肿瘤相关性血栓形成机制的研究进展

白一帆，杨 涛

山西医科大学第三医院（山西白求恩医院 山西医学科学院 同济山西医院）血管外科，山西 太原 030032

肿瘤与血栓之间存在潜在的关系于1865年被首次提出[1]，肿瘤相关性血栓（cancer associated thrombosis，CAT）逐渐被人们所认识。CAT是恶性肿瘤患者的主要并发症之一，是造成恶性肿瘤患者死亡的第二大原因[2]。据统计，恶性肿瘤患者静脉血栓形成的发生率是健康人群的4~7倍[3]，而且约20%新形成的静脉血栓与肿瘤的发生密切相关[4]。近年来，恶性肿瘤患者静脉血栓栓塞的发生率呈逐年升高趋势，且不同类型、不同分期恶性肿瘤患者静脉血栓栓塞的发生率不同，表明恶性肿瘤患者静脉血栓形成的机制复杂，而且可能具有特异性。恶性肿瘤患者通常处于血液高凝状态或前血栓状态，血液在Virchow三角（静脉系统内皮细胞损伤、静脉血液瘀滞、血液高凝状态）及免疫系统的某个环节或多个环节共同发生异常，从而导致深静脉血栓形成[5-6]。细胞外囊泡（extracellular vesicle，EV）、组织因子（tissue factor，TF）、中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular trap，NET）、炎性因子、平足蛋白（podoplanin，PDPN）、遗传、纤溶酶原激活物抑制物-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）、血小板激活剂及肿瘤促凝剂（cancer procoagulant，CP）会对这些环节造成一定的影响，从而参与恶性肿瘤患者血栓形成。本文从上述9个因素对肿瘤患者血栓形成的机制进行综述。

1 EV

EV是由凋亡或活化的正常细胞或者非活动性的恶性肿瘤细胞释放出来的小膜泡组成的颗粒的总称，分子直径0.1~1.0 µm，这些颗粒被脂质双分子层包绕，不能复制，也称为微泡[7-8]。主要机制：（1）EV的促凝活性主要与其带负电荷的质膜有关，这是因为在EV的形成过程中，氨基磷脂（如磷脂酰丝氨酸）通过钙依赖的混杂酶[如跨膜蛋白16F（transmembrane protein 16F，TMEM16F）]导致细胞质膜的不对称性，质膜同时可作为维生素K依赖性凝血因子（Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ）和凝血酶原的催化表面[9-10]。（2）EV可包含不同的促凝剂，其活性取决于其形成机制和载体内容物（如TF、炎症分子和平足蛋白）[11]。

恶性肿瘤细胞能够排出EV，这些EV含有细胞特异性的表面蛋白和载体，如核糖核酸（ribonucleic acid，RNA)、脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）、蛋白质和脂筏[12]。当EV的载体内容物为TF时，即为TF+EV（tissue factor-positive extracellular vesicle，TF+EV）时，TF+EV是由恶性肿瘤细胞释放的高促凝剂。Geddings等[13]证明了TF+EV能够促进小鼠血小板活化，提高血栓形成率；在胰腺癌、胃癌、乳腺癌及脑癌患者中均可检测到TF+EV，其可能是由肿瘤细胞释放[14]。可见，恶性肿瘤细胞可排出EV，促进血栓形成，且与TF+EV存在明显相关性。

2 TF

TF是一种分子量为47 kD的跨膜糖蛋白，大量表达于内皮细胞，于血管损伤时激活外源性凝血途径，促进血栓形成，在凝血级联反应中起重要作用[5,14]。另外，研究表明，内皮细胞、单核细胞和巨噬细胞可产生TF+EV[15]。主要机制：当血管内皮细胞受到损伤时，TF激活凝血因子VII，当转化为激活的FVII（即FVIIa）时，TF-FVIIa复合物会激活凝血因子X，促使凝血酶原产生微量的凝血酶。凝血酶通过激活凝血因子V、VIII、XI和血小板，为凝血级联反应提供原料，导致凝血酶释放，并将纤维蛋白原转化为不溶性纤维蛋白，从而产生稳定的血凝块或血栓，封闭受损部位，防止受损血管进一步出血[16]。在依赖血小板的血栓形成过程中，TF+EV通过结合标志物定位于血栓部位，再通过TF依赖途径激活和聚集血小板[17]。另一种不依赖血小板和白细胞的机制需要宿主TF启动血栓形成，并通过磷脂酰乙醇胺依赖的TF+EV进行增殖[18]。

恶性肿瘤细胞释放的TF是CAT形成患者凝血级联反应的始动因子，是最具特征性的肿瘤源性促凝蛋白。有研究显示，乳腺癌、结直肠癌、前列腺癌、胃癌、脑癌和胰腺癌患者血浆中TF和TF+EV的活性升高[17]。另外，在胰腺癌小鼠模型中，已发现TF+EV诱导血栓形成的血小板依赖和不依赖血小板的途径[7]。

3 NET

NET是一种与DNA相关的组蛋白和中性粒细胞来源的蛋白酶网状结构[19]。在血栓形成过程中，中性粒细胞是第一个到达血管损伤部位的白细胞，仅次于TF，因此，NET对于血栓形成至关重要。主要机制：NET可引起血小板黏附、活化和聚集，也可为血小板提供支撑结构[20]。NET中的组蛋白也起着重要作用，即可通过toll样受体2和toll样受体4激活血小板，导致凝血酶产生，组蛋白也可诱导内皮细胞释放血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）与血小板糖蛋白Ib（platelet giycoprotein Ib，GPIb）结合，导致血管壁粘连和血栓形成[21]。此外，有研究证明NET结构中的组蛋白H3及H4可与血小板直接作用，而H1、H2A、H2B无法与血小板直接作用[19-20]。

恶性肿瘤患者的器官损伤可能与NET有关，因为NET能促进肿瘤细胞的增殖、转移及CAT形成[22]。NET也与肿瘤源性的EV有关；后者可增加经粒细胞集落刺激因子处理的小鼠中性粒细胞产生的NET，当向小鼠体内注射相同EV时，提高了CAT的发生率[23]。在小鼠胰腺癌模型中，通过控制NET的表达，凝血功能随着TF水平的降低而降低[20]。部分TF来源于中性粒细胞并在NET的形成过程中释放。NET可以在体外捕获TF+EV，从而促进CAT形成。以上研究表明，NET除了自身影响凝血外，还可与EV、TF相互作用，促进CAT形成。

4 炎症因子

炎症在静脉血栓形成过程中发挥着重要作用，其中，肿瘤细胞合成和分泌具有促凝血功能的炎症因子，包括肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-6、IL-8和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[24]。另外，肿瘤可引起宿主产生炎症反应，促进细胞因子的释放。

TNF-α、IL-1β和IL-6可诱导内皮细胞TF的表达；VEGF可通过转录因子早期生长反应因子1上调内皮细胞TF的表达，从而促进凝血[24]。TNF-α也可促进肿瘤细胞释放EV[25]。TNF-α和IL-1β能上调PAI-1的表达[17]。IL-1β是由活化的血小板从储存在多聚体中的前信使RNA合成的，并可在血小板源性EV中释放，与其他炎症细胞相互作用。血小板本身也可表达IL-1受体，形成自分泌环，促进对血小板的激活[26]。IL-8的表达可被纤维蛋白诱导，并可诱导粒细胞趋化和NET的形成[27]。由此可见，炎症因子与TF、EV、PAI-1、NET等因素之间存在密切联系，肿瘤患者促进血栓形成的机制较多且相互关联。

5 PDPN

PDPN是一种跨膜糖蛋白，可由肿瘤细胞产生，当宿主血管细胞产生血栓炎症时，会异常诱导平足蛋白的产生。主要机制：PDPN可通过c型凝集素样受体2引起血小板激活和聚集，这一过程也称为肿瘤细胞诱导的血小板活化[28]。研究表明，在原发性脑癌组织和胰腺癌患者血液中测得内容物为PDPN的EV，且包含PDPN的EV表达活性升高[29]。

狭窄的下腔静脉壁的PDPN水平升高，与CAT形成有关[30]。PDPN表达于鳞状细胞癌、胚肿瘤、脑瘤、间皮瘤和急性早幼粒细胞白血病等肿瘤细胞中[31-33]。

6 遗传

有研究表明，CAT形成可能是特异性的，随疾病的发展而变化[34]。胶质母细胞瘤患者血栓形成的发病率较高，而与异柠檬酸脱氢酶1（isocitrate dehydrogenase 1，IDH1）野生型相比，IDH1突变型胶质母细胞瘤与患者静脉血栓栓塞（venous thromboembolism，VTE）发生率的降低有关，突变型IDH1在体外可产生D-2-羟基戊二酸，影响血小板聚集并降低其凝血活性[35]。因此，对于突变型胶质母细胞瘤患者，不能与其他类型恶性肿瘤采取相同的抗凝策略，应根据患者实际情况及相关实验室指标调整抗凝药物剂量。Ades等[36]的研究对172例结直肠癌患者的临床资料进行了分析，结果显示，VTE总发生率为23.3%。在该队列中，鼠类肉瘤病毒癌基因（kirsten rat sarcoma viral oncogene，K-RAS）突变与VTE的发生率（32.3%）较高呈正相关，若肿瘤未发生K-RAS突变，则仅有17.8%的患者发生VTE。研究显示，K-RAS、EGFR、HER2、Jak2V617F等多种突变基因均与凝血系统有一定的关系，且随着时间的推移及肿瘤的变化，这些基因对凝血系统的触发或调节的机制也随之改变[37]，因此，CAT患者更需要接受个体化的血栓相关治疗。

7 PAI-1

PAI-1属于一种丝氨酸蛋白酶，可作为体内组织型纤溶酶原激活物和尿激酶型纤溶酶原激活物的主要抑制剂，当其活性升高时，会抑制内源性纤溶系统，从而促进血栓形成[38]。研究发现，血管内皮细胞、肝细胞、平滑肌细胞、巨核细胞、脂肪细胞等均可产生PAI-1[38]。

研究表明，胶质瘤、非小细胞肺癌、多发性骨髓瘤及胰腺癌等肿瘤患者的PAI-1水平较高[17]。有些肿瘤患者使用抗VEGF的单克隆抗体药物（贝伐珠单抗）治疗时，肿瘤组织和血浆中的PAI-1水平会升高，从而促进了CAT形成，但其作用机制尚待研究[39]。小鼠肺癌模型经贝伐珠单抗治疗后，肿瘤组织和血浆中的PAI-1水平升高，与肿瘤患者VTE发生率的升高有关[39]，提示PAI-1可能在基于抗血管生成治疗时产生的VTE中发挥更加显著的促凝血作用。另外，PAI-1基因启动子区的4G/4G基因型与PAI-1的活性有关，引起血浆的低纤溶状态，从而增加血栓形成风险[40]。因此，PAI-1与CAT形成的关系机制尚不明确，可能在基于抗血管生成治疗的VTE中发挥更加显著的促凝血作用，也与4G/4G基因型有关。

8 血小板激活剂

血小板在CAT的形成中发挥着关键性作用。静息血小板通过GPIb与暴露的vWF结合，黏附在内皮损伤部位并被激活，导致细胞内钙离子升高，从而腺苷二磷酸（adenosine diphosphate，ADP）、纤维蛋白原、GPIb和血小板糖蛋白IIb/IIIa（platelet glycoprotein IIb/IIIa，GPIIb/IIIa）的形状发生改变和脱粒。新释放的ADP、血栓素A2（thromboxane A2，TXA2）和CD40配体（CD40 ligand，CD40L）驱动血小板进一步被激活[17,41]。血小板活化后，通过纤维蛋白原、vWF与GPIIb/IIIa交联聚集，形成血栓[42]。

恶性肿瘤细胞能够通过分泌血小板活化因子促进血栓形成。有研究表明，肿瘤源性ADP、TXA2和CD40L可导致血小板聚集[42]。血小板可与恶性肿瘤细胞相互作用，增强血小板的激活和聚集。另外，血小板可黏附于恶性肿瘤细胞表面，抵御宿主免疫细胞，促进恶性肿瘤细胞的转移，并允许恶性肿瘤细胞黏附至内皮细胞，于远端组织部位外渗[43]。

9 CP

CP是一种半胱氨酸蛋白酶，可以通过直接激活凝血因子X活化凝血酶，不需要凝血因子VII[5]。CP作为一种促凝剂在恶性肿瘤中的作用尚未得到广泛研究。

10 小结

CAT形成的危险因素较多，机制复杂，且随着恶性肿瘤的发展，其发生及调节机制亦随之改变，不同恶性肿瘤患者CAT形成的预防及治疗方案也不同。深入研究CAT形成的机制，有利于寻找新的思路及靶点，从而能更加有效地减少相关费用，并减轻CAT形成对患者造成的痛苦，提高患者生活质量。