于 瀟, 武國(guó)兵, 張愛(ài)斌, 程曉龍, 劉 敏,胡澤楠, 鄭 亞, 王玉平, 陳兆峰
1 蘭州大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院, 蘭州 730000; 2 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 消化科, 甘肅省胃腸病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 蘭州 730000
肝細(xì)胞癌(HCC)是指起源于肝細(xì)胞的惡性腫瘤,已經(jīng)成為全世界癌癥相關(guān)死亡的第三大原因[1]。近年研究[2]表明,血小板在肝再生及肝纖維化、HCC的進(jìn)展中發(fā)揮著重要的作用。血小板不僅參與止血,活化的血小板還能產(chǎn)生細(xì)胞因子以及通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)通路與肝細(xì)胞及腫瘤微環(huán)境相互作用,促進(jìn)腫瘤的發(fā)生與進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn),抗血小板治療能減弱肝臟的炎癥并改善HCC患者的預(yù)后[3],阿司匹林等抗血小板藥物也具有抗癌活性,能通過(guò)抑制血小板相關(guān)通路延緩腫瘤的進(jìn)展[4],此外,針對(duì)血小板與腫瘤微環(huán)境相關(guān)通路的靶向治療對(duì)HCC的防治具有潛在的臨床意義。
近年越來(lái)越多的研究[5]證據(jù)表明,血小板在HCC發(fā)生發(fā)展中扮演著重要的角色。HCC主要發(fā)生在慢性炎癥和肝臟慢性損傷的情況下,血小板及其衍生物與肝臟微環(huán)境相互作用促進(jìn)HCC的發(fā)生發(fā)展。當(dāng)肝臟發(fā)生器官損傷或炎癥等病理改變時(shí),血小板聚集在肝臟中并被激活,釋放大量細(xì)胞因子并與肝臟微環(huán)境相互作用,通過(guò)增強(qiáng)炎癥反應(yīng)、免疫抑制、免疫逃逸、誘導(dǎo)新生血管的形成等方式刺激癌細(xì)胞的增殖及轉(zhuǎn)移。另一方面,癌細(xì)胞也能募集和激活血小板,幫助其增殖和轉(zhuǎn)移[5](圖1)。
注:LSEC,肝竇內(nèi)皮細(xì)胞;HSC,肝星狀細(xì)胞。
2.1 血小板作用于腫瘤微環(huán)境中的多種細(xì)胞成分促進(jìn)腫瘤進(jìn)展 腫瘤微環(huán)境由周?chē)?、?xì)胞外基質(zhì)、成纖維細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、信號(hào)分子、免疫細(xì)胞和炎癥細(xì)胞等組成,它是腫瘤生存的細(xì)胞環(huán)境。腫瘤微環(huán)境中的各種細(xì)胞通過(guò)釋放細(xì)胞因子、促進(jìn)腫瘤血管生成、誘導(dǎo)免疫耐受等方式加速腫瘤微環(huán)境的形成。同時(shí),腫瘤微環(huán)境能夠影響癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化[6]。血小板及其分泌的細(xì)胞因子與腫瘤微環(huán)境中的各種成分相互作用,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展(圖2)。
注:TAF,腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞。
血小板與LSEC相互作用促進(jìn)HCC的進(jìn)展。在生理?xiàng)l件下,LSEC調(diào)節(jié)肝臟血管張力并維持HSC靜止,從而抑制肝內(nèi)血管收縮和纖維化。血小板能夠分泌多種生長(zhǎng)因子如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)及IL-6,刺激肝細(xì)胞及LSEC再生。在肝損傷的早期階段,血小板被招募至肝臟并且黏附于LSEC上并被活化,活化的血小板導(dǎo)致LSEC窗孔消失并發(fā)生 “毛細(xì)血管化”, 失去其生理作用,促進(jìn)血管生成和血管收縮,導(dǎo)致HCC的進(jìn)展。在免疫調(diào)節(jié)方面,LSEC通過(guò)上調(diào)胞間黏附分子1(ICAM-1)和血管黏附蛋白1(VAP-1)的表達(dá)導(dǎo)致白細(xì)胞跨膜遷移,并誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞分化,降低其毒性,從而增加肝細(xì)胞的炎癥反應(yīng)?,F(xiàn)有的臨床證據(jù)和基礎(chǔ)研究[7-9]均證實(shí)血小板及其衍生物可促進(jìn)肝再生,而肝再生的異??蓪?dǎo)致肝纖維化和HCC的發(fā)生。血小板與腫瘤微環(huán)境相互作用,成為HCC進(jìn)展的積極參與者。然而,肝纖維化及HCC患者血小板功能的改變目前仍是一個(gè)爭(zhēng)議點(diǎn),需要更多的研究來(lái)解決此爭(zhēng)議。
血小板和HSC及肝臟Kupffer細(xì)胞相互作用促進(jìn)HCC的發(fā)生。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞能夠分泌IL-6并通過(guò)STAT3信號(hào)通路促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖[10]。近年研究[11]發(fā)現(xiàn),血小板能夠產(chǎn)生直接影響HSC活化的細(xì)胞因子和趨化因子,包括血小板源性生長(zhǎng)因子(platelet-derived growth factor, PDGF)、TGFβ、TNF、IL-1β、單核細(xì)胞趨化因子1等,并通過(guò)NF-κB等通路影響HSC的活化。當(dāng)各種因素造成肝損傷時(shí),HSC在這些細(xì)胞因子的刺激下被激活成可收縮的肌成纖維細(xì)胞,產(chǎn)生大量的細(xì)胞外基質(zhì),促進(jìn)Ⅰ、Ⅲ型膠原的轉(zhuǎn)錄[12],導(dǎo)致纖維形成、收縮、基質(zhì)降解和促炎信號(hào)傳導(dǎo),最終使得細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)和纖維化,進(jìn)而導(dǎo)致HCC的進(jìn)展。目前關(guān)于HSC活化的調(diào)節(jié)因子信號(hào)分子及相關(guān)調(diào)節(jié)通路的研究層出不窮,及時(shí)更新有關(guān)HSC活化的新靶點(diǎn)、新通路的信息對(duì)于臨床藥物的研發(fā)有重要意義。
血小板產(chǎn)生的外泌體是腫瘤微環(huán)境各成分間相互作用的關(guān)鍵載體。近年研究[13]表明,外泌體在腫瘤微環(huán)境中作為各類生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子、酶類及遺傳物質(zhì)的載體,廣泛參與了腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境間的雙向交流。研究[14]發(fā)現(xiàn),血小板可釋放直徑40~100 nm的外泌體,其內(nèi)容物包括各類胞質(zhì)、胞膜蛋白和小分子RNA等。血小板產(chǎn)生的外泌體通過(guò)刺激巨噬細(xì)胞增加IL-6、IL-1β、IL-10、TNFα等細(xì)胞因子的分泌,激活STAT3通路,增加程序性死亡配體(programmed death ligand-1, PD-L1)蛋白表達(dá),從而抑制免疫細(xì)胞的激活,導(dǎo)致免疫逃避進(jìn)而促進(jìn)HCC的進(jìn)展[15]。外泌體還能誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)的產(chǎn)生從而增加血管生成,以利于腫瘤細(xì)胞的遷移[16]。另有研究[17]發(fā)現(xiàn),外泌體可通過(guò)TGFβ通路激活HSC,促進(jìn)肝炎和肝纖維化的發(fā)生。此外,外泌體能夠?qū)SC轉(zhuǎn)化成TAF,促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展[18]。由此可知,血小板主要通過(guò)外泌體的形式分泌多種細(xì)胞因子,與腫瘤微環(huán)境中的各種成分相互作用,誘導(dǎo)癌細(xì)胞免疫抑制,免疫逃避,并促進(jìn)腫瘤新生血管的形成,最終導(dǎo)致HCC的進(jìn)展。外泌體通過(guò)調(diào)節(jié)腫瘤微環(huán)境的耐受度來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和腫瘤抑制,說(shuō)明其在治療HCC中具有作為藥物靶點(diǎn)和載體的潛在可能性,有望在未來(lái)為HCC的診斷及治療提供新的依據(jù)。
2.2 血小板通過(guò)促進(jìn)腫瘤微環(huán)境中新生血管的生成促進(jìn)HCC進(jìn)展(圖3) 缺氧誘導(dǎo)的新生血管的形成是導(dǎo)致HCC進(jìn)展及轉(zhuǎn)移的重要因素之一[19]。Chen等[20]研究發(fā)現(xiàn),腫瘤的血管異常是導(dǎo)致腫瘤灌注受限、腫瘤微環(huán)境缺氧、免疫抑制的重要原因,用抗腫瘤藥物如厄洛替尼使腫瘤血管正?;?,能夠增加免疫治療的療效。在腫瘤微環(huán)境中,血小板通過(guò)直接黏附于血管受損處或以外泌體的形式分泌5-羥色胺(5-HT)、血小板第四因子(PF-4)、TGFβ等顆粒內(nèi)容物維持腫瘤血管內(nèi)皮的完整,阻止腫瘤內(nèi)出血,防止腫瘤組織的缺血壞死[21]。研究[22]顯示,在HCC患者中,VEGF和HGF的水平顯著升高,腫瘤組織能夠分泌VEGF激活鄰近血管內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體-2,并通過(guò)信號(hào)分子δ樣蛋白配體-4和血管生成素2等細(xì)胞因子的參與啟動(dòng)腫瘤血管生成[23]。
炎癥反應(yīng)及中性粒細(xì)胞的過(guò)度活化可刺激血管的生成,并通過(guò)分泌HGF-2刺激腫瘤的生長(zhǎng)[24]。當(dāng)炎癥導(dǎo)致內(nèi)皮下膠原暴露時(shí),血小板通過(guò)一系列信號(hào)通路被激活并釋放一系列細(xì)胞因子,其中包括P-選擇素,P-選擇素被激活后暴露在血小板表面,與內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)的P-選擇素糖蛋白配體-1相結(jié)合,從而使血小板與內(nèi)皮細(xì)胞相結(jié)合,與此同時(shí)分泌細(xì)胞因子如PF-4和血小板堿性蛋白,使得中性粒細(xì)胞趨化并黏附在內(nèi)皮細(xì)胞表面以及單核細(xì)胞上,刺激血管的生成[25]。
血小板通過(guò)釋放PDGF促進(jìn)HSC的活化,刺激新生血管的生成。研究[26]顯示,血小板產(chǎn)生的PDGFβ是HSC活化的主要驅(qū)動(dòng)因素,并且是體內(nèi)合成細(xì)胞外基質(zhì)和肝硬化的關(guān)鍵啟動(dòng)因子。在低氧條件下,PDGF可刺激HSC在腫瘤微環(huán)境中聚集和增殖,從而造成HSC VEGF-A表達(dá)增強(qiáng),使得HCC組織中新生血管的形成,促進(jìn)腫瘤的增殖和轉(zhuǎn)移[27]。綜合目前研究結(jié)果,可以得知血小板可分泌多種細(xì)胞因子通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)通路促進(jìn)新生血管的生成,血小板及其衍生物還能與中性粒細(xì)胞及HSC相互作用,共同促進(jìn)腫瘤新生血管的生成促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。
2.3 血小板活化后通過(guò) “免疫逃逸”介導(dǎo)HCC進(jìn)展及轉(zhuǎn)移 有相關(guān)研究[28]結(jié)果顯示,血小板分泌的TGFβ作為一種免疫抑制因子使得腫瘤微環(huán)境維持充分的免疫抑制狀態(tài),如果用化療藥物如NO或紫杉醇特異性阻斷血小板與腫瘤細(xì)胞的相互作用,能夠抑制腫瘤上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化的過(guò)程,防止血小板黏附于腫瘤組織周?chē)⒁种蒲“搴湍[瘤組織分泌TGFβ,從而逆轉(zhuǎn)腫瘤微環(huán)境中免疫抑制狀態(tài)。由此可知,以保護(hù)癌細(xì)胞免受免疫系統(tǒng)攻擊的方式改變了微環(huán)境,是導(dǎo)致免疫治療藥物失敗的主要原因。因此,有效抑制TGFβ的成熟或功能將為癌癥治療開(kāi)辟新的途徑。
血小板來(lái)源的主要組織相容性復(fù)合物I存在自身抗原,不會(huì)誘導(dǎo)免疫細(xì)胞對(duì)轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞的反應(yīng),而血小板來(lái)源的人類白細(xì)胞抗原A變異株-2(human leukocyte antigen-A*02, HLA-A*02)能夠從血小板轉(zhuǎn)移到腫瘤細(xì)胞表面,通過(guò)表達(dá)主要組織相容性復(fù)合物Ⅰ類分子介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的“免疫逃逸”,從而抑制自然殺傷細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的抗腫瘤免疫[29]。其次,血小板細(xì)胞膜上表達(dá)多種蛋白質(zhì),如P-選擇素、血小板糖蛋白等,這些蛋白質(zhì)能使血小板與癌細(xì)胞凝聚在一起并形成轉(zhuǎn)移位點(diǎn),使得癌細(xì)胞黏附于血管壁。被癌細(xì)胞激活的血小板釋放ATP,并通過(guò)Gq/GⅡ信號(hào)通路提高細(xì)胞內(nèi)的鈣離子水平,再激活蛋白激酶C提高血管內(nèi)皮屏障的通透性使得癌細(xì)胞透過(guò)血管壁在血管外遷移[30]。綜上可知,血小板表面的糖蛋白及其分泌的細(xì)胞因子能通過(guò)抑制免疫、增強(qiáng)趨化、提高血管內(nèi)皮通透性等途徑促進(jìn)癌細(xì)胞的遷移,促進(jìn)HCC的進(jìn)展。
圖3 血小板與腫瘤微環(huán)境相互作用促進(jìn)HCC進(jìn)展
抑制血小板相關(guān)受體及通路可抑制腫瘤進(jìn)展[3]。在腫瘤早期階段,血小板來(lái)源的RNA可以檢測(cè)包括HCC在內(nèi)的多種癌細(xì)胞,因此血小板可以作為潛在的生物標(biāo)志物來(lái)預(yù)測(cè)癌癥[31]。德國(guó)科學(xué)家研究[32]發(fā)現(xiàn),血小板膜糖蛋白Ⅳ是腫瘤血管完整性的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑,抑制該靶點(diǎn)可增大腫瘤血管的通透性使其發(fā)生大出血,并且還可以提升腫瘤血管內(nèi)的化療藥物濃度達(dá)到治療效果。因此基于對(duì)血小板功能的開(kāi)發(fā)可作為抗腫瘤策略的基礎(chǔ)。哈佛大學(xué)某團(tuán)隊(duì)研究[33]顯示,去除外部脂質(zhì)膜和內(nèi)部成分的血小板能夠完全阻止癌細(xì)胞侵入的過(guò)程,這表明血小板可以阻止新腫瘤的形成。此外,血小板糖蛋白Ⅰbα(glycoprotein Ib-α, GpⅠbα)抗體也是HCC治療的潛在靶點(diǎn)。GpⅠbα是HCC發(fā)生的一種介質(zhì),主要通過(guò)與Kupffer細(xì)胞的相互作用參與HCC的發(fā)生。小鼠實(shí)驗(yàn)[34]發(fā)現(xiàn)GpⅠbα抗體治療HCC自發(fā)性出血率較低,抑制血小板GpⅠbα受體治療HCC的潛力值得關(guān)注。綜上可知,這些發(fā)現(xiàn)在分子和臨床水平均驗(yàn)證了抗血小板治療抗腫瘤的可行性,開(kāi)啟了腫瘤治療的新時(shí)代,同時(shí)抗血小板藥物也成為了治療腫瘤的重要手段,但其臨床有效性和安全性仍值得進(jìn)一步探索和研究。在血小板作為標(biāo)志物預(yù)測(cè)癌癥方面,由于血小板活化會(huì)影響分析結(jié)果,因此建立穩(wěn)定的純化血小板方法有助于使得血小板成為可信的癌癥生物標(biāo)志物。
腫瘤微環(huán)境已成為抗癌治療的重要靶點(diǎn)[35]。TAF作為主要靶點(diǎn)之一用于HCC的治療,可通過(guò)干擾促腫瘤信號(hào)抑制腫瘤的進(jìn)展[36]。成纖維細(xì)胞活化蛋白作為T(mén)AF的特異性標(biāo)志物,其介導(dǎo)的信號(hào)成纖維細(xì)胞活化蛋白-CCl2有可能成為腫瘤治療的靶點(diǎn)[37]。此外,在腫瘤生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的細(xì)胞外基質(zhì)分子的某些水解片段,也具有強(qiáng)大的信號(hào)特性,可作為治療靶點(diǎn)調(diào)節(jié)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移[38]。與此同時(shí),使用抗VEGF分子靶向藥物改善腫瘤血管狀態(tài)和抗PD-1/PD-L1免疫抑制劑在理論上具有協(xié)同抗癌作用[39]。目前針對(duì)腫瘤微環(huán)境的靶向治療已取得了重大進(jìn)展,但尚無(wú)改善臨床結(jié)局的治療方案,因此更好的結(jié)合基質(zhì)耗竭和免疫調(diào)節(jié)機(jī)制研究多種靶向治療方法來(lái)延長(zhǎng)癌癥患者生存期是非常有必要的。
LSEC衍生的“血管分泌因子”及HSC是HCC治療的潛在靶點(diǎn)。Winkler等[40]研究發(fā)現(xiàn),LSEC GATA4的缺失會(huì)通過(guò)下調(diào)Wnt通路導(dǎo)致肝再生受損,并通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)通路激活HSC,導(dǎo)致LSEC的 “血管化”。因此,可通過(guò)阻止血管分泌信號(hào)如PDGFB來(lái)控制肝纖維化和再生,以GATA4/MYC/PDGFB/PDGFRβ軸為靶點(diǎn)的治療為肝纖維化和HCC的預(yù)防提供了一種可能的策略。此外,LSEC毛細(xì)血管化是觸發(fā)HSC激活、肝纖維化和炎癥的早期病理事件[41]。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)9是一種由HSC產(chǎn)生的旁分泌因子[42],BMP9基因敲除小鼠中LSEC特異性轉(zhuǎn)錄因子GATA4表達(dá)下降,同時(shí)發(fā)生炎癥和纖維化,這表明BMP9可控制肝纖維化和HCC的進(jìn)展[43]。BMP9基因缺失導(dǎo)致肝纖維化的相關(guān)模型可以測(cè)試創(chuàng)新抗纖維化及HCC的藥物[44]。然而,在人類肝硬化、HCC的肝臟中,BMP9表達(dá)降低[45],由此可知,BMP9在人類肝纖維化、HCC中的作用仍需要進(jìn)一步研究。目前,大量的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分子理論均表明抗血小板也有抗癌的效果,在臨床上早期使用抗血小板藥物治療有可能阻止HCC的進(jìn)展,然而現(xiàn)實(shí)中大多數(shù)由肝硬化導(dǎo)致的HCC患者出血風(fēng)險(xiǎn)較高,在保證抗血小板藥物抗癌作用的前提下如何避免出血風(fēng)險(xiǎn),還需要更深入的研究來(lái)進(jìn)一步探討。
作為凝血反應(yīng)的激活物,血小板不僅參與止血,還能分泌多種細(xì)胞因子通過(guò)復(fù)雜的信號(hào)通路與腫瘤微環(huán)境相互作用,通過(guò)免疫逃逸、免疫抑制、新生血管的形成促進(jìn)HCC的進(jìn)展。在治療方面,靶向治療目前已經(jīng)成為HCC重要的治療手段。在分子水平及小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),與血小板相關(guān)的多個(gè)信號(hào)分子都可以作為HCC治療的靶點(diǎn)。在臨床上,血小板在HCC治療中的作用需要進(jìn)一步研究及探討。此外,作為一種廉價(jià)、容易測(cè)得的指標(biāo),通過(guò)監(jiān)測(cè)血小板計(jì)數(shù)預(yù)測(cè)肝癌患者的預(yù)后也具有很重要的臨床意義。因此,在未來(lái)靶向治療中,血小板的作用值得進(jìn)一步研究和探討。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。
作者貢獻(xiàn)聲明:于瀟、張愛(ài)斌、武國(guó)兵、程曉龍負(fù)責(zé)文獻(xiàn)查找、閱讀及文章撰寫(xiě);劉敏、胡澤楠、鄭亞、王玉平、陳兆峰負(fù)責(zé)文章修改。