常见的治疗和预防VTE的药物。其中，低分子肝素(LMWH)可结合VWF A1结构域，干扰VWF与GPⅠb的相互作用，从而抑制血栓形成。LMWH可抑制VWF活性，对动脉血栓患者的治疗和预后有良好效果。在癌症患者中，使用LMWH辅助抗栓治疗可延长患者的生存期。国际临床实践指南建议LMWH持续治疗3-6个月，美国临床肿瘤学会建议持续治疗至少6个月，而英国血液学标准委员会和欧洲医学肿瘤学会指南建议，抗凝治疗可无限期持续。

6.3 其他药物

抗血小板药物常用于预防和治疗动脉血栓。Peter M Rothwell等人的随机对照试验发现，使用阿司匹林可降低癌症转移的风险，并且每日服用阿司匹林明显降低癌症患者死亡率[28]。抗血小板药物还可能降低癌症VTE的发病率。但使用抗血小板药物治疗癌症VTE的临床试验结果仍存在争议。

维生素K拮抗剂(VKAs)是VTE的主要治疗药物之一，作用机制是抑制维生素K环氧化物还原酶，导致维生素K依赖性凝血因子的浓度降低。但是，癌症患者使用VKA治疗，会增加复发和出血的风险。VKA治疗的癌症患者VTE的复发风险大约增加3倍，出血的风险增加2-6倍[29]。VKA治疗需要长期密切监测国际标准化比率(INR)，预防出血或血栓栓塞，相对于VKA，LMWH治疗的复发风险更低。

直接口服抗凝剂(DOACs)，如直接凝血酶抑制剂(达比加群)、直接Ⅹa因子抑制剂(阿哌沙班、利伐沙班、依杜沙班)，口服更方便，药效更可预测，是一种新兴的治疗趋势。一项前瞻性临床试验发现LMWH和直接Ⅹa因子抑制剂疗效相似，直接Ⅹa因子抑制剂的血栓复发率较低，但出血风险较高[30]。然而，DOACs在癌症患者VTE中的有效性和安全性未进行评估，治疗指南尚不推荐使用DOACs。

尽管治疗指南略有不同，但有一个普遍的共识，癌症相关静脉血栓至少需要3-6个月的低分子肝素治疗，后续治疗再根据患者情况进行调整口服抗凝剂或VKA等。这些药物在癌症患者治疗血栓中起重要作用。

7 总结与展望

癌症相关VTE形成风险与以下因素有关：癌症类型和分期、患者相关因素(如年龄、性别等)和治疗相关因素(如手术、化疗和支持治疗)。肺癌、胃癌、胰腺癌、脑癌和卵巢癌比其他癌症具有更高的形成血栓风险。癌细胞本身也会直接或间接诱发高凝状态，如促进TF分泌，激活ECs和血小板等。

VWF是一种多功能蛋白质，与炎症、癌症进展和转移的血栓并发症均有关联。VWF介导白细胞黏附和迁移，固定NETs，调节血管通透性，从而促炎症反应。VWF与血小板的相互作用对癌症转移很重要，VWF也可能直接参与肿瘤转移。有研究认为VWF是结肠癌早期检测的生物标志物，而VWF/ADAMTS-13可作为肝细胞癌早期诊断的生物标志物[31]。

目前仍有些研究结果存在争议，比如Hanna L Obermeier等人实验中癌症伴VTE患者的血浆VWF水平升高，ADAMTS-13水平减少[32]。但是Mazetto等人的研究表示血浆VWF和ADAMTS-13水平均升高[33]。VWF/ADAMTS-13平衡关系还需要更多的实验数据。另外，VWF升高可能仅是由于ECs和血小板的活化或炎症反应，而不一定是血栓形成的原因。