血小板介導腫瘤細胞生長和轉(zhuǎn)移的機制研究進展

董超男，翟文萍，王雪野

(1.長春中醫(yī)藥大學，長春 130117; 2.吉林省人民醫(yī)院藥物臨床試驗機構(gòu)，長春130021)

腫瘤發(fā)生、發(fā)展的過程極為復雜，多種因素參與了腫瘤細胞的生長和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，超出80%的腫瘤患者死于腫瘤復發(fā)、轉(zhuǎn)移[1]。腫瘤患者外周血中含有循環(huán)腫瘤細胞(circulating tumor cell，CTCs)，CTCs能刺激血小板活化并分泌轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)-β，使腫瘤相關(guān)成纖維細胞(cancer-associated fibroblasts，CAFs)處于持續(xù)激活狀態(tài)，CAFs與腫瘤細胞直接接觸，調(diào)控腫瘤干細胞以及改造腫瘤細胞外基質(zhì)，促進腫瘤發(fā)展[2-4]。腫瘤細胞還可以直接接觸或釋放血小板衍生生長因子(platelet-derived growth factor，PDGF)，如腺苷二磷酸可刺激血小板活化和計數(shù)的增加[4]。在腫瘤微環(huán)境中，血小板可以吸收周圍環(huán)境中的各種物質(zhì)，如信使RNA、微RNA以及蛋白等，血小板可攜帶這些物質(zhì)，向機體遠端轉(zhuǎn)移[5]。此外，腫瘤患者血小板的異常升高會引發(fā)高凝狀態(tài)，導致靜脈血栓栓塞形成，這是腫瘤進展的主要原因之一[6]。這種高凝狀態(tài)也促進了CTCs的轉(zhuǎn)移，使腫瘤細胞向遠處轉(zhuǎn)移的可能性增加?？寡“逅幬锟蓪δ[瘤細胞的生長和轉(zhuǎn)移進行有效抑制，從而延長患者的生存時間[7]。現(xiàn)就近年來血小板促進腫瘤細胞生長和轉(zhuǎn)移的機制予以綜述，探討通過抗血小板生成協(xié)同治療腫瘤的策略，以期為今后的研究和臨床應用提供參考。

1 血小板增多與腫瘤預后

早在19世紀，人們就先發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤患者血小板數(shù)量異常升高的現(xiàn)象，這一研究結(jié)果近年來引起了人們的關(guān)注[8]。研究證實，胃癌、卵巢癌、腎癌、結(jié)腸癌等實體瘤與血小板計數(shù)的升高存在相關(guān)性[9-13]。目前，尚無統(tǒng)一的血小板計數(shù)增加標準，但大多以外周血血小板計數(shù)≥400×109/L為標準?；诖藰藴剩琖ang等[9]的Meta分析證實，胃癌患者血小板數(shù)量增多與預后不良相關(guān)。Huang等[10]的研究表明，腎癌患者血小板增多與腫瘤大小、TNM分期呈正相關(guān)，可作為腫瘤復發(fā)的獨立預測指標。Josa等[11]研究證實，術(shù)前結(jié)腸癌患者血小板數(shù)量升高是影響患者總體生存率和無病存活率的獨立危險因素。隨著理論探索的持續(xù)和深入開展，惡性腫瘤與血小板數(shù)量升高的相關(guān)性得到進一步證實。馬爽和童英[12]的研究發(fā)現(xiàn)，血小板數(shù)量與腫瘤標志物糖類抗原125的增加可顯著提升卵巢惡性腫瘤的確診率。此外，血小板/淋巴細胞比率的升高對預測惡性腫瘤復發(fā)及轉(zhuǎn)移有重要意義[13]?？傊?，血小板數(shù)量的增多可有效預測惡性腫瘤的復發(fā)和轉(zhuǎn)移。

2 血小板增多與腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移

2.1血小板增多促進腫瘤細胞生長 CTCs可釋放多種生物活性物質(zhì)，如組織因子(tissue factor，TF)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMPs)、凝血酶等，或誘發(fā)中性粒細胞外陷，刺激血小板活化。活化的血小板中α-顆粒產(chǎn)生多種促進腫瘤生長的因子，如TGF-α、PDGF、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等。TGF-α是一種功能強大的多肽活性物質(zhì)，可導致細胞有絲分裂，刺激多種細胞系DNA合成，并作用于細胞表面表皮生長因子受體，調(diào)節(jié)局部細胞分化、生長及腫瘤生成[14]。研究表明，腫瘤患者腦脊液、尿液及血清TGF-α水平升高，使腫瘤細胞快速由G0期向G1期、S期轉(zhuǎn)化，推動腫瘤細胞的有絲分裂[15-16]。一旦腫瘤體積超出2～3 mm3時，僅靠毛細血管透過的營養(yǎng)成分和氧氣已不能維持腫瘤的存活，想持續(xù)發(fā)育應形成新生血管，否則腫瘤細胞將進入休眠狀態(tài)，甚至退化。此時PDGF、VEGF以及其他血管調(diào)節(jié)因子在周細胞的募集中起重要作用，周細胞與血管內(nèi)皮細胞通過直接接觸和旁分泌途徑調(diào)節(jié)血管生成和成熟[17]。綜上，血小板異常升高可以為腫瘤的生長及轉(zhuǎn)移提供良好微環(huán)境。

2.2血小板增多促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移

2.2.1血小板增強腫瘤細胞的侵襲能力 腫瘤細胞外滲是血小板增強腫瘤細胞侵襲能力的基本表現(xiàn)，即血小板將腫瘤細胞灌注到周圍血管和淋巴管[18]。研究證實，血小板分泌的TGF-β可誘導轉(zhuǎn)錄因子鋅指蛋白轉(zhuǎn)錄因子1/2和E-盒結(jié)合鋅指蛋白1/2的表達，促進原發(fā)灶腫瘤上皮細胞間充質(zhì)轉(zhuǎn)化，使腫瘤細胞從腫瘤母體脫落形成游離細胞[19]。游離細胞可釋放蛋白水解酶和MMPs等物質(zhì)，其中蛋白水解酶有助于內(nèi)皮收縮，MMPs能降解血管基底膜的結(jié)構(gòu)成分，推動腫瘤細胞從血管滲出并向周圍環(huán)境滲透。血小板在腫瘤微環(huán)境中能迅速活化并釋放CXC趨化因子配體5等，CXC趨化因子配體5與CXC型趨化因子受體2結(jié)合后，激活磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路，上調(diào)MMP-9、MMP-2的表達，協(xié)助腫瘤細胞運動，促進新血管形成，加快腫瘤細胞發(fā)育及轉(zhuǎn)移[20]。Labelle等[21]研究證實，通過阻斷CXC趨化因子配體5/7或CXC型趨化因子受體2，可防止早期轉(zhuǎn)移灶的形成，顯著減少腫瘤細胞的播散及進展。

血小板活化產(chǎn)生生物活性物質(zhì)后，其表面蛋白的活性也增高，如P-選擇素和整聯(lián)蛋白，這兩種物質(zhì)已被證明與腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移相關(guān)[22]。在血小板和內(nèi)皮細胞的儲存顆粒中存在P-選擇素，其可在細胞活化后幾分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)移至細胞表面，與腫瘤細胞表面的P-選擇素糖蛋白配體-1結(jié)合，促進腫瘤細胞通過血管壁向機體遠端器官轉(zhuǎn)移。血小板還可以在P-選擇素協(xié)同下聚集在腫瘤細胞周圍，促使腫瘤細胞脫離免疫監(jiān)視并提高腫瘤的存活率。寧忠華[23]研究發(fā)現(xiàn)，肝素可以抑制P-選擇素介導的細胞與細胞之間的黏附功能，減少腫瘤細胞在內(nèi)皮細胞上的滾動，但出血風險限制了肝素在抗腫瘤協(xié)同治療中的應用。血小板膜糖蛋白(platelet glycoprotein,GP)Ⅱb/Ⅲa是血小板膜上表達數(shù)量最多的整聯(lián)蛋白，可參與腫瘤細胞在血小板上的黏附并形成癌栓，即血小板-腫瘤細胞復合物(tumour cell-induced platelet aggregation，TCI-PA)。TCI-PA的形成是影響腫瘤組織定位和遠處轉(zhuǎn)移的重要因素之一，能為腫瘤細胞免受免疫攻擊提供協(xié)同作用，并促進腫瘤轉(zhuǎn)移。研究表明，GPⅡb/Ⅲa功能的上調(diào)及其與纖維蛋白原的結(jié)合是激活血小板的共同途徑，可見，GPⅡb/Ⅲa抑制劑是預防TCI-PA的有效手段之一；GPⅡb/Ⅲa抑制劑對腫瘤細胞轉(zhuǎn)移與發(fā)育的抑制作用同樣也被證實[24]。此外，腫瘤細胞表面也有一些分子(如αvβ3整合素)，可直接附著于血管內(nèi)皮細胞，促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移[13]。

血小板源性微粒(platelets derived microparticles，PMPs)是血小板活化過程中釋放的一種超微膜性囊泡。研究表明，PMPs在增強腫瘤細胞侵襲能力方面起到至關(guān)重要的作用[25]。PMPs可釋放出介導血管通透性增加的介質(zhì)如類花生酸代謝產(chǎn)物血栓素A2、5-羥色胺、組胺及ATP等[23]。此類介質(zhì)對內(nèi)皮細胞收縮、血管通透性增加和基底膜暴露具有誘導作用，促進CTCs從血管中穿過，從而發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移[26-27]。在甲狀腺癌、卵巢癌等惡性腫瘤細胞中，PMPs可通過上調(diào)MMP-2蛋白的表達，加強腫瘤細胞與內(nèi)皮細胞的黏附，提高腫瘤細胞的侵襲能力[28-29]。

2.2.2血小板協(xié)助腫瘤細胞逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視 人體免疫包括體液免疫和細胞免疫，細胞免疫是抗腫瘤免疫的主力，體液免疫通常僅在某些情況下起協(xié)同作用。當腫瘤細胞進入血液循環(huán)成為內(nèi)源性抗原時，免疫系統(tǒng)可以迅速識別并觸發(fā)特定免疫反應以清除腫瘤細胞，即免疫細胞的監(jiān)控能力。自然殺傷(natural killer，NK)細胞、T淋巴細胞及巨噬細胞均可殺死腫瘤細胞，其中效果最明顯的免疫細胞是NK細胞。NK細胞可通過釋放穿孔素/顆粒酶B，直接誘導腫瘤細胞凋亡和靶細胞溶解破裂；NK細胞也可表達腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)家族分子，如FasL和TRAIL，這些膜分子與表達在腫瘤細胞膜上的相應配體結(jié)合，從而行使殺死腫瘤細胞的功能。TNF也可促進NK細胞中Fcγ受體的表達，增強抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用，殺死腫瘤細胞。研究發(fā)現(xiàn)，γ干擾素促進巨噬細胞向 M1型巨噬細胞極化，后者通過直接殺傷腫瘤細胞或向T淋巴細胞提呈抗原，激活特異性免疫應答，清除腫瘤細胞；此外，γ干擾素還可以抑制癌基因的表達，加速腫瘤細胞的凋亡[30]。血小板分泌的TGF-β可下調(diào)NK細胞表面活化受體，從而抑制NK細胞的抗腫瘤活性，同時也可抑制γ干擾素的產(chǎn)生，由此推動腫瘤轉(zhuǎn)移[31]。

研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細胞面在低表達或缺失主要組織相容性復合體-1(major histocompatibility complex-1，MHCⅠ)的條件下，其表面某些糖類配體可與NK細胞表面活化受體結(jié)合，使NK細胞活化發(fā)生細胞毒效應，而血小板可在腫瘤細胞外形成包被，促使MHCⅠ向腫瘤細胞表面轉(zhuǎn)移，最終引起血小板衍生的正常MHCⅠ處于高表達狀態(tài)，在被NK細胞識別并接觸的條件下，產(chǎn)生抑制性信號，從而增加NK細胞對腫瘤細胞的殺傷難度[5]。另有研究發(fā)現(xiàn)，黑色素瘤、胰腺癌、結(jié)直腸癌、乳腺癌、前列腺癌以及泌尿生殖系統(tǒng)等的腫瘤細胞表面也表達血小板正常的細胞表面受體，如血小板內(nèi)皮細胞黏附分子1、整合素αⅡbβ3、凝血酶受體等，NK細胞不能將腫瘤細胞識別，有助于其在血管中的停滯與生存[32]。

2.2.3血小板促進腫瘤血管生成 血管生成是腫瘤發(fā)生、發(fā)展的重要病理特征，不僅可以為腫瘤細胞提供氧氣，還可以遞送有助于腫瘤細胞穿透和擴散的蛋白酶和細胞因子。腫瘤新生血管具有血管壁薄、通透性高、反應性低、增長迅速等特點，腫瘤細胞極易穿透血管壁進入血液，向遠處轉(zhuǎn)移。腫瘤血管生成與血小板密切相關(guān)[15]。血小板與血管中的膠原等血栓前結(jié)構(gòu)接觸，導致血流改變，進而內(nèi)皮細胞釋放血管性血友病因子導致血小板活化?；罨难“逯饕尫糯龠M血管生成的調(diào)節(jié)因子，如VEGF、PDGF等，也能釋放抑制血管生成的調(diào)節(jié)因子，如血管內(nèi)皮抑制素、凝血酶敏感蛋白1等，同時還能釋放有雙向調(diào)控血管生成作用的TGF-β等，這些物質(zhì)共同調(diào)節(jié)腫瘤血管的生成。因此從理論層面上來看，血小板可對腫瘤血管生成產(chǎn)生抑制或刺激作用。但大部分學者認為在血管生成方面，血小板的促進作用大于抑制作用[33-35]。特別是VEGF，其針對內(nèi)皮細胞的特異性最高，是促進血管生成最有效的有絲分裂誘導原，尤其在低氧條件下能夠有效地與內(nèi)皮細胞膜上的VEGF受體(vascular endothelial growth factor receptor，VEGFR)結(jié)合，結(jié)合后VEGFR發(fā)生自身磷酸化，激活促分裂原活化的蛋白激酶信號通道，誘導內(nèi)皮細胞變形、移動、增殖及分裂，促進毛細血管新生。Kut等[36]的Meta分析發(fā)現(xiàn)，腫瘤患者血小板中VEGF的水平增加顯著，為413 ng/mL,而健康對照組的VEGF為216 ng/mL。

抗血管生成是腫瘤研究領(lǐng)域的熱點，目前有多種針對VEGF、VEGFR及其信號轉(zhuǎn)導途徑的藥物正處于研究或臨床應用中，貝伐珠單抗是第1個獲準進入臨床的抗VEGF藥物，其可與VEGF結(jié)合，并阻止VEGF與血管內(nèi)皮細胞上的VEGFR結(jié)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的動物實驗中，單抗DC101能明顯抑制小鼠中多種腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，提示抗VEGFR的抗體藥物具有很好的抗腫瘤活性，目前抗VEGFR抗體藥物已進入臨床試驗階段[37]。綜上所述，抑制血小板分泌促血管生成因子或抑制血管生成因子受體有可能成為腫瘤治療的靶點之一。

2.2.4血小板促進血栓形成 血栓形成是導致腫瘤患者死亡的第二大原因[38]，血栓形成與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關(guān)[39]，PMPs已被證實參與血栓形成[24]。PMPs通過GPⅠb與血管內(nèi)皮下基質(zhì)結(jié)合，促進血小板與內(nèi)皮細胞黏附，促進凝血形成血栓。同時活化的PMPs膜上的磷脂酰絲氨酸可以增強TF的組裝與催化活性，加劇凝血反應[40]。實體瘤細胞幾乎都表達TF[41]，目前研究認為，腫瘤患者中TF高表達是由于癌基因激活或抑癌基因失活所致[42]。機體受到腫瘤刺激后產(chǎn)生炎癥因子如白細胞介素-1，該因子可誘導腫瘤細胞和腫瘤相關(guān)巨噬細胞表達TF。高表達的TF誘導VEGF表達，引起腫瘤血管生成及腫瘤細胞發(fā)育，進一步增加TF的表達[42-43]。TF在信號轉(zhuǎn)導、腫瘤細胞生長轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用，可與凝血因子Ⅶ粘連，形成有功能的TF-Ⅶa復合體，激活因子X和Ⅺ，進而啟動凝血過程。體外研究證實，TF表達的降低可抑制惡性腫瘤的血管生成和細胞生長，如塞來昔布通過抑制核因子κB的活化下調(diào)TNF-α誘導的TF的表達，從而抑制腫瘤細胞生長[44]。

3 展 望

血小板可通過多種方式促進腫瘤細胞生長、轉(zhuǎn)移，逃避免疫監(jiān)視，提高侵襲能力和血管生成等，因此可通過監(jiān)測外周血血小板數(shù)量以評估腫瘤的預后及復發(fā)，通過抗血小板生成協(xié)助治療腫瘤。然而，關(guān)于血小板在腫瘤生長、轉(zhuǎn)移領(lǐng)域內(nèi)的確切作用機制還不完全了解，許多研究還沒有明確結(jié)論，需要通過更多的實驗闡述確切的作用機制。另一方面，抗血小板藥物協(xié)助治療腫瘤的策略一直未引起腫瘤學專家們的重視，可能與抗血小板藥物沒有細胞毒作用以及臨床試驗結(jié)果不統(tǒng)一有關(guān)。隨著越來越多的學者研究非腫瘤細胞(如血小板等)在癌變過程中的作用和機制，抗血小板協(xié)助治療腫瘤也將受到越來越多的關(guān)注。從腫瘤治療的角度來看，未來抗血小板藥物具有更廣闊的應用空間。