探討肺癌血管生成以及抗血管生成治療

1、探討肺癌血管生成以及抗血管生成治療    摘要： 肺癌與其它實(shí)體瘤一樣，其發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移均依賴于血管生成，當(dāng)腫瘤直徑達(dá)到一定大小時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)“血管生成開(kāi)關(guān)”，促進(jìn)新的血管生成，以保證腫瘤生長(zhǎng)的血供需要。肺癌血管生成是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，受多種正性和負(fù)性血管生成因子的調(diào)控。因此，抑制血管生成過(guò)程中關(guān)鍵步驟阻斷腫瘤血管生成，從而切斷腫瘤的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源和遷移通道，已成為近年來(lái)癌癥治療的新策略。本文就近年來(lái)此領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展做一綜述。 關(guān)鍵詞：  肺癌  血管生成  抗血管生成     

2、60;   肺癌（Lung cancer）是最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，嚴(yán)重威脅著人類的生命和健康，它已經(jīng)成為全世界癌癥死亡的最主要原因之一。1971年，F(xiàn)olkman等提出了腫瘤生長(zhǎng)依賴于血管生成的假說(shuō)，他認(rèn)為一些來(lái)源于腫瘤細(xì)胞的化學(xué)信號(hào)可以通過(guò)打開(kāi)“血管生成開(kāi)關(guān)”而使腫瘤從靜止期轉(zhuǎn)換到快速生長(zhǎng)期。靜止期的腫瘤沒(méi)有血管生成，腫瘤直徑被限制在大約0.2mm-2mm，如果超過(guò)這一時(shí)期，腫瘤細(xì)胞就可以作用于周圍的血管，引起血管擴(kuò)張、扭曲、通透性增加，從而引起血管的發(fā)芽。許多研究都表明血管生成對(duì)肺癌的發(fā)生起著非常關(guān)鍵的作用，而且癌前病變或者肺癌早期也存在微血管密度的增加1，后者是非小細(xì)

3、胞肺癌術(shù)后預(yù)后非常重要的一個(gè)指標(biāo)，因此針對(duì)血管生成治療肺癌很可能成為一種非常有效的方法。         一  肺癌血管生成調(diào)控         1.VEGF 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）家族是一個(gè)以二硫鍵或非共價(jià)鍵連接的同源二聚體的糖蛋白，目前所知的 VEGF 家族成員包括：VEGF-A（VEGF），VEGF-B，VEGF-C，VEGF-D，VEGF-E和胎盤生長(zhǎng)因子（PIG

4、F）。其中VEGF 被證明是內(nèi)皮細(xì)胞特有的一種生長(zhǎng)因子，在血管生成中起到非常重要的作用2。VEGF 為低氧誘導(dǎo)的生長(zhǎng)因子，分子質(zhì)量為 3446 Ku，由于其 mRNA 拼接不同，其有五種形式：VEGF121， VEGF145，VEGF165，VEGF183，VEGF189，VEGF206，其中以 VEGF165 較為常見(jiàn)，而且生物學(xué)活性最強(qiáng)。VEGF 和其兩個(gè)高親和力受體 VEGFR-1 或者 Flt-1（Fms-like tyrosine kinase），及 VEGFR-2 或者Flk-1（Fetal liver kinase）/KDR （kinase insert domain-conta

5、ining receptor）結(jié)合，結(jié)合以后其受體通過(guò)自身二聚化、磷酸化激活而介導(dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。VEGF 可以使血管床的通透性增加，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖、遷移和運(yùn)動(dòng)，刺激新生毛細(xì)血管生成，協(xié)助腫瘤細(xì)胞進(jìn)入脈管系統(tǒng)，促進(jìn)腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移。         2.EGFR 表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）是 ErbB 家族成員之一，分子量為170kDa，是一種跨膜糖蛋白，由細(xì)胞外區(qū)、跨膜區(qū)和細(xì)胞內(nèi)區(qū)構(gòu)成。EGFR 通過(guò)細(xì)胞外區(qū)結(jié)合特異性的配體諸如 EGF、TGF-等而被激活

6、，配體與 EGFR 結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)區(qū)的自動(dòng)磷酸化，以及細(xì)胞內(nèi)酪氨酸激酶活性的激活。酪氨酸激酶磷酸化常伴隨下游信號(hào)傳導(dǎo)蛋白分子的激活，介導(dǎo)下游不同信號(hào)通路，比如 rasrafMAPK，STAT，PI3KAkt 等通路的激活，從而引起腫瘤細(xì)胞的增殖、擴(kuò)散轉(zhuǎn)移及凋亡的抑制。         3.蛋白水解酶 與血管生成和腫瘤生物學(xué)行為有關(guān)的蛋白水解酶主要有基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）、纖維蛋白溶酶原激活物（plasminogen activator, PA）、尿激酶型纖溶酶原激活物（u

7、rokinase type plasminogen activator, uPA）和組織金屬蛋白酶抑制物（tissue inhibitor of metalloproteinase, TIMP）等。MMP 家族成員眾多，但以間質(zhì)膠原酶 (MMP1)、明膠酶 A（MMP 2）、基質(zhì)分解素1（MMP3）和明膠酶 B（MMP9）最為常見(jiàn)。MMP 參與細(xì)胞外基質(zhì)的降解，促使內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，血管生成，并在腫瘤的侵襲性生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移方面，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用3。纖維蛋白溶酶原激活物除與 MMP 的作用基本一致外，尚有促進(jìn) VEGF、bFGF 和 TGF 的血管生成調(diào)節(jié)作用。TIMP 能促進(jìn)細(xì)胞增殖，但對(duì)血管內(nèi)

8、皮細(xì)胞的遷移和新生血管的生成有抑制作用。         4.COX-2 環(huán)氧合酶（Cyclooxygenase, COX）是催化花生四烯酸生成前列腺素和血栓戊烷的關(guān)鍵酶，它包括兩種異構(gòu)體 COX-1 和 COX-2。COX-1 在所有的細(xì)胞內(nèi)幾乎都持續(xù)表達(dá)，并且在許多正常生理過(guò)程中起到非常重要的作用，比如胃粘膜的保護(hù)作用。COX-2 在正常的組織中很少表達(dá)，在炎癥刺激時(shí)才會(huì)表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)，COX-2 和多種腫瘤的發(fā)生都有關(guān)系，COX-2 不僅和肺癌的生長(zhǎng)、侵襲有關(guān)，而且和肺癌的血管形成也有密切的關(guān)系4。  

9、60;      二  肺癌抗血管生成治療         以腫瘤血管為靶點(diǎn)的抗腫瘤治療最初是由 Folkman 提出的， 隨后被其他的研究者采納并且用于癌癥傳統(tǒng)治療的輔助手段。與直接抗腫瘤細(xì)胞治療相比，抗血管生成治療有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，靶向物質(zhì)更加容易到達(dá)治療部位，而且比較容易聚集；第二，不需要針對(duì)所有的腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞就可以達(dá)到很好的效果；第三，內(nèi)皮細(xì)胞的基因組比腫瘤細(xì)胞更少發(fā)生變異，故不會(huì)出現(xiàn)像腫瘤細(xì)胞一樣的抗原消失現(xiàn)象；第四，針對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種放大機(jī)制

10、，比針對(duì)腫瘤細(xì)胞更加有效。針對(duì)腫瘤血管的治療可以分為下面這些策略，第一，針對(duì)微小腫瘤的新生血管生成（antiangiogenic agents），包括 VEGF 和 VEGFR-2 抑制劑等；第二，針對(duì)大的腫瘤已經(jīng)形成的血管（vascular-targeting agents），包括微管蛋白等；第三，長(zhǎng)期使用間接作用于腫瘤血管的混合藥物，包括紫杉烷類和 EGFR 抑制劑。         1.VEGF 抑    制劑 VEGF 抑制劑包括 VEGF 抗體、VEGFR-2 抗體、磷酸化抑

11、制劑和 VEGFR-2 酪氨酸激酶抑制劑等5。這些抑制劑可以抑制各種動(dòng)物模型的多種腫瘤，并且有些已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)。在所有的這些抑制劑中，VEGF 的單克隆抗體貝伐單抗（bevacizumab; AvastinTM）是研究的最清楚的。早期的臨床試驗(yàn)表明單獨(dú)使用 VEGF 抑制劑對(duì)進(jìn)展期實(shí)體腫瘤是無(wú)效的，但是耐受劑量下，貝伐單抗聯(lián)合卡鉑和紫杉醇治療非小細(xì)胞肺癌（NSCLC），可以明顯的延長(zhǎng)患者的生存期6。因此，美國(guó) NCCN 指南推薦貝伐單抗聯(lián)合含鉑的兩藥方案為 NSCLC 標(biāo)準(zhǔn)治療方案。      2EGFR 抑制劑  EGFR 抑制劑包括針對(duì)于

12、 EGFR 配體結(jié)合的胞外端區(qū)域的單克隆抗體（比如，cetuximab 和 ABX-EGF）及一些合成的一些小分子化合物（比如，gefitinib 和erlotinib），這些小分子的化合物可以抑制 ATP 和 EGFR 酪氨酸激酶結(jié)合，從而抑制腫瘤的增值和血管生成。一些臨床前研究表明，Cetuximab 可以抑制NSCLC細(xì)胞株的生長(zhǎng)。在對(duì)EGFR高表達(dá)的1125例NSCLC患者隨機(jī)采用順鉑或者長(zhǎng)春瑞濱化療或者聯(lián)合 Cetuximab 治療的研究中發(fā)現(xiàn)，Cetuximab 可以延長(zhǎng)患者的總體生存率7， 這項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果導(dǎo)致 Cetuximab 與長(zhǎng)春瑞濱或者順鉑聯(lián)合被美國(guó) NCCN 指南推薦為

13、 NSCLC一線方案。         3.基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑 基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑（Matrix metallo proteinase inhibitor，MMPI）能對(duì)抗基質(zhì)金屬蛋白酶對(duì)細(xì)胞外基質(zhì)成分的降解，從而在抑制在腫瘤浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移和血管形成過(guò)程中發(fā)揮重要作用。Batimastat（BB94）是一種人工合成的小分子基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑，在體外對(duì) MMP2、MMP3 和 MMP9 等多種 MMP 有抑制作用。BB94 對(duì) MMP 的抑制作用可能是通過(guò)結(jié)合 MMP 活性位點(diǎn)鋅離子產(chǎn)生的。BB94 不能口服給藥，必須通過(guò)胸

14、腔或腹腔注射給藥，對(duì)惡性胸水的治療效果較好。         4.COX-2抑制劑 塞來(lái)昔布（Celecoxib）是選擇性的COX-2 抑制劑。Celecoxib 具有抗血管生成作用，增強(qiáng) EGFR 或 HER2 抑制劑的效果。Celecoxib 聯(lián)合多西紫杉醇治療 NSCLC 的 期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明：應(yīng)用 Celecoxib 治療后，血清 VEGF 水平下降，VEGF/Endostatin 比值明顯下降8，提示 Celecoxib 的抗血管生成作用可能和下調(diào) VEGF 濃度有關(guān)。    

15、60;    結(jié)語(yǔ) 血管生成在肺癌的發(fā)生和進(jìn)展過(guò)程中起著非常關(guān)鍵的作用，并且受到多種復(fù)雜的血管生成因素的調(diào)節(jié)，抗血管生成治療已經(jīng)進(jìn)行廣泛的實(shí)驗(yàn)研究，且有多種藥物深入臨床試驗(yàn)顯示出良好的應(yīng)用前景。因其不易產(chǎn)生耐藥，并能增強(qiáng)放化療效果，降低毒性，甚至可使腫瘤停滯于血管前期，使其處于長(zhǎng)期休眠狀態(tài)，從而為治療腫瘤開(kāi)辟了一條嶄新道。但與其它療法相比抗血管生成治療還不成熟，抗血管新生治療只能抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，不能達(dá)到消滅腫瘤的目的。所以，需要在基礎(chǔ)理論、藥物篩選、臨床前期研究和臨床應(yīng)用方面進(jìn)行更深入的探索和研究。相信隨著腫瘤血管生成機(jī)制的進(jìn)一步闡明和新的腫瘤血管生成分子的

16、發(fā)現(xiàn)，目前存在的一系列問(wèn)題將會(huì)不斷解決，肺癌的抗血管新生治療將顯示出良好的應(yīng)用前景。  參 考 文 獻(xiàn) 1Keith, R.L., et al., Angiogenic squamous dysplasia in bronchi of individuals at high risk for lung cancer. Clin Cancer Res, 2000. 6(5): p. 1616-25. 2Dvorak, H.F., Vascular permeability factor/vascular endothelial growth factor: a critical cyt

17、okine in tumor angiogenesis and a potential target for diagnosis and therapy. J Clin Oncol, 2002. 20(21): p. 4368-80. 3Pritchard, S.C., et al., Expression of matrix metalloproteinases 1, 2, 9 and their tissue inhibitors in stage II non-small cell lung cancer: implications for MMP inhibition therapy.

18、 Oncol Rep, 2001. 8(2): p. 421-4. 4Sandler, A.B. and S.M. Dubinett, COX-2 inhibition and lung cancer. Semin Oncol, 2004. 31(2 Suppl 7): p. 45-52. 5Herbst, R.S., A. Onn, and A. Sandler, Angiogenesis and lung cancer: prognostic and therapeutic implications. J Clin Oncol, 2005. 23(14): p. 3243-56. 6Johnson, D.H., et al., Randomized phase II trial comparing bevacizumab plus carboplatin and paclitaxel with carboplatin and paclitaxel alone in previously untreated locally advanced or metastatic non