VEGF與骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀(一)

1、VEGF與骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀(一)    【摘要】 血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)是血管新生過程中一種重要的因子，在骨髓增生異常性疾病中起重要作用，其主要通過與受體(VEGFR)結(jié)合而發(fā)揮生物效應(yīng)。改變骨髓或血漿中VEGF或VEGFR的水平可能成為治療骨髓增生異常性疾病的新途徑,本文就VEGF與骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀作一綜述。 【關(guān)鍵詞】 血管內(nèi)皮生長因子;骨髓增生異常;骨髓增生異常綜合征; 再生障礙性貧血血管新生是指在原有血管的基礎(chǔ)上形成新血管的過程。在這過程中，多種血管發(fā)生因子起重要作用，其中以血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)最為突出。大多

2、數(shù)血管發(fā)生因子由腫瘤細胞分泌，并且以自分泌的方式促進腫瘤細胞的生長和繁殖，在腫瘤的轉(zhuǎn)歸、治療中也起著作用。骨髓增生異常性疾病中最常見的是骨髓增生異常綜合征(MDS)、再生障礙性貧血(AA，下文簡稱再障)。本文就VEGF與這兩種最常見的骨髓增生異常性疾病的研究現(xiàn)狀作一綜述。1 VEGF 及其受體的生物特性VEGF是一種具有高度生物活性的功能性糖蛋白，VEGF家族包括VEGFA、VEGFB、VEGFC、VEGFD、VEGFE。人VEGF 基因位于染色體6p21.3, 全長28Kb,編碼VEGF 的基因長約14Kb, 由8個外顯子和7 個內(nèi)含子交替組成, 編碼3435kD 的同源二聚體糖蛋白。VEG

3、F 基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄水平剪切,可產(chǎn)生5 種不同的轉(zhuǎn)錄子, 即VEGF206、189、165、123 和121,其中VEGF121 和165 為分泌型的細胞因子1。VEGF主要促進內(nèi)皮細胞增殖和血管增生, 它是血管內(nèi)皮細胞特異性的有絲分裂原, 在體外可促進血管內(nèi)皮的生長, 在體內(nèi)可誘導血管發(fā)生。此外, VEGF 能增加血管的通透性, 使血漿蛋白溢出血管外, 導致纖維蛋白在血管外凝結(jié), 形成血管生成的臨時基質(zhì)。這種基質(zhì)一方面促進血管生成, 另一方面促使一些間質(zhì)細胞進一步形成成熟的血管基質(zhì), 有利于血管形成。VEGF是目前已知的所有促血管生成因子中同時具備促血管增生和增強血管通透性功能的生長因子。VEG

4、F 的生物學效應(yīng)通過其特異的膜受體實現(xiàn), 迄今發(fā)現(xiàn)5 種受體: VEGFR 1( Flt 1)、VEGFR2(flk1)、VEGFR3(Flt 4)2、neuropilin 1(神經(jīng)毛蛋白1)、neuropilin2(神經(jīng)毛蛋白2)34。這些受體本質(zhì)上都是酪氨酸激酶, 受體在其細胞外區(qū)是含7個免疫球蛋白(Ig)樣的結(jié)構(gòu)域, 而細胞內(nèi)區(qū)是含有酪氨酸激酶的信號域,中間是一段激酶插入序列(KI)。受體主要介導細胞骨架重排及引起細胞遷移, 但不能引導細胞增殖。此外, 它們能介導單核細胞趨化。當VEGF與受體膜外成分部分結(jié)合后，酪氨酸激酶被激活，大量鈣離子內(nèi)流從而導致級聯(lián)放大反應(yīng)過程，引起一系列的生物效

5、應(yīng)。VEGFR1和VEGFR2是血管內(nèi)皮細胞特異性酪氨酸激酶受體，在脈管系統(tǒng)的形成中起至關(guān)重要的作用。VEGFR 1 可增加血管內(nèi)皮細胞的通透性, 形成臨時基質(zhì), 促進胞外蛋白水解,有利于毛細血管生成5， 缺乏則導致血管結(jié)構(gòu)缺陷。VEGFR2 介導內(nèi)皮細胞的增殖、分化, 缺乏則無內(nèi)皮細胞生成。有研究論證 VEGFR2 有增加毛細血管后靜脈和小靜脈的通透性的功能，從而促進營養(yǎng)物質(zhì)和炎性物質(zhì)的滲出, 而不是VEGFR 1; VEGFR 3 (Flt 4)在胚胎期是胚胎血管形成的必需因素, 在血管及淋巴內(nèi)皮細胞都有分布，它在腫瘤轉(zhuǎn)移過程中有一定的作用6。有研究認為neuropilin 1 通過和VE

6、GF 結(jié)合促進血管的發(fā)生與發(fā)展7。2 MDSMDS是一組異質(zhì)性造血干細胞惡性克隆性疾病，以骨髓無效造血、外周血細胞減少及病態(tài)造血為特征。FAB協(xié)作組將此綜合征分為5型：難治性貧血(RA)、難治性貧血伴環(huán)狀鐵粒幼紅細胞(RARS)、難治性貧血伴原始細胞增多(RAEB)、難治性貧血伴原始細胞增多在轉(zhuǎn)變中(RAEBT)、慢性粒細胞白血病(CMML)。2.1 VEGF及其受體在MDS中的表達Bellamy等8發(fā)現(xiàn)MDS各亞型的骨髓造血細胞的細胞質(zhì)中表達的VEGF及其受體的水平較正常人群中的高。Wimazal等9發(fā)現(xiàn)相對于RA、RARS或正常骨髓，RAEB、RAEBT和CMML病人骨髓中VEGF水平更高

7、。這些區(qū)別可能是RAEB、RAEBT和CMML中未成熟的骨髓細胞中的VEGF表達的結(jié)果,提示VEGF在MDS病人骨髓中表達的水平可能取決于不成熟骨髓細胞的百分比(胚細胞和單核祖細胞)。Bellamy還發(fā)現(xiàn)MDS型別不同，受體VEGFR1的水平也不同：MDS高危組>MDS低危組>正常組，而在介導細胞增殖和遷移信號傳導途徑中發(fā)揮主要作用的受體VEGFR2與正常人的差異無統(tǒng)計學意義。這些發(fā)現(xiàn)為MDS的發(fā)生、發(fā)展提供了一個生物原理。2.2 MDS骨髓中的血管新生MDS是一組漸進性疾病，隨著其自然病程的發(fā)展，骨髓中原始細胞比例逐漸增高，最終可演變成白血病。，Keith等10發(fā)現(xiàn)，在MDS轉(zhuǎn)化

8、為白血病的過程中,各種血管新生介質(zhì)的水平明顯增高，包括VEGF、堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)、腫瘤壞死因子(TNF)以及血管新生介質(zhì)的受體等。當前的研究認為由于細胞因子和生長因子的分泌同時調(diào)節(jié)MDS骨髓中的血管新生，導致血管形成和克隆種群增加，骨髓微血管密度(MVD)也增高。Madry 等11用免疫組化法測量43例MDS、10個MDS緩解組病例的MVD，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， MDS較緩解組中存在更高的 MVD,其中RAEBT和CMML的MVD最高。Pruneri等12也發(fā)現(xiàn)，MDS 患者中的MVD明顯高于正常，其中RA、RAEB、RAEBT組呈遞增趨勢，RAEBT組的MVD與AML組無明顯差異。上

9、述結(jié)果表明隨著病情的發(fā)展，骨髓微血管密度逐漸增高，RAEBT可能是發(fā)展至AML的一個過渡階段。2.3 針對VEGF靶向治療MDS的展望VEGF 和VEGFR 在惡性腫瘤的血管生成過程中協(xié)同表達, VEGF 和VEGFR 在腫瘤血管生成中的作用表明: 阻斷VEGF 和VEGFR 作用有希望成為抑制血管生成及腫瘤生長的有效治療措施。以VEGF 和VEGFR 為靶點, 具有特異性高、不易產(chǎn)生耐藥等優(yōu)點, 因而通過它來抑制腫瘤血管生成是當前腫瘤治療研究的熱點之一。隨著對MDS分子機制認識的加深，已經(jīng)發(fā)展了分子靶點治療。幾種新藥(VEGF抑制劑、受體酪氨酸激酶抑制劑、蛋白激酶C抑制劑等)在臨床試驗中已顯

10、示了其應(yīng)用前景，但大多數(shù)MDS的治療研究還處于早期階段13。Bevadzumab(商品名：Avastln)于2004年2月獲得美國食品和藥物管理局(FIA)批準上市，這是世界上首個批準上市的血管內(nèi)皮生長因子抑制劑。Bevacizumab是人源化的抗VEGF單克隆抗體，能與VEGF結(jié)合，阻止VEGF與其受體VEGFR1和VEGFR2結(jié)合。早期的臨床研究表明，bevacizumab單藥治療無明顯毒性反應(yīng),從而推測Bevacizumab不僅可以抑制腫瘤新生血管形成而且可以通過去除多余的VEGF使腫瘤血管“正?；?，增加血流量使隨后應(yīng)用的細胞毒性藥物能發(fā)揮出更為有效的作用14。VEFGR主要是酪氨酸蛋

11、白激酶，目前普遍認為VEGF誘導血管生成是由VEGF與位于血管內(nèi)皮細胞表面的VEGFR2結(jié)合所介導，VEGF與VEGFR2結(jié)合后形成二聚體誘使酪氨酸激酶介導的磷酸化，并進一步激活相關(guān)下游信號轉(zhuǎn)導通路。用特異性的酪氨酸激酶抑制劑可抑制VEGFR 的活性, 從而阻止其與VEGF 結(jié)合, 達到抑制腫瘤血管生成及腫瘤轉(zhuǎn)移的作用。 因此,VEGFR 酪氨酸激酶是理想的藥物作用靶點,目前已有大量以此為靶點的藥物應(yīng)用于臨床, 如舒尼替尼( sunitinib) 、索拉非尼( sorafenib)等。Axitinib (AG2013736、 AG213736)是近年研發(fā)成功的藥物，主要靶向于VEGFR酪酸激酶

12、,該藥單獨或與其他抗癌藥聯(lián)合使用的臨床研究工作已經(jīng)全面展開1518。VEGF靶向治療的許多方面有待進一步明確，包括治療方案的合理設(shè)計、如何與傳統(tǒng)抗腫瘤方法的聯(lián)合應(yīng)用、靶向治療藥物之間聯(lián)合應(yīng)用的方法等。例如，氨磷汀是一種細胞保護劑，有對抗血管再生作用并對造血干細胞的分泌水平產(chǎn)生影響。研究顯示經(jīng)氨磷汀治療后的MDS患者VEGF24h的分泌量減少了。氨磷汀對MDS病人產(chǎn)生的抗血管活性，使造血干細胞分泌VEGF減少，從而達到治療的目的19。若將氨磷汀與上述藥物聯(lián)用，是否有協(xié)同作用，還有待研究。2.4 VEGF在MDS 分型的意義據(jù)國際IPSS評分，MDS的預后因素包括外周血細胞受累、骨髓原始細胞比例及

13、染色體分型等。趙梅青等20發(fā)現(xiàn)， MDS外周血23系受累者，血清VEGF、bFGF水平明顯高于1系受累者;骨髓原始細胞比例>5%者，血清VEGF、bFGF水平明顯高于5%者。上述結(jié)果表明MDS病情越重，血清VEGF、bFGF水平越高。因此通過檢測血清VEGF、bFGF水平，可間接反映MDS的預后。3 再障再障是由化學、物理、生物因素及不明原因引起的骨髓造血功能衰竭, 以骨髓多向造血干細胞不足和外周全血細胞減少為特征。這種疾病特點的標志是空骨髓：包含有正常數(shù)量的脂肪細胞，但或多或少有造血干細胞、紅細胞、巨核細胞的衰竭。3.1 再障骨髓細胞中VEGF的表達再障的病理顯示血管密度減低，提示造血

14、微環(huán)境缺陷是再障重要的發(fā)病機制之一。骨髓的造血功能有賴于完整的骨髓微循環(huán)系統(tǒng)。其中血管的數(shù)量和質(zhì)量的異常都會影響造血干細胞的增殖和分化。VEGF作為作用最強的促血管生成因子，在維持正常的血管密度方面發(fā)揮著積極的作用。VEGF能糾正造血細胞VEGF基因缺陷導致的凋亡和集落生成能力的降低21 ，能夠協(xié)同GMCSF、Epo促進造血細胞的集落生成22 ，還可以刺激內(nèi)皮細胞合成分泌GMCSF、SDF1，其中SDF1作為趨化因子能顯著提高CD34 造血細胞的跨膜遷移能力，從而發(fā)揮間接造血調(diào)控作用23 。Fureder 等24檢測再障病人骨髓中的微血管密度(MVD)和骨髓VEGF的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者的水平均

15、較正常人群降低。進行免疫抑制治療和干細胞移植后，骨髓中VEGF 和MVD的水平明顯提高。血管密度的改變和VEGF的表達下調(diào)對再生障礙性貧血的病理生理的改變有著協(xié)同作用。然而，F(xiàn)ureder 等的研究尚未能弄清再障低水平的VEGF是骨髓衰竭的結(jié)果還是觸發(fā)骨髓衰竭的誘發(fā)因素，他們更偏向于VEGF衰竭是再障的結(jié)果，并推測健康個體血清中的VEGF大部分來源于造血細胞;或可能某種造血細胞產(chǎn)生因子(如細胞類因子)來調(diào)節(jié)非造血細胞中VEGF的產(chǎn)生和分泌，如腫瘤壞死因子和白血病介素1皆由白細胞產(chǎn)生，都能導致間質(zhì)細胞中VEGF的表達和釋放;也可能是白細胞或者白細胞的產(chǎn)物能抑制VEGF的分解和排泄。由于再障的造血

16、細胞、白細胞減少，從而導致了VEGF產(chǎn)生減少和分解排泄增加。如果VEGF分泌減少，正常的血管密度難以維持，骨髓血管減少，血管的通透性減低，供血供氧減少，微環(huán)境進一步惡化，骨髓脂肪化，造血組織萎縮，使得VEGF的分泌減少，進一步加速了骨髓的脂肪化，促進再障發(fā)生和進一步惡化25。再障的VEGF水平明顯低于正常人群。韓秀華等26發(fā)現(xiàn)重型再障血漿中的VEGF水平較普通再障的低，因此認為再障病情的輕重和VEGF分泌減少的程度有相關(guān)性，通過檢測血清中的VEGF，可間接評估病情的嚴重程度。3.2 再障治療的展望目前再障的治療選擇包括造血干細胞移植、抗胸腺細胞球蛋白聯(lián)合環(huán)孢菌素A和糖皮質(zhì)激素等綜合性治療。再障

17、患者血漿VEGF水平的減低可能成為導致干細胞集落形成能力顯著降低以及骨髓微循環(huán)支持功能缺陷的因素之一，這為運用VEGF治療再障提供了很好的依據(jù)。Marsh 等27認為粒細胞集落刺激因子(GCSF)屬于造血生長因子(HGFs)的一種，有直接導致造血細胞和非造血細胞表達和分泌VEGF的可能。故對于CSF，它在再障治療中的效應(yīng)不僅歸功于它的免疫抑制特性，還在于它刺激造血細胞和非造血細胞產(chǎn)生VEGF，從而提高血漿中VEGF水平的效應(yīng)。除了CSF，單獨或聯(lián)合使用其它造血生長因子時，并沒有獲得預期的效果，而可能因使用造血生長因子而導致嚴重的副反應(yīng)。4 結(jié)語MDS、再生障礙性貧血同屬骨髓增生異常性疾病，但V

18、EGF在二者中的水平卻不相同。如上所述， VEGF與MDS、再生障礙性貧血的發(fā)病、進展、治療預后均有密切聯(lián)系。依據(jù)骨髓、血漿中VEGF的改變探索治療MDS、再障等血液性疾病的新途徑可望成為日后研究的熱點?！緟⒖嘉墨I】1 Sahni A, Francis C W. Vascular endothelial growth factorbinds to fibrinogen and fibrin and stimulates endothelial cellproliferationJ. Blood, 2000, 96( 12) : 37723778.2 Neufeld G, Gohen T, Ge

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