抗腫瘤轉(zhuǎn)移策略的設(shè)計與實施

1、抗腫瘤轉(zhuǎn)移策略的設(shè)計與實施【關(guān)鍵詞】 腫瘤；轉(zhuǎn)移；拮抗侵襲和轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的重要生物學(xué)特征，也是影響預(yù)后和導(dǎo)致腫瘤復(fù)發(fā)的重要因素，長期為腫瘤的基礎(chǔ)和臨床研究密切關(guān)注。研究者們從不同角度和思路設(shè)計抗腫瘤轉(zhuǎn)移策略，并研制出不同功效的抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物，有些已經(jīng)在臨床應(yīng)用，但并未達(dá)到預(yù)想中的效果，究其原因，可能與腫瘤轉(zhuǎn)移是一個多因素調(diào)控、多步驟、連續(xù)復(fù)雜的主動過程有關(guān)。目前的多種抗腫瘤轉(zhuǎn)移的設(shè)計與方案都從腫瘤轉(zhuǎn)移的途徑與機制中尋找關(guān)鍵的調(diào)控點進(jìn)行干預(yù)，以達(dá)到抑制轉(zhuǎn)移的目的。因此，我們從分析轉(zhuǎn)移過程的角度來探討抗腫瘤轉(zhuǎn)移策略，現(xiàn)對近年抗腫瘤轉(zhuǎn)移策略的設(shè)計與實施進(jìn)行綜述。1 抑制腫瘤細(xì)胞破壞基質(zhì)的活性酶目前

2、的研究表明1，2，蛋白酶類和糖苷酶類兩大基質(zhì)降解酶類與腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移有關(guān)。蛋白酶類主要降解細(xì)胞外基質(zhì)中的蛋白成分，如型膠原、層粘連蛋白等；糖苷酶類主要降解其中的糖蛋白及蛋白聚糖中的多糖鏈。因此，抑制腫瘤細(xì)胞侵襲基質(zhì)的活性酶主要集中在這兩類酶，根據(jù)其特性采用不同的策略抑制其活性與轉(zhuǎn)移途徑。1.1 基因水平抑制與阻遏基質(zhì)金屬蛋白酶表達(dá) 基因水平阻遏基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）表達(dá)的策略主要包括針對MMPs和激活物的反義核酸基因阻遏。首先是MMPs和激活物的表達(dá)阻遏，其中的CD147分子屬免疫球蛋白超家族成員，廣泛表達(dá)于造血及非造血細(xì)胞，并且在腫瘤組織

3、高表達(dá)，主要刺激人成纖維細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞分泌MMPs，與腫瘤的轉(zhuǎn)移相關(guān)，屬于MMPs的激活物。在構(gòu)建CD147反義RNA真核表達(dá)質(zhì)粒后，轉(zhuǎn)染癌細(xì)胞，在RNA水平抑制MMPs激活物CD147分子的合成與表達(dá)3，4。其次是針對基質(zhì)金屬蛋白酶的反義核酸阻遏，合成MMP-9、14的反義cDNA，轉(zhuǎn)染高轉(zhuǎn)移性人肺癌細(xì)胞株與卵巢癌細(xì)胞株，可以直接阻斷MMPs的mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)，腫瘤細(xì)胞的增殖能力受到了一定程度的抑制，下調(diào)了腫瘤細(xì)胞MMPs的內(nèi)源性表達(dá)，降低腫瘤細(xì)胞體外侵襲能力，而且Id (inhibitor of DNA binding) 基因的反義序列也有同樣的抑制MMPs活性的生物學(xué)效應(yīng)。因此，M

4、MPs分子有可能成為靶向阻斷癌細(xì)胞侵襲的分子靶點5，6。1.2 細(xì)胞內(nèi)抗體特異性抑制基質(zhì)金屬蛋白酶活性 有研究根據(jù)MMP-9的序列合成細(xì)胞內(nèi)抗體，在蛋白水平抑制MMPs的活性，發(fā)現(xiàn)有阻遏MMP-9表達(dá)、分泌的作用，該技術(shù)有作為基因治療的前景1。但目前作為基因治療用于臨床還存在一些問題，如需要將有足夠量的抗體基因?qū)氲桨屑?xì)胞的基因轉(zhuǎn)移系統(tǒng)；細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的抗體量要達(dá)到有效量，以及表達(dá)的抗體蛋白必須是無毒、無免疫原性等。1.3 生長抑素抑制基質(zhì)金屬蛋白酶轉(zhuǎn)錄、表達(dá)和活性作用 天然的生長抑素血漿半衰期只有3min，難以直接用于臨床治療。目前生長抑素的類似物奧曲肽可以作為替代品用于研究，在建立改良的Boy

5、den室膜侵襲檢測系統(tǒng)、癌細(xì)胞遷移率以及裸鼠人胃癌原位移植瘤模型之后，對胃癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移特性進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)奧曲肽明顯下調(diào)MMP-2在mRNA水平的表達(dá)，導(dǎo)致減少MMP-2的合成與分泌，有效地抑制胃癌侵襲和轉(zhuǎn)移，降低胃癌細(xì)胞運動能力。進(jìn)一步在動物實驗中證實生長抑素抑制胃癌細(xì)胞MMP的活性，并且在阻斷型生長抑素受體的活化之后MMP-2的水平下降7。1.4 采用化療藥物抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移 化療是殺傷腫瘤細(xì)胞的重要手段，是目前腫瘤治療的主要方法之一，但多數(shù)思維集中于探討如何殺傷腫瘤細(xì)胞，忽略了化療藥物可能作為腫瘤轉(zhuǎn)移抑制劑的潛在特性?？梢栽O(shè)想化療藥物在殺傷腫瘤細(xì)胞的同時抑制其轉(zhuǎn)移特性，或者是將有轉(zhuǎn)移特性的

6、癌細(xì)胞充分殺傷，同樣可以達(dá)到抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的目的。因此，有研究嘗試用紫杉醇與羥基喜樹堿等化療藥物用于抑制腫瘤轉(zhuǎn)移。在體外實驗中810，紫杉醇通過抑制肝癌、小細(xì)胞肺癌、黑色瘤等細(xì)胞在mRNA水平表達(dá)MMP-2、9，從而達(dá)到抑制轉(zhuǎn)移的效果。2 抗腫瘤血管生成由于腫瘤血管的獨有特點，目前有諸多的抗轉(zhuǎn)移研究聚焦于腫瘤血管生成。關(guān)于抗腫瘤血管生成的研究已經(jīng)是抗腫瘤轉(zhuǎn)移的經(jīng)典研究熱點，在實驗研究的基礎(chǔ)上，已經(jīng)有不少抑制腫瘤血管生成的藥物進(jìn)入臨床前期試驗治療，主要的特點是抑制腫瘤新生血管的生成，而不會影響機體內(nèi)已生成、成熟的血管，其中主要的抗轉(zhuǎn)移策略與思路是1113：抑制細(xì)胞外基質(zhì)和基底膜降解：血管生成過程首

7、先伴隨的是基質(zhì)降解酶釋放，破壞基底膜，使內(nèi)皮細(xì)胞可遷移和進(jìn)入細(xì)胞外基質(zhì)。因此，抑制能降解ECM的酶，如MMPs、纖溶酶原激活物等，可穩(wěn)定血管基底膜，達(dá)到抑制腫瘤血管生成和腫瘤細(xì)胞浸潤的目的。目前，人工合成的抗MMPs藥物有neovastat(處于期臨床)等。拮抗血管生成因子：抑制或拮抗血管生成因子，包括VEGF、堿性纖維母細(xì)胞生長因子、胰島素樣生長因子、腫瘤壞死因子、轉(zhuǎn)化生長因子等，達(dá)到抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂、趨化和降低遷移的目的，最終阻止新生血管形成。通過調(diào)控基因拮抗血管生成：如通過轉(zhuǎn)染野生型p53 基因等抑制血管生成。2.1 基因治療 抗血管生成基因治療的基本思路是：將編碼具有抗血管生成作用

8、的基因轉(zhuǎn)染病毒或其它載體，通過基因轉(zhuǎn)染技術(shù)重組基因轉(zhuǎn)染宿主細(xì)胞，使患者血液或腫瘤局部組織分泌抗血管生成物質(zhì)，抑制血管生成。其中轉(zhuǎn)染的候選基因包括：p53基因、p16、KAI1和神經(jīng)節(jié)苷酯GD3合酶反義脫氧核糖核酸等等，目前僅限于動物試驗14。2.2 抑制劑阻止腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與生長 腫瘤血管生成是從血管內(nèi)皮細(xì)胞的活化、增殖和遷移開始的，阻止內(nèi)皮細(xì)胞的生長可抑制腫瘤血管生成?？赏ㄟ^給予血管生成因子抑制劑，抑制血管生成因子的作用和直接抑制內(nèi)皮細(xì)胞生長達(dá)到上述目的。TNP-47015是第一代人工合成的血管生成抑制劑，是從真菌中獲得的有抗生素活性的煙曲霉素類似物，以血管生成為靶部位，通過阻斷血管

9、內(nèi)皮細(xì)胞進(jìn)入G1期抑制血管生成，可抑制腫瘤新生血管的生成，抑制腫瘤生長和轉(zhuǎn)移。但臨床前期研究表明其不良反應(yīng)嚴(yán)重，而未能在臨床上推廣使用。此外，沙利度胺(鎮(zhèn)靜劑)、反應(yīng)停等藥物近年來在體外試驗和動物試驗中顯示出良好的抗血管生成活性，已開始用于乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌等多種腫瘤治療的臨床研究16。其次是提高內(nèi)源性血管生成抑制因子的活性，以此抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞生長。目前也發(fā)現(xiàn)生長抑素除了對MMPs有抑制作用外，其類似物奧曲肽可以通過抑制肝癌分泌VEGF減低腫瘤實體內(nèi)血管的生成。而且還可以特異性地阻斷血管內(nèi)皮活化因子VEGF及其受體的作用，其中VEGF受體阻斷劑PTK787等則可抑制血管生成因子活化，并

10、誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡17。2.3 拮抗血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移1820 研究表明，魚精蛋白有阻止毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的移動，進(jìn)而影響血管生成的作用。其作用缺乏特異性，既影響腫瘤血管形成，也影響胚胎組織、炎癥反應(yīng)和免疫過程中的血管形成，但對已經(jīng)發(fā)育完善的血管內(nèi)皮并無此等作用。針對腫瘤生長的不同階段應(yīng)用魚精蛋白治療發(fā)現(xiàn)，頰癌內(nèi)血管生成在治療期間明顯受到抑制。在細(xì)胞惡變時期，魚精蛋白可抑制宿主微血管系統(tǒng)的擴張和形成新生血管芽，但對已增生血管并不能使其退化，僅表現(xiàn)出使已紊亂的毛細(xì)血管變得較規(guī)則，并阻止了血管變化的進(jìn)一步深入發(fā)展，從而在動物腫瘤模型上表現(xiàn)出腫塊停止生長。如在此時去除治療因素(魚精蛋白)，癌細(xì)胞誘導(dǎo)血

11、管形成過程又重復(fù)出現(xiàn)，且在原有的基礎(chǔ)上出現(xiàn)廣泛的血管增生現(xiàn)象，并伴隨各種畸形血管的出現(xiàn)，微血管和小血管也發(fā)生直徑擴張、建立腫瘤自身的血管系統(tǒng)，癌細(xì)胞得以增殖，腫瘤迅速長大，跟隨著血管生成反應(yīng)向深層浸潤。在形成浸潤癌時期再給以抑制劑魚精蛋白治療，雖可以起到中止血管生成反應(yīng)及抑制腫瘤生長的作用，同時減少各種畸形血管的形成，但對已形成建立的腫瘤血管系統(tǒng)無治療作用。腫瘤仍然可以保持緩慢生長能力和大小。3 針對淋巴系統(tǒng)的化療近幾年在研究中特別重視淋巴道轉(zhuǎn)移，首先發(fā)現(xiàn)在腫瘤組織，尤其是癌組織周圍有非常豐富的淋巴管，而且有部分癌組織中還發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)不全與增生的淋巴管，同樣也利于腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移，最后的結(jié)果也提高

12、血道轉(zhuǎn)移的可能性。針對淋巴系統(tǒng)的化療，可以達(dá)到直接殺滅轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞的效果。但按常規(guī)的口服與靜脈給藥方式，加上藥物劑型的緣故，淋巴系統(tǒng)的藥物濃度不高，有必要探討新的給藥方式和新的劑型來提高淋巴系統(tǒng)的藥物濃度。目前由于納米技術(shù)向藥物領(lǐng)域的滲透，不少納米劑型的藥物已經(jīng)應(yīng)用于臨床，為淋巴結(jié)化療提供了技術(shù)平臺與依托，可以作為淋巴系統(tǒng)的被動靶向制劑，其靶向性機理主要靠網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞對微粒的吞噬，以及淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞間隙存在允許納米微粒通過而實現(xiàn)。針對口腔癌周毛細(xì)淋巴管的解剖生理特點，合成制備具有頸淋巴結(jié)靶向性的葫蘆素是聚乳酸納米微粒緩釋制劑，口腔癌周局部注射可以通過淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的吞噬和內(nèi)皮細(xì)胞間間隙進(jìn)入口腔癌周毛細(xì)淋巴管內(nèi)，再通過淋巴回流到達(dá)區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶，以提高頸淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶內(nèi)化療藥物的濃度，達(dá)到緩釋延長藥物的持續(xù)作用時間，降低血中藥物濃度以及毒副作用的目的1。4 抑制腫瘤細(xì)胞的移動、粘附與運動能力21，22針對腫瘤細(xì)胞的移動、粘附與運動的分子機制進(jìn)行抑制，如整合素與其受體參與腫瘤細(xì)