背景介绍

肿瘤转移是癌症致命性的主要原因之一,它指的是肿瘤细胞从原发部位扩散到身体的其他部位,形成新的肿瘤灶。肿瘤转移通常与患者预后不良及死亡率升高密切相关。传统观点认为血小板在凝血和止血过程中发挥着关键作用,但近十年研究揭示血小板在肿瘤生物学中,尤其是在肿瘤转移中也扮演着重要角色。文章旨在总结和分析血小板在肿瘤转移中的作用,并基于现有文献探讨血小板在肿瘤转移中的多种机制。

血小板与肿瘤细胞的动态相互作用

血小板是含量第二丰富的血细胞,不仅参与止血,还在炎症反应、组织修复及肿瘤生长和转移中起到关键作用。近年来研究表明,肿瘤细胞通过不同的作用机制影响血小板的数量与功能。在卵巢癌、肺癌和胃癌等多种实体瘤中,血小板计数增加与患者血源性转移和复发相关。肿瘤患者血小板增多的发生率可高达65%,其机制主要为肿瘤分泌多种激活巨核细胞成熟的细胞因子,如粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子、CCL5和PF4等,以及分泌促进肝脏TPO 生成的细胞因子,如白介素6(IL-6)[1]。

此外,肿瘤细胞与血小板之间可发生相互作用,进而改变其功能。肿瘤细胞与血小板表面受体P-选择素、整合素αⅡbβ3、GPVI和CLEC2等受体结合,可诱导血小板的聚集[2]。肿瘤细胞还通过膜融合与内吞等直接接触方式将脂质、蛋白质和RNA 转移至肿瘤细胞,促进上皮-间质转化(EMT)和肿瘤干细胞样表型。除上述直接作用外,血小板吸收肿瘤衍生可溶性细胞因子(如PDGF、TGFβ、MMP1)后被激活,且患者血小板中可检测到EGFRvⅢ、PCA3等肿瘤相关mRNA;肿瘤细胞分泌的囊泡携带平足蛋白等功能分子,改变血小板形态(如微管崩解、线粒体增多),继而诱导癌症相关血栓形成[3-4]。

血小板介导肿瘤转移的经典机制

肿瘤转移是一个动态的、连续的级联过程,包括正常细胞转变为癌细胞,不受控地增殖侵袭、逃避免疫系统、抵抗程序性细胞死亡、血管生成和在远处器官中的定植生长。最新研究表明,该过程可细分为3个部位、5个步骤:①肿瘤原位:肿瘤原位EMT表型获得与血管生成,血管内渗;②血液循环中:循环肿瘤细胞(circulatingtumorcells,CTCs)的存活;③转移灶中:血管外渗,远端转移器官定植与生长。血小板被报道可能通过参与转移的各个阶段从而促进转移[5]。

1血小板在原位肿瘤的促转移机制

1.1血小板促进肿瘤细胞EMT

①血小板通过细胞外囊泡促进肿瘤EMT。Guo等[6]报道血小板源性细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)通过传递miR-223和激活TGF-β信号通路,显著增强CTCs的EMT进程及其侵袭转移潜能。此外,血小板源性囊泡可刺激p38 MAPK 磷酸化,从而增强乳腺癌细胞的迁移和侵袭能力[7]。血小板与肿瘤细胞相互作用可能激活CDC42/MAPK 通路,促进EMT,进而驱动结直肠癌转移[8]。目前关于血小板调控肿瘤细胞表型重塑的具体分子机制尚不完全清楚,具体存在以下3个方面:a.EVs-miRNA递送系统与TGF-β信号通路的时空协同作用模式;b.EMT动态过程的表观遗传调控网络;c.肿瘤异质性对血小板介导效应的差异化响应。最新进展显示,血小板释放的三磷酸腺苷(ATP)可通过激活CTCs表面P2Y2受体促进整合素α6β4的表达,进而增强肿瘤细胞与血管内皮的黏附效率[9]。

②血小板通过血小板衍生微粒促进肿瘤EMT。血小板衍生微粒(platelet-derivedmicroparticles,PMPs)通过转移miRNAs(如miR-24-3p、miR-126)以及蛋白(如TIMP1)调控肿瘤细胞的命运。Michael等[10]证实,PMPs所含的miR-24-3p能够下调肿瘤细胞PTEN 表达,同时激活PI3K/AKT信号通路级联反应,最终促进肿瘤转移进程。此外,PMPs的抗肿瘤作用呈现显著的组织特异性:在结直肠癌模型中,其携带的miR-200通过靶向血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)通路抑制血管生成[11];而乳腺癌研究却显示,PMPs传递的miR-200家族成员可有效抑制EMT进程[12]。

③血小板通过PITPα/ MAPK 通路促进肿瘤EMT。磷脂酰肌醇转移蛋白α(PITPα)通过调控磷脂代谢参与细胞信号传导,并与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路协同作用,在血小板介导的肿瘤转移中发挥关键作用。研究表明,PITPα通过维持细胞膜磷脂稳态,促进血小板活化及脱颗粒,释放TGF-β、VEGF等促转移因子,进而激活肿瘤细胞中ERK、p38等MAPK 信号通路,驱动EMT 及侵袭转移进程[13]。此外,血小板与肿瘤细胞的互作可通过PITPα依赖性脂质转运增强MAPK 信号传导,上调基质金属蛋白酶(MMP)表达并促进血管生成。双向信号串扰中,肿瘤微环境炎性因子(如IL-6)亦可反式激活血小板PITPα-MAPK 轴,形成促转移正反馈循环[14]。靶向抑制PITPα或阻断MAPK 下游效应分子(如MMPs),可能通过干预血小板-肿瘤信号串扰,为抗肿瘤转移治疗提供新策略。

1.2血小板促进肿瘤新生血管生成

①血小板通过经典血管生成途径促进肿瘤新生血管生成。血小板介导的经典血管生成途径,为分泌促血管生长因子或代谢产物的双重通路,以调节血管生成:一方面,其α颗粒释放的VEGF、血小板衍生生长因子(platelet-derivedgrowthfactor,PDGF)和碱性成纤维细胞生长因子等生长因子,具有直接促进内皮细胞增殖及增加血管通透性的双重作用[15];另一方面,血小板通过分泌5-羟色胺(serotonin,5-HT),激活5-HT1 受体依赖性信号通路,通过Gβγ亚基介导的Src-PI3K-NOX 级联反应促进病理性血管生成[16]。选择性5-HT1受体拮抗剂BJ-1108可显著阻断这一过程,提示其具有抗血管生成治疗的转化价值。作为新型选择性5-HT1受体拮抗剂,其抑制效果表现在:a.降低内皮细胞ROS产生;b.抑制MMP-2/9 活化;c.减少新生血管密度。

②血小板通过非经典血管生成途径促进肿瘤新生血管生成。血小板通过传递外泌体源性lncRNAANRIL,可特异性激活内皮细胞Notch信号通路(尤其Notch1 胞内结构域NICD 的核转位),促进血管拟态形成[17]。这为肿瘤通过非经典血管生成途径获取血供提供了新的分子解释。上述血管生成过程与肿瘤代谢重编程存在双向调控:血小板来源的乳酸转运体MCT4可驱动内皮细胞Warburg效应,而低氧微环境又会反式调控血小板P2Y12受体介导的脱颗粒作用,形成促血管生成的正反馈回路。

2血小板在血液循环中的促转移机制

当肿瘤细胞进入血液时,血小板是第一种与肿瘤细胞接触的细胞。血小板通过P-选择素、整合素αⅡbβ3等表面受体与CD44、整合素αvβ3等CTCs黏附分子特异性结合,形成“血小板-肿瘤细胞”三维包被结构。研究证实,该物理屏障可对肿瘤细胞产生双重保护作用:一方面,通过力学缓冲降低血流剪切力对CTCs的生物机械损伤;三维包被结构内肿瘤细胞会分泌可溶性介质,如IgG 和HMGB1,它们可以分别结合血小板表面受体FcγRIIa和TLR4,从而进一步诱导血小板活化并增强聚集体[18]。另一方面能够抑制自然杀伤(NK)细胞的免疫清除功能,此外,血小板可通过传递给CTCsM

HCI类分子,使CTCs免于NK 细胞的识别与杀伤[19]。

3血小板在转移灶的促转移机制

如果远端转移器官缺乏适合CTCs定植生长的转移前微环境,许多CTCs会死亡或保持静止状态[20]。近年来,有研究陆续报道血小板在肿瘤转移部位可能发生的作用。血小板和VEGFR2+BMDC可将血管生成信号从原发肿瘤传递到远处微环境,以促进转移灶中血管生成。血小板可从原发性肿瘤中吸收促血管生成和促炎因子,并在接触转移部位肿瘤细胞上表达的暴露胶原蛋白和CD24时释放这些因子,从而诱导转移性肿瘤的血管形成和生长[21]。在黑色素瘤和前列腺癌中,血小板被证明会从原发性肿瘤中吸收TGFβ和MMP1并将它们释放到骨骼中,从而诱导骨代谢紊乱和骨结构改变,这可能与骨转移形成相关[22]。

血小板介导肿瘤转移机制的前沿探索

传统研究聚焦于血小板通过物理屏障、血管生成等经典机制促进转移,近年来,随着单细胞测序、代谢组学及免疫微环境分析技术的突破,血小板在代谢与免疫调控中的作用被广泛关注,为肿瘤转移机制研究开辟了新维度。

1血小板与代谢、微环境重塑

1.1血小板介导的肿瘤代谢重编程　近年来研究揭示,血小板可能通过三位一体的代谢调控网络,帮助CTCs克服血液循环中的高氧化应激压力,支持其存活并增加到达远处转移脏器的概率,主要包括以下几种机制。

①代谢底物供给系统重塑。血小板通过膜融合作用向CTCs递送谷氨酰胺[调控雷帕霉素靶蛋白复合物1(mammaliantargetofrapamycincomplex1,mTORC1)活性]及ω-6 多不饱和脂肪酸(参与脂筏形成),更重要的是其释放的L-乳酸通过单羧酸转运体4质子耦合转运机制进入CTCs,导致胞内pH 值下降并稳定缺氧诱导因子-1α蛋白[23-24]。该过程诱发代偿性代谢重编程,表现为糖酵解通量增加与线粒体氧化磷酸化增强的独特耦合现象。

②氨基酸代谢重构。血小板来源的血栓素A2(thromboxaneA2,TXA2)通过结合肿瘤细胞表面血栓素受体(thromboxanereceptor,TP)的β亚型,激活Gαq-PLCβ-IP3/DAG 信号轴,引发哺乳动物mTORC1的溶酶体膜定位[25-26]。此过程通过双重机制驱动氨基酸代谢重编程:上调SLC7A5/LAT1转运体表达,促进亮氨酸摄取;磷酸化UNC-51样激酶1(ULK1)Ser757位点,抑制自噬流。

③代谢-表观遗传交叉调控。新近研究发现,血小板外泌体携带的琥珀酸浓度可达血浆水平的15倍,通过抑制α-酮戊二酸依赖性组蛋白去甲基化酶KDM6A,诱导CTCs表观基因组H3K27me3修饰的全局性增加,促进干性相关基因(OCT4、NANOG)的异常激活。

1.2血小板介导的微环境重塑　血小板通过分泌TGF-β、IL-10等细胞因子,促进调节性T 细胞(Treg)的扩增,并推动巨噬细胞向M2型极化[27]。此外,血小板释放的CXCL4(PF4)可招募髓源性抑制细胞,抑制T 细胞浸润到肿瘤微环境中[28]。在原发肿瘤中,血小板通过粘着斑激酶(FAK)、CX3C趋化因子受体1(CX3CR1)介导的通路,从邻近血管浸润至肿瘤基质。浸润后的血小板通过整合素、P选择素、Clec2等直接结合肿瘤细胞,促进肿瘤生长。血小板还可通过分泌EGF、PDGF 及TGF-β 等直接促进肿瘤增殖。

2血小板介导的肿瘤免疫逃逸

经典机制中,血小板可通过诱导肿瘤细胞表面MHCI表达增加从而使其逃避免疫效应细胞的杀伤,但其机制以及是否存在其他免疫抑制方式仍有待探索,新近研究为血小板介导的肿瘤免疫逃逸的具体机制提供了更多的证据。

2.1免疫识别屏障的双重分子伪装　Placke等[19]证实,血小板通过整合素αⅡbβ3介导的膜融合作用,将主要组织相容性复合体Ⅰ类分子跨细胞转移到肿瘤表面。该过程特异性上调HLA-E 亚型,通过与NK 细胞表面抑制性受体CD94/NKG2A结合,有效阻断“缺失自我”识别信号,使肿瘤逃逸NK 细胞介导的细胞毒性杀伤。近期研究进一步揭示,血小板来源的PD-L1外泌体能够与肿瘤细胞膜融合,直接抑制CD8+ T 细胞活性,形成双重免疫逃逸屏障[29]。

2.2抑制抗原递呈、诱导CD8+ T细胞耗竭 血小板通过降低抗原呈递效率来抑制免疫应答,其可将单核细胞分化为功能缺陷的辅助性T 细胞,下调抗原摄取能力、阻碍DC 成熟,损害抗原交叉呈递及随后的初始T 细胞激活。此外,血小板分泌的可溶性因子也可以抑制DC激活,减少Ⅰ型免疫应答的启动。血小板还可通过:①P-选择素直接或间接下调TCR触发的T 细胞活化和增殖;②分泌型TGFβ;③表达PDL1并上调PDL1表达以诱导细胞毒性CD8+T细胞耗竭。

2.3血小板通过上调肿瘤细胞CD39表达介导的免疫逃逸　试验数据显示,血小板与肿瘤细胞的直接接触或释放活性分子(如TGF-β)上调肿瘤细胞表面CD39的表达[30]。CD39作为外切核苷酸酶,可将细胞外免疫激活分子ATP转化为免疫抑制性腺苷,腺苷可抑制T细胞、NK 细胞等免疫效应细胞的功能,同时促进Tregs扩增[31-32]。肿瘤细胞自身表达的CD39可能通过促进局部腺苷积累,抑制抗肿瘤免疫反应,并直接增强肿瘤细胞的侵袭能力[30]。

2.4血小板介导的肿瘤化疗耐药　血小板还可促进肿瘤对化疗药物的耐受。在用顺铂、卡铂和紫杉醇治疗的人卵巢癌瘤体内,血小板释放物促进了肿瘤干细胞的存活。在体外用吉西他滨处理的人胰腺导管腺癌细胞中,肿瘤细胞通过P2Y12受体摄取血小板释放的腺苷后,降低了肿瘤细胞对化疗药物的摄取。在体外用血小板来源的微粒处理急性单核细胞白血病细胞后,降低了肿瘤细胞对柔红霉素化疗的敏感性。总而言之,这些发现表明可以通过靶向血小板对抗肿瘤化疗耐药。

靶向血小板-肿瘤轴的精准治疗策略

1抗血小板药物的应用潜力

抗血小板药物通过抑制血小板与CTCs的相互作用,在癌症转移治疗中展现出显著潜力。例如,阿司匹林通过不可逆抑制COX-1减少TXA2生成,从而降低CTCs的血小板包裹率,抑制其免疫逃逸和转移能力。临床回顾性分析显示,长期低剂量阿司匹林使用者结直肠癌转移风险显著降低,这与血小板介导的CTC 保护作用被抑制相关[33-34]。然而,传统抗血小板药物(如阿司匹林)的出血风险限制了其临床应用,尤其是在合并血管侵袭性肿瘤患者中[35]。

新型P2Y12抑制剂(如替格瑞洛)通过特异性阻断血小板活化,在乳腺癌模型中显示出抗转移效果。试验表明,替格瑞洛可抑制血小板分泌TGF-β 等免疫抑制因子,从而减少肿瘤细胞的EMT和远处转移[36]。此外,氯吡格雷通过抑制血小板P2Y12受体,增强过继性T细胞转移与PD-1抗体的协同作用。在小鼠黑色素瘤和结肠腺癌模型中,氯吡格雷联合免疫治疗显著抑制肿瘤生长并延长生存期,其机制可能与减少血小板介导的T 细胞抑制微环境相关[36-37]。

靶向血小板表面受体(如GPVI)的新型抗血小板药物(如Revacept)在动物模型中表现出双重优势:既能抑制血小板与肿瘤细胞的黏附,又不会显著增加出血风险。例如,GPVI抑制剂通过阻断胶原介导的血小板活化,有效减少肿瘤细胞在血管壁的黏附和转移灶形成[38]。

2仿生纳米技术的系统化抗转移策略

血小板膜包被的纳米颗粒利用血小板固有的肿瘤靶向能力,显著提高药物在转移灶中的富集。例如,载有多柔比星的PM-NPs在术后转移模型中可靶向残留肿瘤细胞,抑制转移灶生长,同时减少心脏毒性等全身不良反应[39-40]。此外,PM-NPs通过阻断血小板表面P-选择素与肿瘤细胞CD44的相互作用,抑制CTC的免疫逃逸和转移前微环境形成[41-42]。

血小板装载siRNA/shRNA 纳米颗粒可精准调控肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)和基质细胞的促转移信号通路。例如,靶向TGF-β/Smad通路的siRNA 通过血小板递送系统沉默TAMs 中的Smad2/3表达,显著抑制肝癌细胞EMT 和肺转移[43-44]。在结肠癌模型中,载有ARHGAP4siRNA的血小板纳米颗粒通过抑制TGF-β/Smad通路,减少肿瘤细胞侵袭并逆转T细胞耗竭[45]。

结论

综上可见,血小板在肿瘤转移过程中扮演着多重角色,既是促进转移的关键因素,也为治疗提供了新的靶点。未来研究方向应主要聚焦在以下几个方面:

①深入解析机制,明确不同血小板亚群(如衰老血小板、肿瘤教育血小板)的功能差异;

②精准干预策略,开发针对特定肿瘤类型的血小板靶向药物;

③多组学整合,结合单细胞测序和空间转录组技术,揭示血小板-肿瘤-微环境三元互作网络;

④临床转化优化,探索抗血小板治疗与免疫检查点抑制剂、抗血管生成药物联合方案。