惡性腫瘤相關靜脈血栓栓塞癥的研究進展

樊劍 趙家義 周慈航 劉百求 高雪峰 韓一平

1海軍軍醫(yī)大學附屬長海醫(yī)院全科醫(yī)學科,上海 200433;2海軍軍醫(yī)大學附屬長海醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科,上海200433

惡性腫瘤是臨床上常見的慢性病,惡性腫瘤合并靜脈血栓 (venous thromboembolism,VTE)患者的發(fā)病率高達20%,是癌癥患者的重要并發(fā)癥及非癌癥死亡的主要原因[1]。目前對VTE研究較為廣泛,癌癥并發(fā)VTE 風險是普通人群的4～7 倍,通常發(fā)生在癌癥確診后的最初3 個月,加強適當?shù)念A防措施可以減少一半以上肺栓塞的病死率[2]。VTE危險因素包括癌癥類型、分期、治療和伴隨疾病,其中胰腺癌、腦癌和卵巢癌的發(fā)生率最高[3]。VTE 相關的風險評估模型適用于預測原發(fā)性或復發(fā)性VTE,常見的 模型包括Khorana、Vienna CATS、PROTECHT、COMPASS-CAT、CATS列線圖和Ottawa評分,但其敏感性、特異性有待進一步完善。生物標志物是近年來一直備受關注的研究熱點,因其為無創(chuàng)、低成本、精準和易區(qū)分的可測量生物學參數(shù),可有助于VTE的預測、診斷和預后模型的判斷。本文對于VTE的流行病學、危險因素、生物學標志物等方面進行探討。

1 流行病學研究

長期以來,癌癥和VTE之間有著緊密的聯(lián)系,癌癥患者發(fā)生VTE的風險要比普通人群高得多。所有新發(fā)VTE中約20%與癌癥有關,約8%的癌癥患者在確診或疾病進展后1年內(nèi)發(fā)生了VTE[4]。Horsted等[5]報道癌癥中VTE的發(fā)生率為每年1.4%,在轉移性的高風險癌癥患者中的總發(fā)病率為每年6.8%。目前癌癥類型中并發(fā)VTE 發(fā)生率最高的是胰腺癌,其次是腦癌、卵巢癌,后續(xù)研究還發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤相關VTE 的復發(fā)率為每年9.6%,惡性腫瘤相關VTE的病死率高達67.7%[6]。

2 危險因素

2.1 患者自身危險因素 癌癥患者本身存在發(fā)展為VTE的危險因素,主要包括6種。(1)年齡:一般而言,VTE發(fā)病率隨年齡呈指數(shù)增長,與45～54 歲年齡段相比,85歲以上的VTE發(fā)病率高出將近10 倍[7],然而Chew 等[8]在非小細胞肺癌患者的研究中,發(fā)現(xiàn)年齡小于45 歲患者VTE發(fā)生的風險是75歲以上患者的3倍。(2)性別:女性發(fā)生VTE的風險更高,男性則更容易發(fā)生動脈血栓[9]。但也有研究得出相反結果,發(fā)現(xiàn)性別與VTE 的發(fā)生率無關[8]。(3)種族:Khorana等[9]研究表明,黑人的VTE 發(fā)生率最高,其次是白人和西班牙人。相反,也有報道稱種族之間VTE的發(fā)生率無顯著差異[10]。(4)伴隨疾病:研究證實存在伴隨疾病與VTE形成的風險增加有關,如腎衰竭、呼吸系統(tǒng)疾病、心臟病、肥胖癥和急性感染等,其中急性感染與VTE發(fā)生風險最為密切[8]。(5)制動:研究發(fā)現(xiàn)活動能力較差的患者有較高的VTE 發(fā)生率,且臥床≥3 d與VTE發(fā)生率顯著升高有關[11]。(6)VTE 病史:既往VTE病史是發(fā)生VTE的主要危險因素,具有既往VTE 病史復發(fā)風險增加6～7倍[12]。

2.2 癌癥相關的危險因素 癌癥特定的發(fā)生機制與VTE形成有關,主要包括4種。(1)癌癥部位:不同的癌癥發(fā)生部位并發(fā)VTE的可能性不同,如胰腺、子宮、肺、胃和腦與VTE的風險增加相關。研究發(fā)現(xiàn),胰腺癌VTE 發(fā)生率最高,女性中卵巢癌、乳腺癌和肺癌的VTE 發(fā)病率較高,男性中前列腺癌、大腸癌和肺癌的VTE 發(fā)病率較高[13]。(2)癌癥分期:晚期癌癥患者出現(xiàn)VTE 的風險更高。癌癥并發(fā)VTE的風險與分期呈正相關,無轉移的癌癥患者并發(fā)VTE風險增加約4倍,而有遠處轉移的患者風險增加約58 倍[14]。(3)病理類型:癌癥的組織學亞型與VTE風險發(fā)生率有關。肺癌和卵巢癌的組織亞型表現(xiàn)出不同程度的VTE 風險,如腺癌并發(fā)VTE 的風險較鱗癌高,而結腸癌和乳腺癌的其他組織亞型不能預測VTE 的發(fā)生率[15]。(4)診斷后時間:癌癥診斷后的近期是發(fā)生VTE的風險最高的時期。癌癥診斷后的初期與較高的VTE風險相關,在診斷后的前3個月中風險最大[15]。

2.3 癌癥治療相關的危險因素 惡性腫瘤相關VTE 形成與癌癥治療方式有關,主要包括4種。(1)手術:VTE 是術后常見的并發(fā)癥,癌癥患者術后VTE 的風險增加2倍,肺栓塞的風險增加3倍以上[16]。(2)化療:化療是癌癥并發(fā)VTE的獨立危險因素,化療導致VTE 形成的風險增加。在化療開始后的12個月中癌癥患者的VTE 發(fā)生率增加了6～7倍[17-18],以順鉑為基礎化療后的患者存在靜脈和動脈血栓的重大風險,其他免疫抑制劑或細胞毒性化療也增加VTE的風險,如L-天冬酰胺酶等。(3)血管生成抑制劑:貝伐珠單抗是靶向循環(huán)血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial growth factor,VEGF)的單克隆抗體,癌細胞釋放VEGF并激活內(nèi)皮,并有研究表明貝伐珠單抗可增加動脈血栓的發(fā)生風險[19]。(4)中央靜脈導管 (central venous catheters,CVC):CVC 置入對癌癥治療有至關重要的作用,CVC相關VTE發(fā)生率在5%～30%之間,發(fā)生VTE可導致治療中斷,并引起肺栓塞和靜脈血栓后綜合征[20]。

3 生物標志物及臨床意義

3.1 細胞外囊泡 (extracellular vesicles,EVs) 國際細胞外囊泡學會將EVs定義為 “從細胞中自然釋放的,由脂質(zhì)雙層界定且無法復制的顆粒的通稱”[21]。微囊或微粒通常是指尺寸≤1 000 nm 且源于細胞質(zhì)膜的EVs。癌細胞能夠脫落EVs,EVs 可能包含細胞特異性表面物質(zhì),如RNA、DNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。EVs的固有促凝血活性源于其帶負電荷的質(zhì)膜,質(zhì)膜是維生素K 依賴性凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ和凝血酶原的催化層面,負電荷是由于鈣依賴性稀疏酶 (如TMEM16F)在形成EVs時從內(nèi)質(zhì)膜小葉的氨基磷脂不對稱化產(chǎn)生的[22]。EVs上的磷脂酰絲氨酸通過其帶正電的γ結合凝血因子-羧基谷氨酸結構域,從而提高磷脂依賴性凝血反應 (如酶和凝血酶原復合物)的催化效率。

目前關于EVs總數(shù)量與VTE 風險的研究有限,通過測定凝血酶原酶,發(fā)現(xiàn)帶負電荷的磷脂暴露導致EVs的促凝血活性與VTE風險沒有顯著相關性,其臨床意義有待進一步研究[23]。

3.2 組織因子 (tissue factor,TF) TF是一種促凝血蛋白,可啟動凝血的外部途徑,形成凝血酶和纖維蛋白凝塊。TF在血管外細胞 (如成纖維細胞和血管平滑肌細胞)上表達,并結合凝血因子Ⅶ以穩(wěn)定其催化域,以促進凝血因子Ⅸ和Ⅹ的下游激活;此外,也可以在單核細胞和內(nèi)皮細胞中被配體 (如脂多糖)激活后誘導TF表達并在TF陽性細胞外小泡 (TF+EVs)中釋放[24]。癌癥可以組成性表達TF并在TF+EVs釋放,包括乳腺癌、結腸直腸癌、前列腺癌、胃癌、腦癌和胰腺癌。然而,癌癥患者中TF+EVs的來源尚不清楚,可能在內(nèi)皮細胞、單核細胞和巨噬細胞中產(chǎn)生TF+EVs[25]。目前僅在胰腺癌小鼠模型中顯示出TF或TF+EVs與VTE風險的相關性,表明血小板依賴性和非依賴性途徑用于TF+EVs誘導的VTE 形成[26]。在血小板依賴性VTE 形成中,TF+EVs通過結合如P-選擇素之類的標志物定位在血栓部位,以通過TF 依賴性途徑激活和聚集血小板。

TF+EVs的臨床意義主要表現(xiàn)在胰腺癌患者中,通過TF依賴因子Ⅹa的產(chǎn)生,TF+EV 活性≥2.5 ng/L 時發(fā)生VTE風險為4.78倍,同時,TF+EV 數(shù)量或功能升高時,發(fā)生VTE的風險增加76%[27]。

3.3 中性粒細胞 活化的中性粒細胞可形成中性粒細胞胞外殺菌網(wǎng)絡 (neutrophil extracellular traps,NETs),NETs含有組蛋白、DNA 和中性粒細胞衍生蛋白的細胞外纖維。在VTE形成過程中,中性粒細胞是第一個到達血管損傷部位的白細胞,多種因子刺激中性粒細胞可以誘導NETs形成由血小板、紅細胞和其他促凝分子組成的血栓支架,包括活化的內(nèi)皮細胞、血小板、IL-8、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)和粒細胞集落刺激因子 (granulocyte-colony stimulating factor,G-CSF)等[28]。NETs形成期間,中性粒細胞腫脹并失去其核膜完整性,形成染色質(zhì)、組蛋白和顆粒衍生蛋白的混合物。NETs中存在的組蛋白通過Toll樣受體-2、受體-4 激活血小板,從而導致凝血酶生成。組蛋白誘導內(nèi)皮細胞釋放并結合糖蛋白Ⅰb (glycoprotein Ⅰb,GPⅠb)和血管性血友病因子 (von Willebrand factor,v WF),從而導致血管壁黏連,其中血小板的組蛋白非依賴性激活可以通過血小板與無細胞DNA (cell free DNA,cf DNA)的直接結合或通過與組織蛋白酶G 的催化反應[29]。NETs上存在組織蛋白酶G 和中性粒細胞彈性蛋白酶,并抑制TF 途徑抑制劑以增強TF和Ⅻ因子依賴性纖維蛋白以促進VTE 的形成;中性粒細胞和腫瘤細胞產(chǎn)生的EVs通過磷脂酰絲氨酸-組蛋白相互作用形成NETs,促進VTE 形成。在癌癥小鼠研究中,中性粒細胞、G-CSF、cf DNA、瓜氨酸化組蛋白H3(citrullinated histone H3,H3Cit)與NETs 的形成增加有關[30]。

NETs在部分癌癥類型相關VTE 中有一定臨床意義。研究表明在胰腺癌和肺癌顯示出H3Cit水平升高時VTE的風險顯著增加,血漿H3Cit每升高100μg/L 會使VTE風險升高11%[31]。

3.4 炎癥分子 癌細胞合成并分泌具有多種促凝血功能的多種炎癥分子,包括TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8和VEGF,其中TNF-α、IL-1β和IL-6可以誘導內(nèi)皮細胞TF的表達和活性。TNF-α促進癌細胞的EVs釋放,在肺癌和胰腺癌等腫瘤細胞的EVs上發(fā)現(xiàn)TF 活性升高;TNF-α和IL-1β還可上調(diào)纖溶酶原激活物抑制劑1 (plasminogen activator inhibitor-1,PAI-1),其中IL-1β可由活化的血小板在多核糖體中的信使前RNA 合成,活化后可與信使RNA(messenger RNA,mRNA)剪接,并可以在血小板EVs中釋放與其他炎癥細胞相互作用[32]。血小板還可表達IL-1受體,與IL-1β處于自分泌循環(huán)中,以增強血小板活化。IL-8表達可由纖維蛋白誘導,并顯示出誘導粒細胞趨化性和NETs形成,此外,VEGF 可以通過轉錄上調(diào)內(nèi)皮細胞的TF表達[33]。

有關炎性分子預測VTE風險的臨床意義尚不明確。研究表明,卵巢癌患者血漿IL-6水平≥20 ng/L 時發(fā)生VTE風險是8.9倍;在膠質(zhì)瘤患者中,趨化因子配體3(chemokine ligmant-3,CCL3)每升高2倍ng/L,VTE 風險降低約60%～80%;在轉移性結直腸癌患者的研究中,化療前,血清TNF-α低水平 (＜6.6 ng/L)時可將VTE風險降低83%;癌癥患者中可溶性VEGF每增加10 ng/L,VTE風險增加4%[34]。相反,彌漫性大B細胞淋巴瘤患者的研究顯示,VTE風險與IL-6、IL-10或TNF-α無關;實體瘤患者的IL 分子或CCL3 與VTE 風險無顯著相關性[35]。

3.5 膜黏蛋白 (podoplanin) 膜黏蛋白是一種跨膜糖蛋白,通常存在于多種正常組織中,包括淋巴管內(nèi)皮細胞、腎臟細胞、Ⅰ型肺泡細胞和淋巴結成纖維網(wǎng)狀細胞,但是蛋白雖然不存在血管內(nèi)皮細胞時也可表達于癌癥組織中如鱗癌、生殖瘤、腦瘤、間皮瘤和急性早幼粒細胞白血病等[36]。膜黏蛋白與血小板上的C 型凝集素樣受體2 (Ctype lectin-like receptor 2,CLEC-2)結合,誘導血小板活化和聚集。在腦癌及胰腺癌患者血液EVs中觀察到膜黏蛋白的表達升高[37]。小鼠黑素瘤模型顯示通過CLEC-2-膜黏蛋白相互作用導致膜黏蛋白依賴性血栓形成,膜黏蛋白可能來自癌細胞,但也可以由宿主血管細胞中的血栓炎癥因子異常誘導形成;在下腔靜脈狹窄的小鼠模型中,48 h后在下腔靜脈血管壁細胞表達足蛋白[38]。

膜黏蛋白主要在腦癌和神經(jīng)膠質(zhì)瘤中有臨床意義,當腦癌患者膜黏蛋白表達＞70%時VTE風險增加;神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者膜黏蛋白表達≥30%與VTE風險相關,但估計風險的準確性較低[39]。

3.6 細胞外微小RNA (microRNAs,miRNA) miRNA是小的非編碼RNA,長度約為20～22個核苷酸,可作為基因表達的抑制劑。miRNA 在3'-非翻譯區(qū)與靶mRNA 上的互補序列結合,并與Argonaute蛋白質(zhì)形成miRNA 誘導的沉默復合物,導致mRNA 降解[40]。miRNA 可以釋放到與Argonaute蛋白質(zhì)結合的血漿或囊泡中。在血小板中也發(fā)現(xiàn)miRNA,其可在EVs中脫落,并轉移到其他細胞進行基因調(diào)節(jié),表明細胞間信號傳導的潛在作用。miRNA 的失調(diào)與促凝表型增加有關。在急性、非癌性深靜脈血栓的對照研究中,VTE形成和復發(fā)性VTE 患者也顯示出截然不同的miRNA 特征[41]。

miRNA 用于預測癌癥并發(fā)VTE風險的研究非常有限。對胰腺癌和膽管癌患者的研究,評估m(xù)iRNA 對原發(fā)性VTE的預測能力,結果顯示二者之間無相關性[42]。

3.7 聚磷酸鹽 (polyphosphates,polyPs) polyPs是陰離子磷酸鹽單元的線性聚合物,是可促進VTE形成長鏈的依賴性機制。在微生物上,polyPs以數(shù)十至數(shù)千個單位的長鏈形式存在,可通過因子Ⅻa和激肽釋放酶的生成激活接觸途徑。短鏈形式的polyPs由致密顆粒中的血小板釋放,其功能是加速因子Ⅺ和Ⅴ的活化以此來增強凝血酶的產(chǎn)生。短鏈polyPs還可抑制TF途徑抑制劑并重塑血纖維蛋白凝塊,以增加對纖維蛋白溶解的抵抗力。活化的血小板還可以表達與膜相關的polyPs,如球形納米顆粒,可有效活化Ⅻ因子和接觸途徑[43]。接觸途徑是一種蛋白水解途徑,包括因子Ⅻ、Ⅺ、前激肽釋放酶 (prekallikrein,PK)和高分子量激肽原 (high molecular weight kininogen,HK),當因子Ⅻ與帶負電荷的表面 (如polyPs或cfDNA)結合時,可導致PK 裂解為激肽釋放酶,從而從HK 產(chǎn)生緩激肽;不依賴因子Ⅻ的接觸激活也可以通過內(nèi)皮細胞上的HK-PK 復合物發(fā)生,從而導致PK 激活和裂解,該途徑的主要抑制劑是C1 酯酶抑制劑,抑制Ⅻa因子和激肽釋放酶[44]。

目前對癌癥患者接觸途徑功能的研究有限,已有研究表明接觸途徑的激活可導致胃腸道、結腸、直腸和肺癌患者中Ⅻ因子的消耗和減少[45]。

3.8 PAI-1 PAI-1是一種絲氨酸蛋白酶,可抑制組織纖溶酶原激活物和尿激酶。在神經(jīng)膠質(zhì)瘤、非小細胞肺癌、多發(fā)性骨髓瘤和胰腺癌患者中發(fā)現(xiàn)PAI-1 水平升高,對PAI-1處理的人臍靜脈內(nèi)皮細胞進行的體外研究發(fā)現(xiàn)細胞EVs釋放增加,這與陰離子磷脂表達增加和凝血酶生成有關[46]。貝伐單抗是一種抗血管生成的VEGF抗體,小鼠肺癌模型顯示貝伐珠單抗治療后腫瘤組織和血漿中PAI-1的表達增加,表明在抗血管生成療法相關VTE 形成中PAI-1可能起更重要的促凝作用[20]。

3.9 血小板活化因子 血小板是血栓形成的關鍵因素,可與癌細胞分泌物相互作用以增強活化和聚集作用。靜止的血小板通過GPⅠb與暴露的vWF 結合后會黏附并在內(nèi)皮損傷的部位被激活,從而導致細胞內(nèi)鈣離子濃度升高,導致形狀改變和二磷酸腺苷 (adenosine diphosphate,ADP)、纖維蛋白原、GPⅠb 和GPⅡb/Ⅲa 的釋放;新釋放的ADP、血栓烷A2 (thromboxane A2,Tx A2)和CD40 配體 (CD40 ligand,CD40L)驅動進一步的活化。ADP存儲在致密顆粒中,釋放后結合血小板上的受體P2Y1 和P2Y12進行激活。Tx A2 由血小板活化后的血栓烷合酶合成,并易于擴散穿過質(zhì)膜,以結合血小板上的Tx A2受體。CD40在活化的血小板上表達,并結合可溶性CD40L,后者在血小板活化后釋放。凝血酶 (一種絲氨酸蛋白酶)也可以通過在血小板膜上切割蛋白酶激活的受體1和受體4的胞外域來激活血小板;活化后,血小板通過纖維蛋白原和vWF與GPⅡb/Ⅲa的交聯(lián)而聚集,形成血栓[47]。

炎癥因子對VTE風險預測有一定的臨床意義,癌細胞能夠分泌血小板活化因子,腫瘤來源的ADP、Tx A2 和CD40L釋放,導致腫瘤細胞誘導的血小板聚集、血氧烷合酶過表達,Tx A2 代謝產(chǎn)物增加。此外,在晚期已擴散的癌癥患者血漿中發(fā)現(xiàn)vWF的大型多聚體,類似結果還見于膠質(zhì)母細胞瘤、神經(jīng)膠質(zhì)瘤以及骨肉瘤細胞系[48]。

3.10 D-二聚體 這是纖溶酶誘導的纖維蛋白溶解的降解產(chǎn)物,并且也是研究癌癥患者原發(fā)性VTE的最常見生物標志物之一。D-二聚體的治療前水平升高會增加大腸癌和混合性癌癥人群中原發(fā)性VTE 的風險[49]。在新診斷或有伴隨疾病的癌癥患者D-二聚體水平升高與原發(fā)性VTE 風險升高呈正相關。肺癌患者化療前D-二聚體水平升高與VTE風險增加相關,表明D-二聚體水平可能有助于預測模型的危險分級[50]。

在臨床,D-二聚體已被納入Vienna CATS 風險模型中。D-二聚體會隨著年齡的增長而增加,并且在炎性環(huán)境中D-二聚體可能會升高,導致預測模型中D-二聚體參考標準制定的難度增加[51]。

3.11 P-選擇素 P-選擇素是在活化的內(nèi)皮細胞和血小板上的一種細胞黏附分子,可以釋放到血漿和EVs。研究表明,可溶性P-選擇素水平升高與VTE 風險增加相關,可溶性P-選擇素水平≥53.1 ng/L 可使VTE 風險增加2.6倍[52]。

Ottawa評分是復發(fā)性VTE 的風險模型,包括性別、原發(fā)性腫瘤部位 (肺或乳腺)、分期和既往VTE 的預測指標。此外,有研究表明,抗凝前TF 水平、C 反應蛋白、可溶性P-選擇素和D-二聚體水平升高也會增加復發(fā)性VTE的風險[53]。

4 治療方法

低分子量肝素是目前臨床推薦的急性血栓預防標準治療和一線治療。對于VTE 和癌癥,Chest指南和專家小組報告[54]建議使用低分子量肝素代替維生素K 拮抗劑 (2B級),低分子量肝素代替直接作用的口服藥物抗凝劑,如達比加群 (2C 級)、利伐沙班 (2C 級)、阿哌沙班 (2C 級)和依多沙班 (2C級)。目前關于使用直接作用的口服抗凝劑治療與癌癥相關的VTE的證據(jù)還很少,盡管相對于低分子量肝素而言,直接作用的口服抗凝劑的使用具有實際優(yōu)勢,但仍然缺乏逆轉的藥物可以快速止血,并且缺乏廣泛可用的檢測方法來監(jiān)測其抗凝活性[55]。Hokusai VTE 癌癥研究[56]比較達肝素 (低分子量肝素)與edoxaban (一種直接作用因子Ⅹa抑制劑)的安全性和有效性,結果表明在復發(fā)性VTE或大出血的綜合結果方面,口服edoxaban效果不遜于皮下達肝素;edoxaban的VTE 復發(fā)率較低,但嚴重出血的發(fā)生率較高。Hernandez等[57]在癌癥并發(fā)VTE的患者中比較口服Ⅹa因子抑制劑 (利伐沙班)和低分子量肝素,發(fā)現(xiàn)利伐沙班與較低VTE復發(fā)率、較高臨床相關非重大出血發(fā)生率有關。

隨著對惡性腫瘤并發(fā)VTE的生物標志物內(nèi)在機制的進一步研究,挖掘出各種潛在的生物標志物,以此來改善風險評估模型和臨床決策,有助于提高臨床上癌癥相關VTE的診治能力。目前對癌癥相關VTE的生物標志物研究仍處于初始階段,癌癥并發(fā)VTE的危險因素及內(nèi)在機制需要進一步研究的證實。此外,尚未見報道評估生物標志物在指導治療時間和預測抗凝引起的出血并發(fā)癥中的作用。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突