《Critical Reviews in Oncology/Hematology》：Cancer-Associated Thrombosis in the Era of Precision Oncology: Mechanisms, Challenges and Future Directions
癌症相关血栓形成(CAT)是癌症患者常见且危及生命的并发症，可导致预后不良和生存率降低。CAT的病理生理过程由肿瘤相关过程的复杂相互作用驱动，包括肿瘤特异性基因突变、凝血级联的激活、肿瘤微环境(TME)内的多细胞相互作用以及纤溶系统的抑制。抗癌疗法，特别是免疫检查点抑制剂(ICIs)，已被证明会进一步加剧这种风险。
引言
癌症相关血栓形成(CAT)是癌症患者非癌症死亡的主要原因，包括动脉血栓栓塞(ATE)和静脉血栓栓塞(VTE)，其中VTE最为普遍。癌症人群的VTE风险显著升高，接受化疗或靶向治疗的患者风险可增加高达23倍。CAT的临床病程以高死亡率和难治性为特征。尽管给予指南推荐的抗凝治疗，CAT仍易早期复发。免疫疗法，特别是ICIs，改变了TME和全身免疫环境，引入了强大的、非经典的血栓形成途径，形成了一个独特的血栓炎症轴。
静脉与动脉血栓栓塞的差异
VTE和ATE虽同属CAT范畴，但发生率显著不同，VTE通常更常见。这种差异源于其病理生理学、肿瘤生物学和临床方法学的复杂相互作用。
在机制层面，VTE主要是Virchow三联征的表现，由肿瘤源性促凝物质（如TF）引起的静脉淤滞、内皮功能障碍和全身高凝状态所驱动。因此，VTE风险特征具有明显的双重性，既是“肿瘤驱动”又是“治疗驱动”。相反，ATE通常发生在高剪切力的动脉环境中，常叠加在已有的动脉粥样硬化病变上。它代表了慢性血管脆弱性（由高血压、糖尿病和吸烟等基线风险因素驱动）与急性治疗诱发因素（如化疗诱导的血管痉挛或放疗加速的动脉粥样硬化）之间的“碰撞”。
不同的基因组图谱进一步导致了VTE和ATE发生率的差异。例如，非小细胞肺癌(NSCLC)中的ALK基因重排是VTE的独立危险因素，而骨髓增殖性肿瘤中的JAK2V617F突变则显著增加动脉血栓风险。抗癌疗法的异质性使这一情况更加复杂。
临床实践和研究方法也显著影响了观察到的VTE和ATE发生率差距。高分辨率计算机断层扫描(CT)成像的普遍使用偶然检测到无症状PE或DVT，大大提高了报告的VTE检出率。相反，ATE事件通常伴有明显症状，但难以与已有的动脉粥样硬化进展在临床上区分开。
癌症相关血栓形成的核心机制
CAT的发病机制非常复杂，是由动态的相互作用驱动的多因素过程，这些相互作用加剧了Virchow三联征的所有三个组成部分。关键因素包括肿瘤源性促血栓介质、宿主炎症和免疫反应、内皮功能障碍和治疗相关毒性。从概念上讲，该过程可分为三个阶段：启动（由主要驱动因素驱动）、放大（通过反馈环路）和消退受损，它们共同将止血平衡重塑为持续的高凝状态。
内皮功能障碍
内皮功能障碍通过多种相互关联的机制破坏血管稳态并增加血栓风险。该过程始于一氧化氮(NO)生物利用度降低和氧化应激增加，导致血管收缩、血小板活化和白细胞粘附，共同建立促血栓形成环境。随后内皮完整性丧失暴露内皮下胶原和血管性血友病因子(vWF)，促进血小板粘附和活化。同时，P-选择素、E-选择素、血管细胞粘附分子1(VCAM-1)和细胞间粘附分子1(ICAM-1)等粘附分子的上调促进了白细胞和血小板在内皮表面的聚集，引发局部炎症反应。肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)和白介素-6(IL-6)等促炎细胞因子进一步激活内皮细胞并刺激单核细胞表达TF，从而放大凝血级联反应。活化内皮还释放额外的促炎介质，形成自我维持的“血栓炎症”循环，使促血栓状态持续存在。
组织因子驱动的凝血激活
癌症背景下凝血的初始激活主要由肿瘤源性促凝因子介导，其中TF是研究最广泛的。许多实体瘤表达高水平的TF并将TF阳性细胞外囊泡(EVs)释放到循环中。TF通过与凝血因子VII(FVII)形成复合物，有效激活凝血因子X(FX)，促进凝血酶生成，最终驱动纤维蛋白形成。通过TF和TF阳性EVs的播散，肿瘤细胞在恶性进展和凝血级联的系统性激活之间建立了直接的分子联系。
血小板活化与肿瘤细胞诱导的血小板聚集
除了可溶性激动剂，肿瘤细胞与血小板之间的直接物理相互作用对于血小板活化和血栓形成至关重要。这些相互作用由大量受体-配体对介导，其中PDPN-CLEC-2轴作为一个特别有效的启动子脱颖而出，肿瘤细胞表达的PDPN直接激活血小板CLEC-2，导致强烈的血小板聚集和静脉血栓形成。活化的血小板反过来释放促凝微粒和凝血因子，同时使循环肿瘤细胞(CTCs)免受免疫监视并促进转移播散。
替代性凝血途径
肿瘤细胞也可以通过不依赖TF的替代机制触发凝血。一种这样的途径涉及内源性级联的激活，肿瘤源性带负电的聚合物触发凝血因子XII(FXII)激活。此外，肿瘤细胞表面异常糖基化的蛋白质也是血栓形成的诱因。
补体与抗体：血栓炎症的放大器
补体系统与抗体合作，是放大癌症中血栓炎症的关键桥梁，将免疫反应与凝血联系起来。在TME内，由肿瘤细胞和基质细胞局部产生的补体蛋白驱动血栓形成。C5a直接激活血管内皮细胞，诱导TF表达并释放vWF以创建促凝表面。C3a通过C3a-C3aR轴有效招募中性粒细胞并诱导NETs形成。同时，补体末端途径形成的膜攻击复合物(MAC)通过红细胞裂解释放大量ADP，强烈激活血小板。此外，活化的血小板和凝血酶可以进一步反馈激活补体系统，形成自我放大的促血栓循环。
中性粒细胞胞外诱捕网的核心作用
中性粒细胞通过NETs的形成进一步放大促血栓状态，这是一个受TME内多种刺激汇聚精细调控的过程。这个发炎环境中富含来自肿瘤细胞和免疫细胞的可溶性介质，它们激活特定的中性粒细胞受体，导致中性粒细胞活化。同时，补体片段通过结合其同源受体有效诱导NETs形成。其次，NETs的形成通过TME内广泛的细胞相互作用得到加强。一旦形成，这些NETs——由去浓缩染色质DNA和组蛋白复合物装饰以颗粒蛋白酶组成的网状结构——充当物理和促凝支架。它们捕获血小板和凝血因子，促进血小板粘附并增强凝血酶生成以加强血栓形成。
NETs还通过强大的反馈环路持续促进血栓形成。NETs的成分可以激活补体系统，进而产生C3a和C5a片段，招募更多中性粒细胞并放大血小板活化。这刺激进一步的NETs释放并诱导TF表达，建立了一个将炎症与凝血紧密联系起来的自我维持循环。NETs还通过对血管内皮及其天然抗凝防御的多方面直接攻击促进血栓形成。组蛋白成分对血管内皮具有直接细胞毒性，损害其完整性并暴露促血栓形成的皮下基质。NETs通过诱导粘附分子表达引起内皮表型的促凝转变。最后，组蛋白降解关键抗凝剂——抗凝血酶III(ATIII)和组织因子途径抑制剂(TFPI)——抑制天然抗凝途径。
纤维蛋白溶解受损
在癌症中，血栓在病理上得以稳定，因为身体主要的酶促凝块分解过程——纤维蛋白溶解严重受损。肿瘤和基质细胞经常过度表达纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)，它中和组织型和尿激酶型纤溶酶原激活物(tPA/uPA)，从而阻止纤维蛋白降解。CAT的物理结构本身也显著促进了其持续性。NETs-纤维蛋白复合物本质上抗溶解。来自NETs的组蛋白和DNA与纤维蛋白网交织，创建了一个致密的血栓，随后被凝血因子XIIIa(FXIIIa)稳定和加固。
肿瘤特异性遗传景观与“肿瘤凝血组”
CAT的风险在不同肿瘤类型间差异显著，表明肿瘤特异性遗传谱可能是高凝状态的关键驱动因素，而非传统的宿主特异性因素。VTE风险日益与特定致癌事件劫持的独特分子途径相关联。一个核心机制是TF的失调。鉴于这种机制异质性，研究人员提出了“肿瘤凝血组”概念，以系统表征特定肿瘤内凝血和纤溶相关基因的整体表达谱。
抗癌治疗的促血栓形成效应
除了恶性肿瘤固有的促血栓形成特性外，癌症治疗是CAT风险的重要贡献者。全身性抗癌疗法由于其全身性和通常的细胞毒性作用，带来了一系列独特的促血栓挑战。这些疗法——从细胞毒性化疗（如顺铂）、放疗(RT)、靶向疗法（如抗血管生成药物）、 immunotherapy（如ICIs）甚至支持疗法（如粒细胞集落刺激因子(G-CSF)）——汇聚于几个关键机制，包括内皮功能障碍、炎症和血小板活化。
细胞毒性化疗
细胞毒性化疗是抗癌治疗如何促进促血栓状态的典型例子。其机制不是单一的，而是CAT核心病理过程的汇聚，以内皮功能障碍为关键的起始事件。细胞毒性药物对内皮细胞造成广泛损伤，剥脱血管壁的保护性、抗凝特性，并暴露 underlying 的血栓形成皮下基质。除了为凝块形成创造被动表面外，这种初始损伤还主动引发强烈的炎症反应。这种炎症进而通过迫使肿瘤和宿主细胞（特别是单核细胞）上调TF表达来驱动全身性高凝状态。TF的激增，通常伴随着化疗诱导的天然抗凝剂（如蛋白C）的减少，最终巩固了这种促凝环境。这种高凝状态随后通过增强的血小板活化被强力放大。受损的内皮本身为血小板粘附提供了平台，而化疗引起的系统性细胞死亡使循环系统充满血小板激动剂，共同促进血小板聚集。
放疗
放疗是癌症治疗的基石，利用局部电离辐射诱导恶性细胞的DNA损伤和凋亡。然而，邻近组织，特别是血管内皮也不可避免地受到照射。这种局部的脱靶损伤导致促血栓状态，在放化疗(chemoRT)中这种风险显著放大，其中同步化疗的全身细胞毒性效应加剧了放疗的血管损伤。放疗相关血栓形成的病理生理学是多因素的。首先，放疗直接损伤内皮细胞，诱导氧化应激和促炎细胞因子的释放，激活促血栓信号通路如核因子κB(NF-κB)并促进血小板聚集。同时，辐射增加内皮细胞和单核细胞上的TF表达，增强局部血栓形成性。这种促凝状态因天然抗凝机制受损而进一步加剧，因为放疗使血栓调节蛋白(TM)失活并上调PAI-1。
靶向疗法
靶向疗法是一组异质性药物，包括单克隆抗体、小分子抑制剂和免疫调节分子，表现出高度可变的促血栓风险特征。这种血栓形成风险在抗血管生成药物中最为普遍。深入探讨这些高风险抗血管生成药物的机制，其促血栓作用似乎与其治疗作用密切相关。这种风险主要通过三个相互关联的途径驱动：内皮功能障碍、直接血小板活化和诱导全身性促血栓状态。
免疫检查点抑制剂
除了抗血管生成药物，ICIs提出了与其治疗机制内在相关的独特促血栓挑战。通过解除程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)/程序性细胞死亡配体1(PD-L1)抑制轴的功能，ICIs释放了T细胞增殖的“刹车”，这一过程通常对维持外周耐受至关重要。虽然这种预期的T细胞活化释放了强大的抗肿瘤反应，但它同时破坏了免疫稳态——引发自身免疫失调和自身抗体产生增加——并促进全身性促炎状态，直接将癌症免疫疗法与血栓炎症过程联系起来。这种T细胞活化通过引发全身性细胞因子风暴直接转化为高凝状态，最显著的是干扰素-γ(IFN-γ)和TNF-α。这种细胞因子环境通过至少两个主要途径驱动凝血。此外，炎症级联反应触发中性粒细胞释放NETs。ICIs可能也以复杂和矛盾的方式直接与血小板相互作用。
ICIs治疗后的血栓炎症状态也由髓源性抑制细胞(MDSCs)驱动，它们释放促凝IL-8并促进异常的“渗漏”血管生成，从而暴露促凝皮下表面。系统上，来自多种细胞系的这种广泛免疫激活汇聚于纤溶系统。炎症环境上调PAI-1，通过抑制纤溶酶原激活物来抑制纤维蛋白溶解，从而损害任何已形成凝块的分解。
临床前模型：剖析机制的基石
CAT的关键驱动因素，包括TF升高、NETs形成、血小板活化和PAI-1水平增加，对肿瘤类型和治疗背景具有高度特异性。因此，能在肿瘤特异性方式下复制血栓形成的小鼠模型是剖析其潜在机制不可或缺的工具。此类模型已成功开发用于多种恶性肿瘤。
为了剖析CAT的机制，研究人员建立了重现关键病理生理触发因素的小鼠模型，例如血流停滞、内皮功能障碍和高凝状态。这些模型在与具有特定分子表型的癌细胞系结合时特别强大。虽然小鼠中CAT的自发形成相对罕见，但需要干预来诱导和加速其形成。常见方法包括下腔静脉(IVC)停滞、IVC狭窄、局部应用氯化铁(FeCl3)和激光损伤模型，其中IVC模型最为普遍。
下腔静脉停滞模型
IVC停滞通过结扎IVC及其侧支分支来模拟完全性血管闭塞。这种全面的停滞旨在最大化血栓形成，产生大且可重复的血栓（15–25 mg），成功率接近100%。因此，该模型主要用于研究急性血栓形成和慢性血栓溶解的机制。然而，其依赖于完全的、手术诱导的血流阻塞使其不太适合研究非创伤性静脉血栓形成的发病机制。
圣托马斯狭窄模型
圣托马斯狭窄模型旨在通过整合两个关键触发因素来模拟血栓形成：血流减少和内皮功能障碍。该过程涉及通过在下腔静脉左肾静脉远端放置结扎线并在一间隔物上打结（随后移除）来部分结扎IVC，使血流减少80-90%。随后，将神经血管夹应用于IVC壁以诱导内皮功能障碍，后支保持完整。
下腔静脉狭窄模型
作为圣托马斯模型的改良，IVC狭窄模型涉及部分结扎IVC以实现约90%的狭窄而不诱导内皮功能障碍。主要优点是血栓在狭窄处上游形成，并且在结构上类似于人类DVT。然而，该模型的主要挑战是血栓形成的高度可变性。为了解决这种可变性，研究人员采用了不同的方案，有些选择结扎侧支以确保更一致的血栓形成。
氯化铁模型
氯化铁模型通过将浸泡在2.5–10% FeCl3中的滤纸应用于暴露的静脉或动脉2–3分钟来建立，诱导氧化损伤和快速闭塞性血栓形成（闭塞定义为60–120秒无血流）。血栓大小和形成速率随FeCl3浓度和暴露时间按比例变化。该模型简单、可重复，提供一致的闭塞时间，并可靠地再现急性血栓，但不适用于研究癌症相关的慢性VTE。
激光诱导损伤模型
激光诱导损伤模型，包括光化学损伤和直接激光损伤，为研究血栓形成提供了高时空精度。在光化学损伤模型中，光敏剂如孟加拉玫瑰红被全身或局部施用。在激光照射下，它产生活性氧，导致局部内皮功能障碍，模拟内源性损伤并引发血栓形成。或者，可使用固态激光直接对血管壁造成精确损伤，从而诱导血栓形成。当与活体显微镜或多普勒超声结合时，这种方法能够全面、实时地监测血栓发展。
中性粒细胞胞外诱捕网诱导模型
尽管NETs在CAT中的作用已得到充分证实，但目前仍缺乏基于NETs诱导的特定模型。因此，当前研究通过采用已建立的血管损伤模型（如FeCl3应用、激光损伤和IVC停滞）来研究NETs对CAT形成的贡献。在这些模型中，通常通过测量特定标志物的升高水平来确认NETs的参与，包括血浆游离DNA(cfDNA)、瓜氨酸化组蛋白H3(H3Cit)和髓过氧化物酶(MPO)。
癌症相关血栓形成的预后意义与生物标志物
CAT不仅是重要的并发症，也是肿瘤进展的潜在标志物，从而导致血栓复发风险更高、治疗效果差和生存率降低。丹麦的一项队列研究指出，患有VTE的癌症患者死亡率更高，无论VTE发生在癌症诊断之前还是之后，这一发现在多种肿瘤类型中得到验证。这种严峻的预后似乎是由多层次的相互作用驱动的。解释包括血栓本身的直接物理后果、血栓形成过程本身的促肿瘤作用以及共同的基本遗传起源。
预测性生物标志物
由肿瘤细胞通过释放凝血激活因子或与血小板、中性粒细胞或内皮细胞相互作用诱导的高凝状态导致循环血浆蛋白的变化。这些改变作为CAT的潜在生物标志物和预测因子，反映了促血栓状态的不同方面。近年来，microRNAs(miRNAs)已成为CAT强大且有前景的生物标志物。miRNA标签的预测价值已被证明优于现有的临床风险评估模型。
风险评估模型的演变
在癌症管理中，预测血栓形成并发症的能力是不可或缺的，因为准确预测CAT能够实现及时预防和风险适应性干预。
CAT风险评估模型经历了一场范式转变，从静态的、纯临床的评分演变为动态的、多维的模型。通过整合从分子生物标志物和基因组学到动态患者参数的各种数据，这些现代工具提供了远高于以往的预测准确性，并实现了高度个性化的风险分层，预示着精准血栓预防的新时代。
癌症相关血栓形成的临床管理与新兴疗法
CAT管理的基石是主动的、个体化的预防策略，由动态风险分层指导。
一旦识别出血栓风险，预防药物的选择应根据患者的临床概况和恶性肿瘤类型进行调整。直接口服抗凝药(DOACs)和低分子量肝素(LMWH)由于其优越的可预测性和对化疗干扰的减少，已超越传统的维生素K拮抗剂成为首选药物。
对于已确诊的CAT，抗凝治疗通常持续3至6个月，LMWH或DOACs作为一线选择。治疗持续时间本质上是动态的：如果恶性肿瘤仍然活跃或血栓风险持续存在，则有必要延长。
除了标准指南外，管理必须适应特定的患者脆弱性，这些脆弱性会改变抗凝治疗的风险-获益比。
结论
CAT是一种多因素、致命的并发症，源于肿瘤与宿主促凝途径之间持续而复杂的相互作用。启动过程以TF驱动的凝血激活为中心，内皮功能障碍、血小板活化和NETs形成共同促进CAT发展。相反，纤溶系统的抑制，特别是PAI-1水平的升高，以及NETs-纤维蛋白复合物的物理特性，阻碍血栓消退，导致高凝状态持续存在。肿瘤特异性遗传改变，如KRAS、ALK、EGFR突变，通过调节TF表达和血小板活化途径，显著影响血栓风险。抗癌治疗，包括化疗、放疗、靶向治疗（特别是抗血管生成药物和ICIs），通过引起内皮损伤、炎症和免疫激活，进一步加剧血栓风险。新兴的治疗策略，如针对NETs、PDPN/CLEC-2轴、PDI和PAI-1的抑制剂，旨在实现“止血保留”的抗血栓效果。同时，整合多组学数据、人工智能和机器学习的新型风险评估模型，正推动CAT管理向精准化、个性化方向发展。未来研究需开发更贴近临床病程的动物模型，并深入开展大规模临床试验，以验证新型靶点治疗策略的有效性和安全性，最终改善癌症患者的预后。
