肝素抗肿瘤转移的实验与临床研究

yangyufan315

近日看见一篇有关关于肝素抗肿瘤转移的研究!!
我妈妈由于以前穿管(PICC)后每天都要注射肝素,所以爸爸猜测对推迟复发还是起到了一定的作用~~不知道各位患者有没有相同的经历~~大家一起来讨论下!!
肝素属于多糖家族的一员，是一类硫酸化的糖胺聚糖，结构非常复杂，在血液中呈蛋白结合的状态，其活性存在于血管内皮细胞浆表面。肝素除用作经典的临床抗凝剂，还能与大量的体内其他生物活性分子相互作用，具有复杂的生物学功能，尤其是肝素的抗肿瘤作用。已有基础实验和临床研究结果表明，低分子量肝素与成品肝素一样，可以提高肿瘤的生存率 ［1，2］ 。Lee等 ［3］ 报道，用华法令作对照，长期低分子量肝素治疗肿瘤相关的深层静脉血栓形成，可显著延长患者12月的存活时间。已有众多实验研究表明，肝素除了通过凝血过程影响肿瘤转移以外，还有许多其他的途径 ［4］ 。笔者主要从肿瘤转移过程涉及的环节来阐述肝素的抗肿瘤机制。


1 肝素抗肿瘤转移的实验研究


近50年来，肝素在实验性肿瘤转移中的作用已在众多模型中研究过。在多数动物实验中，肿瘤细胞用尾静脉或门静脉方式植入后，对肺或肝脏的转移灶数目进行计数。些实验多数表明，肝素疗法可抑制肿瘤转移。Fisher等（1961）发现肝素给药的小鼠与对照组相比，腹腔注射Walkˉer肉瘤细胞后有少量较小的肝转移灶，尤其是肿瘤细胞植入前给药者效果为明显。Borsig等 ［5］ 报道，肝素与血小板P-选择素结合可抑制植入人结肠癌细胞的免疫缺陷小鼠体内肿瘤的转移。Maat等 ［6］ 指出，肝素疗法能显著降低小鼠皮下植入纤维瘤、肺癌、前列腺癌和乳腺癌的转移。各种其他类型肿瘤细胞的研究也得到相似的结果 ［7，8］ 。


2 肝素抗肿瘤的临床报道


最新的肝素抗肿瘤报道是2003年ASCO会议的在线摘要中有关低分子量肝素的三个临床试验报道（见http://www.asco.org）。Lee等 ［9］ 进一步分析了用华法令作对照的肝素治疗肿瘤相关的深层静脉血栓的试验，发现能显著延长患者12个月的存活时间（p=0.03）。Icli等 ［10］ 指出，用化疗法作对照，低分子量肝素联合疗法可提高胰腺癌的反应率为64.7%，对照组为12%（p=0.001），延长肿瘤发展所需的时间6个月，对照组为3个月（p=0.0001），延长存活时间9个月，对照组为4个月（p=0.0034），1年后存活率为44.7%，对照组为13.5%（p=0.029）。Moyano等 ［1］ 报道，肝素联合疗法的Ⅱ期实验结果表明，它可通过降低前列腺特异抗原（PSA）的水平对前列腺癌起作用。另外，Petit等 ［12］ 报道了一临床病例，指出肝素疗法延长了该47岁结肠癌患者的存活时间。


3 肝素抗肿瘤转移的机制


3.1 肝素对血管生成的干扰作用 当肿瘤灶的直径达到约5mm之后，就易于从原发肿瘤部位转移，并在其他部位继续生长，形成新的肿瘤血管 ［13］ 。肿瘤血管生成是一个复杂的多步骤过程，包括内皮细胞的激活、细胞外基质成分的蛋白水解、内皮细胞的增殖和转移，以及毛细血管的生成。这些过程是由肿瘤细胞分泌的生长因子、抑制因子、蛋白水解酶和细胞外基质蛋白来启动和控制的。肿瘤能释放出大量血管生长因子，包括血管内皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子和放射因子。这些生长因子通过与内皮细胞上高亲和力的受体相互作用刺激血管的生成。它们在体液和肿瘤细胞中的高表达表明了病人的预后较差。肝素能抑制这些生长因子的活性。临床试验表明，进行深层静脉血栓切除术后的病人，肝素给药组改善了预后 ［13］ 。肝素主要通过干扰血管生长因子的活性来影响血管生成，但肝素也可通过它的抗凝作用，与细胞外基质成分结合后干扰蛋白水解酶的活性，或者通过它对外膜细胞的作用来调节血管生成。肝素可诱导人单核细胞释放组织因子抑制物（抗血管生成的肽），增加它在胞浆中的水平，并有实验表明肝素也可抑制人单核细胞组织因子的产生 ［1］ 。除组织因子外，其他的凝血蛋白如凝血酶和纤维蛋白，也是肿瘤形成新的毛细血管所必需的。肝素通过它的抗凝潜能抑制凝血酶的作用进而抑制纤维蛋白的形成。近来体外实验已经表明 ［14］ ，肝素也能通过改变纤维蛋白基质的结构而影响血管生成。


3.2 肝素对酶的抑制作用 肝素可通过抑制肝素酶（一类内切糖苷酶）降低肿瘤细胞的入侵，肿瘤细胞分泌的肝素酶同蛋白酶一起完成宿主组织的有效降解和随后的入侵。多种实验表明 ［15，16］ ，肝素体外实验可抑制肿瘤细胞的肝素酶活性;静脉内肝素给药之后发现，肝素体内实验可阻止肿瘤转移到肺部。肝素除了抑制丝氨酸蛋白酶、肝素酶外，还可以在体外根据剂量的不同抑制不同的基质金属蛋白酶（MMP），包括MMP-1，-2，-3和-9。MMP-2和-9在肿瘤转移中有非常重要的作用。


3.3 肝素对肿瘤细胞粘合到血管内皮的影响 肿瘤细胞停留在小血管内皮是其转移中的重要步骤。当今仍有争议的是，肿瘤细胞停留在小血管内皮仅仅是物理阻力的结果还是特定的肿瘤与内皮细胞间的相互作用在起作用。肿瘤细胞贴近内皮之后，选择素可与碳水化合物配体结合，这些配体通常是白细胞滚动时的受体。肝素具有阴离子表面，可作为P-和L-选择素的配体起作用 ［17］ ，可以很好地阻止P-和L-选择素与天然配体的结合 ［18］ ，进而限制肿瘤细胞对内皮的最初粘附。


粘附之后，内皮细胞和肿瘤细胞被释放的化学因子所激活，进而导致整合素的高表达。整合素αⅡβ3的生理学配体纤维蛋白原，可介导位于不同血小板上的αⅡβ3与整合素受体结合，进而调节血小板聚集。肿瘤细胞和血小板中整合素αⅡβ3的表达是由凝血酶来刺激的。凝血酶的形成促进肿瘤细胞与内皮的粘附，还可诱发肿瘤细胞、血小板间相互作用、血小板聚集和血栓的形成。在肝素静脉内给药之前用凝血酶预处理肿瘤细胞，可加速肿瘤转移。肝素和其他抗凝剂可通过灭活凝血酶或抑制血小板聚集和血栓形成来抑制肿瘤细胞粘附到内皮 ［19］ 。已有研究表明，肝素静脉给药后可减少肿瘤细胞的停留和在肺内的转移 ［20］ 。在Lee等 ［20］ 的研究中，肝素疗法可减少小鼠皮下植入乳腺癌的自发肺转移，改善动物的存活时间。


4 对肝素用于临床抗肿瘤转移研究的建议


4.1 注意肝素制品的异质性 肝素实际上是糖胺聚糖的一种复杂混合物，虽然用于抗凝的肝素制品已标准化，抗肿瘤活性与抗凝活性是否有正相关仍待验证。而不同类型的低分子量肝素抗选择素的作用即肝素的异质性是否导致疗效差异尚无依据，需待基础和临床研究加以澄清。最近，国内魏民等人通过结构修饰在消除了肝素抗凝血活性的同时，仍能保留肝素抗P-选择素介导的肿瘤细胞粘附作用，进一步的活体试验尚待进行。


4.2 使用肝素治疗的时间 著名学者Varki等 ［21］ 建议，从最初临床或病理诊断为恶性肿瘤的最早时间开始一直到对该病例进行手术治疗之时，在此期间，应立即以肝素的临床可承受剂量治疗（例如，7500U/72h于皮下注射），以防止新的转移灶形成。根据肿瘤细胞进入血流后能在血管内持续存活一段时间的证据 ［22］ ，在手术后也要持续用药几天。


4.3 对临床试验的建议 为验证肝素的抗转移活性，研究人群应为新检测出的患有结肠癌、肺癌、食管癌、胃癌、胰腺癌、胆囊癌、膀胱癌、前列腺癌、乳腺癌、脑癌、甲状腺癌或卵巢癌但没有转移迹象的成年人。试验中每隔1个合适病例设1个阴性对照，若某个病例不再参与或不适宜作分析，那么相应的对照人也应在最后分析中在被排除。治疗期间，一旦在手术前或手术中的任何时间确认转移迹象，病人就要从研究中筛除掉。经过手术治疗的病人术后72h内要继续使用肝素。如果出现出血现象，可考虑用Protamine逆转或减少剂量（但若血小板量减少到小于开始值的50%或小于75000/L时，表明可能肝素诱发了血小板减少症，需终止肝素给药并从试验组中排除）。经过整个完整治疗过程的患者应追踪其3～5年内的肿瘤复发率和生存率，与其对照组作对应分析。


5 结论


肝素可通过多种方式影响肿瘤的发展。通过其抗凝功能，即可抑制凝血酶和纤维蛋白的形成，肝素可抑制肿瘤细胞在血管内的停留和转移。肝素还可以与生长因子和细胞外基质蛋白结合，进而影响肿瘤细胞的增殖、迁移和肿瘤的血管生成。另外，肝素可抑制原癌基因的表达，影响免疫系统，并对肿瘤细胞侵入细胞外基质所必需的蛋白水解酶具有刺激和抑制作用。


肝素价格低廉，有详尽的临床应用记录。在抗肿瘤转移领域，国外已在基础和临床研究中取得了可喜的成果。如能结合国情设计规范化的临床试验方案，并在基础研究中对肝素结构进一步修饰改造，提高活性，降低副反应，将有望造福于多类癌症患者。


参考文献


1 Fareed J，Hoppensteadt DA，Bick RL.An update on heparins at the beˉ


发布日期：2005-8-1